核電站工作原理

核電站工作原理目錄核電站原理核電站結(jié)構(gòu)核電站分類核電站-安全保障系統(tǒng)核電站選址現(xiàn)在中國大陸現(xiàn)有核電站在建和規(guī)劃中核電站中長久布局核電站原理核電站結(jié)構(gòu)核電站分類核電站-安全保障系統(tǒng)核電站選址現(xiàn)在中國大陸現(xiàn)有核電站在建和規(guī)劃中核電站中長久布局展開\o"查看圖片"

核電站英文：anuclearpowerplant\o"查看圖片"

編輯本段核電站原理核電站是怎樣發(fā)電呢？簡而言之，它是以核反應(yīng)堆來代替火電站鍋爐，以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式“燃燒”產(chǎn)生熱量，來加熱水使之變成蒸汽。使核能轉(zhuǎn)變成熱能。蒸汽經(jīng)過管路進入汽輪機，推進汽輪發(fā)電機發(fā)電，使機械能轉(zhuǎn)變成電能。通常說來，核電站汽輪發(fā)電機及電器設(shè)備與普通火電站大同小異，其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。編輯本段核電站結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)備\o"查看圖片"

核電站除了關(guān)鍵設(shè)備——核反應(yīng)堆外，還有許多與之配合主要設(shè)備。以壓水堆核電站為例，它們是主泵，穩(wěn)壓器，蒸汽發(fā)生器，安全殼，汽輪發(fā)電機和危急冷卻系統(tǒng)等。它們在核電站中有各自特殊功效。主泵假如把反應(yīng)堆中冷卻劑比做人體血液話，那主泵則是心臟。它功用是把冷卻劑送進堆內(nèi)，然后流過蒸汽發(fā)生器，以確保裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱量及時傳遞出來。穩(wěn)壓器又稱壓力平衡器，是用來控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力改變設(shè)備。在正常運行時，起保持壓力作用；在發(fā)生事故時，提供超壓保護。穩(wěn)壓器里設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng)，當反應(yīng)堆里壓力過高時，噴灑冷水降壓；當堆內(nèi)壓力太低時，加熱器自動通電加熱使水蒸發(fā)以增加壓力。蒸汽發(fā)生器它作用是把經(jīng)過反應(yīng)堆冷卻劑熱量傳給二次回路水，并使之變成蒸汽，再通入汽輪發(fā)電機汽缸作功。安全殼用來控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴散出去，以保護公眾免遭放射性物質(zhì)傷害。萬一發(fā)生罕見反應(yīng)堆一回路水外逸失水事故時，安全殼是預防裂變產(chǎn)物釋放到周圍最終一道屏障。安全殼通常是內(nèi)襯鋼板預應(yīng)力混凝土厚壁容器。汽輪機核電站用汽輪發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)火電站用大同小異，所不一樣是因為蒸汽壓力和溫度都較低，所以同等功率機組汽輪機體積比常規(guī)火電站大。危急冷卻系統(tǒng)為了應(yīng)付核電站一回路主管道破裂極端失水事故發(fā)生，近代核電站都設(shè)有危急冷卻系統(tǒng)。它是由注射系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)組成。一旦接到極端失水事故信號后，安全注射系統(tǒng)向反應(yīng)堆內(nèi)注射高壓含硼水，噴淋系統(tǒng)向安全殼噴水和化學藥劑。便可緩解事故后果，限制事故蔓延。核裂變核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核改變。