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核电站类型
2010-03-30 00:00 佚名 本站原创

 

核电站原理图

 

核电站类型 - 南沙 - 南沙的博客

 

【快堆核电站】 由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。快堆在运行中既消耗裂变材料,又生产新裂变材料,而且所产可多于所耗,能实现核裂变材料的增殖。 目前,世界上已商业运行的核电站堆型,如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型,主要利用核裂变燃料,即使再利用转换出来的钚-239等易裂变材料,它对铀资源的利用率也只有1%—2%,但在快堆中,铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用,但考虑到各种损耗,快堆可将铀资源的利用率提高到60%—70%。

 
【沸水堆核电站】 以沸水堆为热源的核电站。沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆,都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。它们都需使用低富集铀作燃料。 沸水堆核电站系统有:主系统(包括反应堆);蒸汽-给水系统;反应堆辅助系统等。
 
【压水堆核电站】是目前比较广泛采用的核反应堆。其特征是水在堆芯内不沸腾,因此水必须保持在高压状态。燃料用的是二氧化铀陶瓷块,这样的铀芯块本身就起防止放射性物质外逸的作用,即构成了第一道安全屏障。把这些小的铀块重叠在高3米,外径9.5毫米,厚0.57毫米的锆合金管内封闭,即成为燃料元件棒,即铀棒。锆合金管也能防止放射性物质逸出,故构成第二道安全屏障。每200多根铀棒,排列成横17排,纵17排的燃料元件。如果堆内有100多个这样的燃料元件,即可成为90万千瓦的压水堆核电站。整个堆芯放在内径为4米,高为13米,厚为0.2米的压力壳内。壳内压强为155个大气压。可把水加热到330℃以上。温度升高了的水进入蒸汽发生器内,器内有很多细管,细管中的水接收热量变成蒸汽进入蒸汽轮机发电。目前我国大陆秦山一期、秦山二期、和大亚湾、岭澳等核电站都属于压水堆核电站。
 

【重水堆核电站】的核反应堆是利用天然铀作燃料,用重水做慢化剂和冷却剂。目前全世界正在运行的400多个核电机组中,绝大多数是压水堆,只有32个是重水堆。重水堆核电站不用浓缩铀,而用天然铀作燃料,比压水堆的燃料成本低三分之二,但用作慢化剂和冷却剂的重水则十分昂贵。与压水堆核电站相比,重水堆核电站可以实现不停堆换燃料,一年365天都可以发电,实际发电量可以达到设计发电量的85%,设计年容量因子较高。另外,重水堆核电站的安全性较高,还可以大量生产同位素。目前正在运行的秦山三期属于重水堆核电站

 

【高温气冷堆核电站】用氦气作冷却剂,出口温度高的核反应堆。高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料,以石墨作慢化剂。堆芯出口温度为850~1000℃,甚至更高。核燃料一般采用高浓二氧化铀,亦有采用低浓二氧化铀的。根据堆芯形状,高温气冷堆分球床高温气冷堆和棱柱状高温气冷堆。高温气冷堆具有热效率高(40%~41%),燃耗深(最大高达20MWd/t铀),转换比高(0.7~0.8)等优点。由于氦气化学稳定性好,传热性能好,而且诱生放射性小,停堆后能将余热安全带出,安全性能好。华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆核电站,一期工程规划建设一台20万千瓦高温气冷堆核电机组,计划于2009年9月开工建设,2013年11月投产发电。

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