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核电站的工作原理及类型

基本工作原理是:核电站利用核能发电,核心设备是核反应堆。核反应堆加热水产生蒸汽,将原子核裂变能转化为热能;蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转化为机械能;然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。

(来源:烟台核电研发中心)

核电站工作原理通用示意图

常见的核电站依据反应堆原理不同可分为压水堆核电站、重水堆核电站、沸水堆核电站、快堆核电站。目前新萄京娱乐手机版国主要核电站由压水堆核电站和重水堆核电站组成。

压水堆核电站

目前世界上的核电站60%以上都是压水堆核电站,其主要由反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机及有关系统设备组成。

在核电站中,反应堆的作用是进行核裂变,将核能转化为水的热能。水作为冷却剂在反应堆中吸取核裂变产生的热能,成为高温高压的水然后沿管道进入蒸汽发生器的U型管内,将热量传给U型管外侧的水,使其变为饱和蒸汽。

冷却后的水再由主泵打回到反应堆内重新加热,如此循环往复,形成一个封闭的吸热和放热的循环过程,这个循环回路称为一回路,也称核蒸汽供应系统。一回路的压力由稳压器控制。由于一回路的主要设备是核反应堆,通常把一回路及其辅助系统和厂房统称为核岛(NI)。

由蒸汽发生器产生的水蒸汽进入汽轮机膨胀作功,将蒸汽、的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。汽轮机转子与发电机转子两轴刚性相连,因此汽轮机直接带动发电机发电,把机械能转换为电能。

作完功后的蒸汽(乏汽)被排入冷凝器,由循环冷却水(如海水)进行冷却,凝结成水,然后由凝结水泵送入加热器预加热,再由给水泵将其输入蒸汽发生器,从而完成了汽轮机工质的封闭循环,新萄京娱乐手机版称此回路为二回路。循环冷却水二回路系统与常规火电厂蒸汽动力回路大致相同,故把它及其辅助系统和厂房统称为常规岛(CI)。

综上所述,压水堆核电站将核能转变为电能是分四步,由四个主要设备中实现的

(1)反应堆—将核能转变为水的热能;

(2)蒸汽发生器—将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的水,使其变成饱和蒸汽;

(3)汽轮机—将饱和蒸汽的热能转变为汽轮机转子高速旋转的机械能;

(4)发电机—将汽轮机传来的机械能转变为电能。


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