只有一些質(zhì)量非常大原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發(fā)生核裂變。這些原子原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更多個質(zhì)量較小原子核，同時放出二個到三個中子和很大能量，又能使別原子核接著發(fā)生核裂變……，使過程連續(xù)進行下去，這種過程稱作鏈式反應(yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時，釋放出巨大能量稱為原子核能，俗稱原子能。1克鈾-235完全發(fā)生核裂變后放出能量相當于燃燒2.5噸煤所產(chǎn)生能量。編輯本段核電站分類壓水堆核電站\o"查看圖片"

以壓水堆為熱源核電站。它主要由核島和常規(guī)島組成。壓水堆核電站核島中四大部件是蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵和堆芯。在核島中系統(tǒng)設(shè)備主要有壓水堆本體，一回路系統(tǒng)，以及為支持一回路系統(tǒng)正常運行和確保反應(yīng)堆安全而設(shè)置輔助系統(tǒng)。常規(guī)島主要包含汽輪機組及二回等系統(tǒng)，其形式與常規(guī)火電廠類似。沸水堆核電站以沸水堆為熱源核電站。沸水堆是以沸騰輕水為慢化劑和冷卻劑并在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)直接產(chǎn)生飽和蒸汽動力堆。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆，都具備結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、建造費用低和負荷跟隨能力強等優(yōu)點。它們都需使用低富集鈾作燃料。沸水堆核電站系統(tǒng)有：主系統(tǒng)（包含反應(yīng)堆）；蒸汽-給水系統(tǒng)；反應(yīng)堆輔助系統(tǒng)等。重水堆核電站\o"查看圖片"

以重水堆為熱源核電站。重水堆是以重水作慢化劑反應(yīng)堆，能夠直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆可用輕水或重水作冷卻劑，重水堆分壓力容器式和壓力管式兩類。重水堆核電站是發(fā)展較早核電站，有各種類別，但已實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模推廣只有加拿大發(fā)展起來坎杜型壓力管式重水堆核電站?？於押穗娬居煽熘凶右l(fā)鏈式裂變反應(yīng)所釋放出來熱能轉(zhuǎn)換為電能核電站?？於言谶\行中既消耗裂變材料，又生產(chǎn)新裂變材料，而且所產(chǎn)可多于所耗，能實現(xiàn)核裂變材料增殖?，F(xiàn)在，世界上已商業(yè)運行核電站堆型，如壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆等都是非增殖堆型，主要利用核裂變?nèi)剂?，即使再利用轉(zhuǎn)換出來钚-239等易裂變材料，它對鈾資源利用率也只有1％—2％，但在快堆中，鈾-238標準上都能轉(zhuǎn)換成钚-239而得以使用，但考慮到各種損耗，快堆可將鈾資源利用率提升到60％—70％。編輯本段核電站-安全保障系統(tǒng)核電站安全標準為了保護核電站工作人員和核電站周圍居民健康，核電站必須一直堅持“質(zhì)量第一，安全第一”標準。核電站設(shè)計、建造和運行均采取縱深防御標準，從設(shè)備、方法上提供多等級重迭保護，以確保核電站對功率能有效控制，對燃料組件能充分冷卻，對放射性物質(zhì)不發(fā)生泄漏?？