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详细解析核电站的工作原理、相关设备及核电站类型

1bGT_GKYXT1508 2018-01-18 09:58 次阅读

核电站的工作原理和相关设备

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。

详细解析核电站的工作原理、相关设备及核电站类型

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。目前我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。

详细解析核电站的工作原理、相关设备及核电站类型

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收核裂变产生的热能,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(N I)。

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,我们称此回路为二回路。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。

重水堆核电站

重水堆是以重水(氘和氧组成的化合物)作慢化剂的反应堆,其工作原理与压水堆核电站类似。主要优点是可以直接利用天然铀作核燃料,同时采用不停堆燃料方式;但体积比轻水堆大,建造费用高,重水昂贵、发电成本也比较高。

详细解析核电站的工作原理、相关设备及核电站类型

沸水堆核电站

沸水堆利用轻水作慢化剂和冷却剂,只有一个回路,水在反应堆内沸腾产生蒸汽直接进入汽轮机发电。与压水堆相比,沸水堆工作压力低;由于减少了一个回路,其设备成本也比压水堆低;但这样可能使汽轮机等设备受到放射性污染,给设计、运行和维修带来不便。

详细解析核电站的工作原理、相关设备及核电站类型

快堆核电站

快中子反应堆直接利用快中子引起链式裂变反应所释放的能量进行发电,因此不需要慢化剂、体积小、功率密度大。快堆可使铀利用率提高至60%以上,最大程度的降低核废料,实现放射性废物最小化。但快堆的燃料元件加工及乏燃料后处理要求高,对材料的要求也较苛刻。

2011年7月21日10时,我国第一个实验快堆成功实现并网发电。

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    记者27日从中国工程物理研究院总体工程研究所获悉,该所继自主研发核电站用高温耐辐射加速度传感器之后,其新研发的耐辐射声发射传感器也顺利通过验收,该设备与中国核动力研究设计院的泄漏监测系统配套,已提
    发表于 08-29 10:53 66次阅读

    我国核电机器人发展现状及未来趋势分析

    核电站在给我们带来便利的同时,也给我们带来极大的安全隐患,为了提高核电站安全性和应急处理能力,近年来核电机器人获得良好的发展。
    发表于 08-14 16:41 5550次阅读

    核电站设备仿真器中的反射内存应用

    关键词:反射内存 , 测试测控 , 数据传输 核电站设备仿真器是不断扩大的复杂应用类别的典型代表,需要极高的分布式计算能力, 有时也会延伸至很远距离,这样便需要实时共享大批量易变数据。这其中许多
    发表于 08-13 07:36 85次阅读

    法国NGO组织以无人机试探核电站安保底线,为了表明法国的核设施缺乏安全保障措施

    据报道,2018年7月3日(美国东部时间),法国NGO组织——绿色和平发布了一张令人咋舌的照片。照片显示一架装饰成超人的无人机在飞向法国中部的勒布吉核电站。该核电站距离法国东部重镇里昂仅30公里。
    发表于 07-05 12:28 516次阅读

    台山核电1号机组首次并网发电成功,还将进行带负荷试运行和相关试验

    据悉,台山核电站是中法两国能源领域的最大合作项目,由中国广核集团、法国电力集团和粤电集团共同投资组建的台山核电合营有限公司负责建设和运营。台山核电1号机组于2009年开工建设,2号机组于2010年开工建设,分别是全球第三、四台开工建设的EPR三代压水堆核电机组。
    发表于 07-02 14:30 2184次阅读

    为什么说供应链攻击是核电站安全的“盲区”?

    一般的网络攻击难以打破核电站的关键系统防御机制,资源雄厚的攻击者不得不将目标转移到它的供应链和生产基地,试图寻找立足点和突破口。监管机构、经验丰富的核电站员工或渗透测试人员也正在努力确保供应链的网络安全。
    的头像 发表于 05-03 11:04 4469次阅读

    基于workbench对核级蝶阀的抗震分析

    核电站用核级蝶阀作为核电站管道控制介质的重要设备,其可靠性对于核电站的正常运行具有重要的意义。最终产品需要经过核电标准的地震鉴定试验,若此时核级蝶阀地震试验不通过再去优化设计方案,这样就会增加制造
    发表于 04-19 11:34 0次下载
    基于workbench对核级蝶阀的抗震分析

    3D打印技术用在核电站上?

