一、核動(dòng)力發(fā)電過程,?核電站的基本原理是核燃料在一回路反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生裂變產(chǎn)生大量熱能,,被高溫高壓水把熱能帶出,在蒸汽發(fā)生器內(nèi)加熱二回路給水產(chǎn)生蒸汽,,蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,。能量轉(zhuǎn)換過程如下:核能→熱能(將冷卻劑水加熱,但不能沸騰)→熱能(一回路的水將二回路的水加熱變成蒸汽)→動(dòng)能(推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng))→電能(汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),,切割磁感線產(chǎn)生電能),。 因此,利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,,然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)切割磁感線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,核電廠和常規(guī)火電廠是基本一致的,所產(chǎn)生的電能的等級和質(zhì)量要求是一樣的,,都要接入當(dāng)?shù)氐母邏狠旊婋娋W(wǎng),。兩者不同的是蒸汽供應(yīng)系統(tǒng),常規(guī)火電廠是利用煤粉燃燒加熱給水產(chǎn)生蒸汽,,而核電廠是利用鏈?zhǔn)娇煽睾朔磻?yīng)產(chǎn)生熱量,,通過位于安全殼內(nèi)的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽。核電廠包括三個(gè)回路,,三個(gè)回路水不相互接觸,,除一回路內(nèi)水外,,均不存在放射性危害。 二,、核動(dòng)力原理是燒開水嗎,?原理是燒開水 核動(dòng)力航母驅(qū)動(dòng)原理其實(shí)和常規(guī)動(dòng)力航母沒什么區(qū)別,無非就是燒開水的方式不同罷了,,核動(dòng)力使用的是“原子鍋爐”,,而常規(guī)動(dòng)力航母使用的則是“燃油鍋爐”,但是歸根結(jié)底二者都是一種被稱為蒸汽輪機(jī)的動(dòng)力裝置,,原理都是通過燒開水然后產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽,,通過蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)行,最后推動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn),。 以美軍尼米茲級航母為例,,它的動(dòng)力裝置就是兩具西屋電氣公司生產(chǎn)的功率各130000馬力的A-4W反應(yīng)堆以及4具蒸汽輪機(jī),所以別再說什么蒸汽輪機(jī)落后了,,核動(dòng)力也不過如此,! 航母用核動(dòng)力反應(yīng)堆雖然是燒熱水,但是與傳統(tǒng)的燃油鍋爐不同,,它具有兩個(gè)回路系統(tǒng),,并且反應(yīng)堆燒的熱水并不直接生產(chǎn)水蒸汽。反應(yīng)堆的核燃料棒發(fā)生核裂變反應(yīng)釋放出大量熱量,,這些熱量會(huì)加熱反應(yīng)堆中的高壓純凈水,,這些純凈水通常被稱為冷卻劑,在被加熱后會(huì)由冷卻泵推動(dòng)至蒸汽發(fā)生器,,然后將熱量傳導(dǎo)至二回路中的水,,這些水被加熱后產(chǎn)生水蒸汽,然后水蒸汽經(jīng)由輪氣機(jī)的狹小噴嘴后增壓增速,,最后噴射至輪氣機(jī)葉片使其轉(zhuǎn)動(dòng),,輪氣機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn),推動(dòng)航母前進(jìn),。 那怎么控制航母的航速呢,?航母的航速取決于螺旋槳的轉(zhuǎn)速,而這個(gè)轉(zhuǎn)速又是由蒸汽的產(chǎn)生量決定的,,蒸汽的產(chǎn)量則是由反應(yīng)堆燃料棒的核裂變速率決定的,,那怎么有效控制燃料棒的裂變過程呢?這就需要說到插入反應(yīng)堆中心的控制棒,!核反應(yīng)堆控制棒通常是由硼和鎘這些容易吸收中子的材料制造而成,,當(dāng)它完全插入反應(yīng)堆中心,由于吸收大量中子會(huì)讓反應(yīng)堆停止裂變反應(yīng),,而抽出一點(diǎn)就能讓反應(yīng)堆低功率運(yùn)轉(zhuǎn),,如果要增加反應(yīng)堆功率,,那就再拔出一點(diǎn),減少吸收中子量,,讓更多中子參與裂變反應(yīng),,這樣就能產(chǎn)生更多熱量和水蒸汽,,也就直接提高了螺旋槳的轉(zhuǎn)速和航母航速,,所以核動(dòng)力航母的航速實(shí)際上是由反應(yīng)堆控制棒的插入深度控制的! 