v深防御標準通常包含五層防線，即第一層防線：精心設(shè)計、制造、施工，確保核電站有精良硬件環(huán)境。建立周密程序，嚴格制度，對核電站工作人員有高水平教育和培訓，人人注意和關(guān)心安全，有完備軟件環(huán)境.第二層防線：加強運行管理和監(jiān)督，及時正確處理異常情況，排除故障。第三層防線在嚴重異常情況下反應(yīng)堆正?？刂坪捅Ｗo系統(tǒng)動作，預防設(shè)備故障和人為差錯造成事故。第四層防線：發(fā)生事故情況時，啟用核電站安全系統(tǒng)包含各外設(shè)安全系統(tǒng)加強事故中電站管理，預防事故擴大保護反應(yīng)堆廠房安全殼。第五層防線萬一發(fā)生極不可能發(fā)生事故并伴有放射性外泄啟用廠內(nèi)外應(yīng)急響應(yīng)計劃努力減輕事故對周圍居民和環(huán)境影響。按照縱深防御標準，現(xiàn)在設(shè)計在核燃料和環(huán)境外部空氣之間設(shè)置了四道屏障。即第一道屏障燃料芯塊核然料放在氧化鈾陶瓷芯塊中，并使得大部分裂變產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物9s%以上保留在芯塊內(nèi)。第二道屏障：嫌料包殼，燃料芯塊密封在鉛合金制造包殼中組成核燃料芯棒錯合金，具備足夠強度且在高溫下不與水發(fā)生反應(yīng)。第三道屏障：壓力管道和容器冷卻劑系統(tǒng)將核燃料芯棒封閉在20cm以上鋼質(zhì)耐高壓系統(tǒng)中防止放射性物質(zhì)泄漏到反應(yīng)堆廠房內(nèi)。第四道屏障：反應(yīng)堆安全殼用預應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)筑壁厚近100cm，內(nèi)表面加有0.6cm鋼襯，能夠抗御來自內(nèi)部或外界飛出物，預防放射性物質(zhì)進入環(huán)境。核電站配置外設(shè)安全系統(tǒng)①隔離系統(tǒng)，用來將反應(yīng)堆廠房隔離開來，主要有自動關(guān)閉穿過廠房各條運行管道閥門搜集廠房內(nèi)泄漏物質(zhì)將其過濾后再排出廠外。②注水系統(tǒng)在反應(yīng)堆可能“失水時，向堆芯注水，以冷卻燃料組件防止包殼破核電站裂，注入水中含有硼，用以阻止核鏈式反應(yīng)。注水系統(tǒng)使用壓力氮氣，在無電流和無人操作情況下在一定壓力下可自動注水。③事故冷卻器和噴淋系統(tǒng)，用來冷卻廠房以降低廠房壓力。在廠房壓力上升時先開啟空氣冷卻（風機—換熱器）事故冷卻器;再深入能夠開啟廠房噴淋系統(tǒng)將冷水或含翻水噴入廠房，以降熱和降壓。以上全部安全保護系統(tǒng)均采取獨立設(shè)備和冗余布置，均備有事故電源，安全系統(tǒng)能夠抗地展和在蒸汽—空氣及放射性物質(zhì)惡劣環(huán)境中運行。核電站運行人員須經(jīng)嚴格技術(shù)和管理培訓，經(jīng)過國家核安全局主持資格考試，取得國家核安全局頒發(fā)運行值崗操作員或高級操作員執(zhí)照才能上崗，無照不得上崗。執(zhí)照在要求期內(nèi)有效，過期后必須申請核發(fā)機關(guān)再次審查。萬一發(fā)生了核外泄事故，應(yīng)開啟應(yīng)急計劃。應(yīng)急計劃內(nèi)容主要包含：疏散人員，封閉核污染區(qū)（核反應(yīng)堆及核電站），去除核污染，以確保人身安全和環(huán)境清潔。[1]編輯本段核電站選址選址四標準核電站選址要求非常高，選址需非常慎重。依照國際上通行關(guān)于核電站選址有經(jīng)濟、技術(shù)、安全、環(huán)境和社會四標準經(jīng)濟標準核電站能夠有足夠資金來建設(shè)和運行，所服務(wù)地域要有足夠用電需求，所以核電站經(jīng)常選址經(jīng)濟較發(fā)達地域。后面三個標準則有著親密相互聯(lián)絡(luò)。核電站必須建在經(jīng)濟發(fā)達地域相對偏遠地域，50公里以內(nèi)不能有大中型城市。要求廠址深部必須沒有斷裂帶經(jīng)過，而且要求核電站數(shù)千米范圍內(nèi)沒有活動斷裂，廠址100千米海域、50千米內(nèi)陸，歷史上沒有發(fā)生過6級以上地震，廠址區(qū)6來也沒有發(fā)生6級地震結(jié)構(gòu)背景。從核安全角度來看，核電站選址必須考慮到公眾和環(huán)境免受放射性事故釋放所引發(fā)過量輻射影響，同時要考慮到突發(fā)自然事件或人為事件對核電廠影響，所以，核電站必須選在人口密度低，易隔離地域。靠近海邊另外，核電站在運行過程中要產(chǎn)生巨大熱量，所以核電站選址必須靠近水源，最好是靠海，這也是大型核電站都建在海邊一個主要原因，而且靠海還能夠處理大件設(shè)備運輸問題。萬一發(fā)生危險，在平海岸線和放射物均勻發(fā)散情況下，污染陸地面積只是完全在內(nèi)陸二分之一。不過建在海邊有利同時也多出一個風險，就是海嘯或者臺風帶來大浪可能。通常會建設(shè)防波堤來抵抗巨浪沖擊。不過防波堤只能抵抗一定程度沖擊，假如是比較大海嘯話，防波堤無能為力，很可能產(chǎn)生十分嚴重后果。3月11日日本9級大地震及海嘯造成核泄露就是一例。從上述要求來看，內(nèi)陸地域核電選址更要慎重，因為內(nèi)陸地域水源全部為淡水，而且?guī)缀跞看蠼蠛佣贾苯酉蛑車鞘泄┙o生活用水，在這種情況下建設(shè)核電站，一旦發(fā)生泄漏事故，后果不堪構(gòu)想。編輯本段現(xiàn)在中國大陸現(xiàn)有核電站秦山核電站浙江嘉興秦山核電站位于杭州灣畔，一期工程是中國第一座依靠自己力量設(shè)計、建造和運行管理30萬千瓦壓水堆核電站。1985年3月澆灌第一罐核島底板混凝土，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電，1994年4月設(shè)入商業(yè)運行，1995年7月經(jīng)過國家驗收。二期工程，是建設(shè)我國自主設(shè)計、自主建造、自主管理、自主運行首座2×60萬千瓦商用壓水堆核電站，于1996年6月2日開工，經(jīng)過近6年建設(shè)，第一臺機組于4月15日比計劃提前47天投入商業(yè)運行。秦山三期（重水堆）核電站采取加拿大成熟坎杜6重水堆核電技術(shù)，建造兩臺70萬千瓦級核電機組。1號機組于11月19日首次并網(wǎng)發(fā)電，并于12月31日投入商業(yè)運行。2號機組于6月12日首次并網(wǎng)發(fā)電，并于7月24日投入商業(yè)運行。大亞灣核電站廣東深圳大亞灣核電站1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺單機容量為984MWe壓水堆反應(yīng)堆機組先后投入商業(yè)營運。田灣核電站田灣核電站位于江蘇省連云港市連云區(qū)田灣，廠區(qū)按4臺百萬千瓦級核電機組規(guī)劃，并留有再建2至4臺余地。一期建設(shè)2臺單機容量106萬千瓦俄羅斯AES-91型壓水堆核電機組，設(shè)計壽命40年，年平均負荷因子不低于80％，年發(fā)電量為140億千瓦時。工程于1999年10月20日正式開工，單臺機組建設(shè)工期為62個月,分別于和建成投產(chǎn)。嶺澳核電站嶺澳核電站一期工程于1997年5月開工建設(shè)。它位于廣東大亞灣西海岸大鵬半島東南側(cè)。嶺澳核電站是“九五”期間我國開工建設(shè)基本建設(shè)項目中最大能源項目之一。嶺澳核電站（一期）擁有兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，1月全方面建成投入商業(yè)運行，7月16日經(jīng)過國家完工驗收?，F(xiàn)在正展開二期工程建設(shè)。其余我國大陸首個在海島上建設(shè)核電站2月18日正式開工被正式列入《國家核電中長久發(fā)展規(guī)劃(—)》中福建寧德核電站2月18日正式開工。