使用核動(dòng)力的好處顯而易見,,一公斤鈾235燃燒產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2500噸煤炭,,因此核動(dòng)力航母具備了幾乎無限續(xù)航性,1964年美國的“企業(yè)”號航母就曾經(jīng)在全程不進(jìn)行燃料補(bǔ)給的情況下,,用64天完成了全球航行,! (企業(yè)號核動(dòng)力航母與長灘號核動(dòng)力巡洋艦環(huán)球航行) 但是與民用發(fā)電站的核燃料棒(二氧化鈾陶瓷芯塊)不同,航母因?yàn)轶w積相對狹小,,換裝核燃料棒相當(dāng)麻煩,,而且成本極高,因此一次裝填燃料最好能做到像福特級一樣永久性不更換燃料棒,,即使再次也要如尼米茲級一樣13年才需要換一次燃料棒,,這樣做自然減免了核燃料棒繁復(fù)的燃料棒更換過程,但是這也要求核燃料棒的鈾235豐度特別高,! (航母核反應(yīng)堆) 民用發(fā)電站的鈾棒只需要達(dá)到3%的豐度就行了,,而航母和核潛艇所使用的則是高濃度鈾甚至是武器級鈾,比如尼米茲航母的A-4W壓水反應(yīng)堆使用的是豐度40%的鈾燃料棒,,而俄亥俄級核動(dòng)力潛艇則使用的是豐度在90%以上的武器級鈾,。 (俄羅斯失事的庫爾斯克號核動(dòng)力核潛艇中的核燃料棒) 除了核動(dòng)力裝置之外,為了防止單一的動(dòng)力裝置出現(xiàn)故障,,核動(dòng)力航母通常還會(huì)配備備用常規(guī)動(dòng)力,,以防不時(shí)之需!尼米茲級航母一共有四個(gè)五葉螺旋槳,,在每個(gè)螺旋槳驅(qū)動(dòng)軸上都配備了一個(gè)功率8000KW的柴油機(jī)作為備用動(dòng)力,,在核動(dòng)力反應(yīng)堆出現(xiàn)故障時(shí)就可以馬上啟動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)行,未雨綢繆,,有備無患,! 三、核動(dòng)力原理是什么,?原理大致是:反應(yīng)堆里受控分裂所產(chǎn)生的熱傳到密封導(dǎo)管內(nèi)的水中,,由于水處于高壓下,它能升到高溫而不沸騰,。泵把超高熱的水抽進(jìn)蒸汽發(fā)生器,,在那兒熱力傳到第二套水處理系統(tǒng),;在這一系統(tǒng)中的水受到的壓力低,便沸騰起來,。沸水所產(chǎn)生的蒸汽供應(yīng)機(jī)艙帶動(dòng)渦輪,。轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪又帶動(dòng)螺旋槳和開動(dòng)供應(yīng)潛艇所需電力的發(fā)電機(jī)。蒸汽已通過渦輪,,溫度便降低還原為水,,又回到蒸汽發(fā)生器第二套系統(tǒng)中。潛艇使在這種完全不需要空氣來助燃的動(dòng)力推動(dòng)下長時(shí)間地在水下運(yùn)行了,。 四,、核力發(fā)電站的工作原理是什么?通過核島(一回路)的核裂變放熱,,在高壓下加熱水使其達(dá)到高溫蒸發(fā)進(jìn)入常島(二回路),,高壓的過熱水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī),通過噴嘴加速?zèng)_擊汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉,,將一部分的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。做功完成的水蒸氣進(jìn)入凝汽器,,給水泵后再次進(jìn)入核島吸熱,。 五、核動(dòng)力發(fā)電機(jī)原理,?核能也稱原子能,,是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出來的巨大能量,包括裂變能和聚變能兩種主要形式,。目前核能發(fā)電利用的是裂變能,。以壓水堆核電站為例,核燃料在反應(yīng)堆中通過核裂變產(chǎn)生的熱量加熱一回路高壓水,,一回路水通過蒸汽發(fā)生器加熱二回路水使之變?yōu)檎羝?/p> 蒸汽通過管路進(jìn)入汽輪機(jī),,推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)出的電通過電網(wǎng)送至千家萬戶,。 整個(gè)過程的能量轉(zhuǎn)換是由核能轉(zhuǎn)換為熱能,,熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能,。核電站可分為兩部分,,一是核島,包括反應(yīng)堆廠房,、輔助廠房,、核燃料廠房和應(yīng)急柴油機(jī)廠房。 二是常規(guī)島,包括汽輪發(fā)電機(jī)廠房和海水泵房,。我國目前核電站采用的堆型有壓水堆,、重水堆、高溫氣冷堆和快中子堆,。 六,、核動(dòng)力破冰船核反應(yīng)堆工作原理?核動(dòng)力破冰船和核電站一樣釆用壓水核反應(yīng)堆,,加熱蒸汽推動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn),,所不同的是小型化。
|