項目位于福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮(zhèn)備灣村，瀕臨東海，南距福州143公里，北距溫州113公里，是我國大陸地域第一個在海島上建設(shè)核電站。據(jù)介紹，寧德核電站一期四臺百萬千瓦級機組工程總投資為512億元，是福建省有史以來最大能源投資項目，由廣東核電投資有限企業(yè)、大唐國際發(fā)電股份有限企業(yè)、福建煤炭工業(yè)(集團)有限責任企業(yè)共同投資建設(shè)。一期四臺機組定位為核電第二代加改進，綜合國產(chǎn)化率達成75%，具備國際同類型在役核電站先進水平。今年2月開工建設(shè)一、二號機組，一號機組投產(chǎn)，二號機組投產(chǎn)；計劃三號機組投產(chǎn)，四號機組投產(chǎn)。編輯本段在建和規(guī)劃中一、，經(jīng)10多年籌備廣東陽江核電站項目也有望在年底經(jīng)過國家核準，這個規(guī)劃投資達80億美元、規(guī)劃建設(shè)6臺百萬千瓦級機組全國最大核電項目一期工程將于正式開工。二、7月，位于浙江南部三門核電站一期工程建設(shè)取得國務(wù)院同意。這是繼中國第一座自行設(shè)計、建造核電站——秦山核電站之后，獲準在浙江省境內(nèi)建設(shè)第二座核電站。三門核電站總占地面積740萬立方米，可分別安裝6臺100萬千瓦核電機組。全方面建成后，裝機總?cè)萘繉⑦_成1200萬千瓦以上，超出三峽電站總裝機容量。一期工程總投資250億元，將首先建設(shè)兩臺現(xiàn)在國內(nèi)最先進100萬千瓦級壓水堆技術(shù)機組。三門核電站最快將在前后發(fā)揮作用。三、11月5日，遼寧核電瓦房店市東崗鎮(zhèn)溫坨子一片工地上禮炮轟鳴。伴隨專用道路工程完工，遼寧省第一座核電廠——遼寧紅沿河核電廠前期工程完成了“第一戰(zhàn)役”。其中，一期工程計劃投資260億元，規(guī)劃建設(shè)2臺百萬千瓦級核電機組。一期工程完工投產(chǎn)后，年發(fā)電量可滿足兩個中等城市一年用電需求。工程建設(shè)工期為6年。四、江西省計劃投資人民幣400億元建造一座發(fā)電能力約為400萬千瓦核電廠。依照規(guī)劃，核電廠將建于九江市東部、長江南岸彭澤縣境內(nèi)，該項目將于開工。五、重慶爭建核電站(-9-18)重慶市將在涪陵建設(shè)一座總裝機容量為180萬千瓦核電站。而重慶市和四川省均已向國家關(guān)于部門提交了核電站立項匯報，雙方都想讓內(nèi)陸首座核電站落戶當?shù)赜?。不過，結(jié)果還未揭曉。重慶市規(guī)劃中核電站將選址涪陵區(qū)白濤鎮(zhèn)重慶建峰化工總廠（原816廠），初步規(guī)劃總投資200億元，年發(fā)電量達85億千瓦小時。假如審批手續(xù)順利，將于開工建設(shè)，首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，項目業(yè)主為中國電力投資集團。來自四川方面消息也稱，建設(shè)核電站優(yōu)勢包含：四川有豐富鈾礦資源；宜賓核燃料廠是我國惟一核電站燃料組件生產(chǎn)基地；中國核動力研究院、西南電力設(shè)計院等科研單位都位于四川；六,湖南省核電發(fā)展規(guī)劃中核電項目有望完成"破冰"之旅，現(xiàn)在，省政府已經(jīng)委托湖南五凌水電開發(fā)有限責任企業(yè)就核電項目開展前期研究規(guī)劃選址等工作，岳陽華容縣和常德桃源縣有望成為規(guī)劃中核電站廠址。桃江核電站擬建核電項目規(guī)劃裝機600萬千瓦，一期裝機200萬千瓦，現(xiàn)在已完成水文等8個外圍專題協(xié)議談判。預計明年可完成初步可行性研究工作，上報項目提議書。七、在中國最大電力企業(yè)華能牽頭組建下，一個合資能源企業(yè)集團已在山東威海選定一座195兆瓦氣冷式核電站建造地點，這將是全球首個投入商業(yè)運行“球床”核反應(yīng)堆。煙臺海陽核電廠位于膠東半島上海陽市東南部，總投資600億元人民幣，分三期實施，一期將建設(shè)2臺100萬千瓦級核電機組。該項目可行性研究匯報顯示，海陽核電站廠規(guī)劃容量為600萬千瓦級核電機組，并留有擴建條件，擬于開始發(fā)電。據(jù)相關(guān)資料顯示，海陽核電站建成之后將成為迄今為止我國最大核能發(fā)電項目。乳山核電站八、浙西核電站，正在選址浙西龍游、蘭溪、建德等地。現(xiàn)在龍游可能比較大，浙西核電站是由中國核工業(yè)集團企業(yè)和浙江省能源集團有限企業(yè)投資建設(shè)項目，規(guī)劃建設(shè)4臺100萬千瓦級核電機組規(guī)模，一期工程擬建設(shè)2臺100萬千瓦級核電機組，全部建成后將成為浙江省繼秦山、三門后第三大核電站。近日，浙西核電站項目初步可行性研究匯報審查會在杭州召開。來自國家核安全局、中國民用航空華東地域管理局、水利部太湖流域管理局、國家環(huán)境保護總局核與輻射安全中心、國家電力規(guī)劃設(shè)計總院、中國核工業(yè)集團企業(yè)、浙江省政府相關(guān)部門、華東電網(wǎng)有限企業(yè)、上海核工程研究設(shè)計院及相關(guān)單位代表共120余人參加了審查，與會教授對初步可行性研究匯報評審后，推薦龍游團石為該核電項目標優(yōu)選廠址，建德市洋尾為備選廠址。九、福建寧德核電站位于福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮(zhèn)備灣村，距福鼎市區(qū)南約32km，東臨東海，北臨晴川灣。規(guī)劃建設(shè)六臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，一次規(guī)劃，分期建設(shè)，一期工程擬采取中廣核集團具備自主品牌CPR1000技術(shù)，建設(shè)兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。9月1日，國家發(fā)展改革委同意寧德核電站一期工程開展前期工作。主體工程計劃于開工，兩臺機組預計于左右建成投入商業(yè)運行。寧德核電站建設(shè)將深入優(yōu)化福建省能源結(jié)構(gòu)，緩解福建省電力擔心局面，促進福建省經(jīng)濟、社會和環(huán)境可連續(xù)發(fā)展，為建設(shè)對外開放、協(xié)調(diào)發(fā)展、全方面繁榮海峽西岸經(jīng)濟區(qū)發(fā)揮主動作用。編輯本段核電站中長久布局我國是世界上少數(shù)擁有比較完整核工業(yè)體系國家之一?！兑?guī)劃》中描述了核電發(fā)展技術(shù)路線:“十一五”期間經(jīng)過兩個核電自主化依靠工程建設(shè)，全方面掌握先進壓水堆核電技術(shù)，培育國產(chǎn)化能力，力爭盡快形成較大規(guī)模批量化建設(shè)中國品牌核電站能力。核電站選址首先要考慮地震、暴風和洪水等自然災(zāi)害原因，重點選擇遠離活動斷層和地震強度偏高地域，以及不受洪水威脅地域，還要盡可能選擇遠離易燃、易爆物品，如油罐、炸藥庫或軍用設(shè)施地方，要評定其余類型爆炸影響，評定范圍甚至包含交通路線上如公路、鐵路上運輸物品爆炸或飛機墜毀可能性。據(jù)介紹，從現(xiàn)在起到，新增投產(chǎn)2300萬千瓦核電將主要從廣東、浙江、山東、江蘇、遼寧、福建沿海省份廠址中優(yōu)先選擇。據(jù)悉，秦山核電二期擴建工程、廣東嶺澳核電二期、遼寧紅沿河、福建寧德等4座核電站主體工程已正式開工建設(shè)。2將開工建設(shè)浙江三門、山東海陽和廣東臺山等核電站，新核準開工規(guī)模840萬千瓦。福建福清、廣東陽江、浙江方家山、江蘇田灣二期等核電站將于近兩年先后開工建設(shè)。除沿海廠址外，湖北、江西、湖南、吉林、安徽、河南、重慶、四川、甘肅等內(nèi)陸省?區(qū)、市?也不一樣程度地開展了核電廠址前期工作。核電站優(yōu)點1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量污染物質(zhì)到大氣中，所以核能發(fā)電不會造成空氣污染。2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)二氧化碳。3.核能發(fā)電所使用鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其余用途。4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦核能電廠一年只需30公噸鈾燃料，一航次飛機就能夠完成運輸。5.核能發(fā)電成本中，燃料費用所占百分比較低，核能發(fā)電成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其余發(fā)電方法為穩(wěn)定。核電站缺點1.核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，即使所占體積不大，但因具備放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大政治困擾。2.核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比通?；剂想姀S排放更多廢熱到環(huán)境裏，故核能電廠熱污染較嚴重。3.核能電廠投資成本太大，電力企業(yè)財務(wù)風險較高。4.核能電廠較不宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)。5.興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。6.核電廠反應(yīng)器內(nèi)有大量放射性物質(zhì)，假如在事故中釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。1、核電站提供了世界上大約17%電能。一些國家或地域?qū)穗娨蕾囈绕溆喟l(fā)電方式更高。比如，依照國際原子能機構(gòu)提供數(shù)據(jù)，在法國，大約75%電是由核電站生產(chǎn)。在美國，核電站共提供了大約15%電能，但各州利用核電情況并不統(tǒng)一。全世界共有超出400座核電站，而其中有超出100座在美國。

座落于北卡羅萊納州羅利市希隆·哈里斯(ShearonHarris)核電站穹頂形安全殼建筑。您了解核電站工作原理以及核能安全性嗎？在這篇文章中，我們將為您介紹核反應(yīng)堆和核電站工作原理，并帶您了解核裂變原理以及核反應(yīng)堆內(nèi)部情況。鈾是地球上一個相當普通元素，在地球形成時就存在于這個行星中了。鈾原本是在恒星中形成。年老恒星爆炸，其塵埃聚集起來形成了地球。鈾-238(U-238)有一個非常長半衰期（大于45億年），所以現(xiàn)在它們依然大量存在。鈾-238占地球上全部鈾99%，鈾-235約占0.7%。鈾-234是由鈾-238衰變形成，它愈加稀少。（鈾-238經(jīng)過很多階段阿爾法和貝塔衰變才能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定鉛同位素，而鈾-234是這條反應(yīng)鏈上一環(huán)。）鈾-235有一個奇特特征讓它既能夠用于核能發(fā)電也能夠用于制造核彈。鈾-235和鈾-238一樣都是經(jīng)過輻射阿爾法射線方式衰變。鈾-235同時也在一小部分時間中進行著自發(fā)裂變。然而，鈾-235是少數(shù)能夠發(fā)生誘發(fā)裂變物質(zhì)之一。假如一個自由中子撞擊鈾-235原子核，它原子核將會立刻吸收這個中子而變得不穩(wěn)定，并馬上分解。請查看核輻射揭秘以了解全部細節(jié)。核裂變下面動畫演示了一個中子從上部靠近鈾-235原子核。一旦原子核捕捉到中子，它馬上分解為兩個輕一些原子，同時釋放出兩個或三個新中子（中子個數(shù)取決于鈾-235原子分解方式）。兩個新原子釋放出伽馬射線并穩(wěn)定到新狀態(tài)。有三件事情讓這個誘發(fā)裂變過程變得有趣：鈾-235原子捕捉一個正在穿過中子概率非常高。在正常工作核反應(yīng)堆中（稱為臨界狀態(tài)），每次裂變釋放出中子都會造成另一次裂變發(fā)生。捕捉中子并發(fā)生分解過程非?？焖?，單位為皮秒（即1x10-12秒）。當單個原子分解時，會有巨大能量經(jīng)過熱和伽馬輻射形式釋放出來。裂變生成兩個原子也能夠釋放貝塔和伽馬射線。單個裂變反應(yīng)之所以能釋放出能量，是因為裂變產(chǎn)物和中子加在一起質(zhì)量比原來鈾-235原子質(zhì)量要小。方程E=mc2決定了質(zhì)量差異轉(zhuǎn)化為能量比率。單位約為200MeV（百萬電子伏特）能量被鈾-235原子經(jīng)過衰變釋放出來（下面公式將這些量轉(zhuǎn)化為我們常見單位，1eV=1.602x10-12爾格，1x107爾格=1焦耳，1焦耳=1瓦秒，而1BTU（熱量單位）=1055焦耳）。這些可能看上去不是很多，不過一斤鈾中有大量鈾原子。實際上，一斤高濃鈾被用于為核潛艇或者核動力航母提供能量，這約等于380萬升汽油能提供能量。假如考慮到一斤鈾尺寸比一個棒球還小，而380萬升汽油卻能夠裝滿邊長為15米（有五層樓高）立方體，您就能對鈾-235所蘊含能量有個概念了。為使鈾-235這些特征得到發(fā)揮，鈾樣品必須得到濃縮，這么它就含有2-3%或者更高濃度鈾-235。3%濃度足夠用于核電站。武器中鈾含有90%或更多鈾-235。核電站內(nèi)部建造一個核反應(yīng)堆需要濃度低一些鈾。通常，鈾被制作成直徑相當于10美分硬幣左右，長度為2.5厘米左右燃料元件。燃料元件被安裝到長燃料棒中，燃料棒被深入組裝成燃料組件。燃料組件通常被浸泡在壓力容器中。容器中水起冷卻作用。為使反應(yīng)堆工作，浸泡在水中燃料組件必須處于稍微超臨界狀態(tài)。這意味著，假如沒有其余設(shè)備，鈾最終將會過熱并熔化。為預防這種情況出現(xiàn)，由吸收中子材料制成控制棒經(jīng)過升降裝置插入到燃料組件中。操作員經(jīng)過升降控制棒來控制核反應(yīng)程度。當操作員希望鈾堆芯產(chǎn)生更多熱量時，可將控制棒從鈾燃料組件中升起。要使熱量降低，則降低控制棒以插入到鈾燃料組件中。在發(fā)生事故或者更換燃料時，控制棒還能被完全插入鈾燃料組件中以關(guān)閉核反應(yīng)堆。鈾燃料組件是一個能夠產(chǎn)生極高能量熱源。它對水進行加熱并將其轉(zhuǎn)化為蒸汽。蒸汽推進蒸汽輪機，而汽輪機則帶動發(fā)電機來發(fā)電。在一些反應(yīng)堆中，反應(yīng)堆產(chǎn)生蒸汽經(jīng)過二級中介熱交換裝置將另一個回路水加熱為蒸汽來轉(zhuǎn)動汽輪機。這種設(shè)計好處是放射性水或者水蒸汽不會接觸到汽輪機。一樣，在一些反應(yīng)堆中，與反應(yīng)堆堆芯接觸冷卻流體是氣體（如二氧化碳）或者液態(tài)金屬（如鈉或鉀），這種類型反應(yīng)堆允許堆芯在更高溫度下工作。假如除去核反應(yīng)堆，核電站和火電站除了生成蒸汽熱源不一樣外差異極少。

希隆·哈里斯(ShearonHarris)發(fā)電站這臺發(fā)電機為家庭和商業(yè)設(shè)施提供電力。它發(fā)電功率為870兆瓦。

電站中輸送驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動水蒸汽管道。反應(yīng)堆壓力容器通常被放置在一個用作輻射防護混凝土襯里內(nèi)。這個襯里被安裝在一個更大鋼制密閉容器中。這個容器中有反應(yīng)堆堆芯以及供工作人員維護反應(yīng)堆硬件設(shè)施（吊車等）。該容器作用是預防放射性氣體或液體泄漏。最終，這個密閉容器被外部混凝土建筑保