    近日,采用金属3D打印技术研发制造出的压缩空气生产系统制冷机端盖,在我国大陆首个百万千瓦级大型商业核电站——大亚湾核电站实现工程示范应用。这标志着中广核开展的3D打印技术在核电站备件及零部件制造、维修过程中的关键技术研究取得突破性进展。
    发表于 04-17 16:13 1358次阅读

    日本东芝进军海外核电行业计划提上日程

    两家公司于2017年10月签署了一份备忘录。 据悉,东芝于2017年3月表示,在美国 核能 公司西屋电气公司倒闭后,该公司将退出全部海外核电站设计和建设的业务。然而,据知情人士透露,东芝认为,如果它只向海外的核电站提供设备,就不会再遭受如此巨大的亏损。 Energoatom运营着15个核反应堆,目
    发表于 03-19 14:56 945次阅读

    微流体惯性冲击器过滤安全壳内气溶胶的研究

    核电站内部大气环境中的天然放射性气溶胶通常情况下浓度很低且处于平衡状态,但出现严重核事故时,核电站一回路承压边界完整性被破坏出现泄漏,将导致人工放射性气溶胶在热压动力作用下迅速释放到核电站内部环境
    发表于 03-13 10:17 2次下载
    微流体惯性冲击器过滤安全壳内气溶胶的研究

    基于浮动核电站给水系统瞬态分析

    基于浮动核电站主给水系统,利用Flowmaster仿真软件建立了从除氧器出口至蒸汽发生器出口的给水系统模型。对给水系统四种瞬态过程中蒸汽发生器的水量变化进行分析:额定工况下一台给水泵跳闸,备用泵连锁
    发表于 03-09 14:53 0次下载

    离子交换处理放射性废水的实验研究

    核电站产生的低水平放射性废水的产量巨大r主要核素包括锶、铯、钴等),必须进行妥善的净化处理,以满足国家越来越严格的排放要求。我国正在运行的核电站基本都是滨海核电站,利用海洋的巨大稀释能力,可将核电站
    发表于 03-09 09:45 0次下载

    核电池与核电站有什么区别_深度分析核电池与核电站的区别

    本文开始介绍了核电站的一些知识,其中包括了核电站原理与核电站优缺点分析,其次介绍了核电池的原理与优缺点,最后详细的分析了核电池与核电站它们两者之间的区别。
    发表于 02-02 10:41 1.5w次阅读
    <b>核电</b>池与<b>核电站</b>有什么区别_深度分析<b>核电</b>池与<b>核电站</b>的区别

    阿拉伯国内首个核电站建设,多国争相投递EPC竞标书

    全球最大的石油出口商沙特阿拉伯将于今年底授予国内首个核电站建设合同。 目前,沙特阿拉伯已经收到了来自中国、法国、美国、韩国和俄罗斯关于两座核反应堆的EPC竞标书。 沙特原子能与可再生能源研发机构
    发表于 01-23 11:36 745次阅读

    大容量核电机组建模

    大容量核电机组的不断投运使电网运行方式发生了变化,并带来了调峰调频困难等新问题,为掌握核电机组的运行特性,迫切需要建立用于电网稳定分析的核电站准确模型。利用Matlab/Simulink建立了大容量
    发表于 01-07 11:45 7次下载
    大容量<b>核电</b>机组建模

    【AD新闻】深度|东芝崩塌实录:百年基业毁于核电梦 前路未卜

    ”。   新社长上台后,加大核电事业部的强化。2009年,东芝已经拿到了中国4基,美国8基的核电站的建设预定,同时还有其他国家订单的洽谈。而东芝计划,在此后的6年内拿到39基核电站的建设预定。   然而
    发表于 11-18 22:19

    国际电力电子展-2018年印度国际电力及电子展

    尔 展会周期:二年一届 展品范围 发电、输变电、配电、工业电气设备、建筑电气设备、工业自动化、照明电器、建筑电器、楼宇自动化等 具体为:各种功率的火力电站核电站、水电站、地热电站、太阳能电站、风力
    发表于 11-10 15:05

    水下机器人在日本福岛核电站做出的贡献和牺牲

    据外媒报道,在日本福岛核电站工作的水下机器人可能会在福岛第一核电站3号机组安全壳内部发现堆芯熔化后形成的核残渣。一旦得到证实,这将是成功找到放射性物质的第一个机器人。日本福岛核电站2011年发生
    发表于 09-20 10:45 6次下载

    水下机器人在福岛核电站的应用

    据外媒报道,本周三(19日),东京电力公司正式向福岛核电站投放水下机器人小太阳鱼,用于调查废墟内结构的损坏情况。在水下,机器人顺利拍摄到了废墟内建筑崩坏的图像,其中包括一些严重受损的关键结构
    发表于 09-20 09:56 7次下载

    核工业机器人特点及现状简述

    很强的环境适应能力和很高的可靠性,使它在工作时不会发生故障。  2,适用性强。核电站内的设备很多,各种管道错综复杂,通道狭隘,工作空间小。因此要求核工业机器人能顺利通过各种障碍物和狭隘的通道,并且最好
    发表于 08-07 11:26

    核电站的铀来源在哪?未来海水将为核电站提供无尽能源

    一升海水含有大约一粒盐大小的铀,来自斯坦福大学的一个研究团队在《自然能量》杂志发表的一篇文章中,详细说明了从海水中提取铀的新颖方法。这种新方法有可能带来从海水中提取铀为核电站提供能源的一种实用方法。
    发表于 02-23 15:40 2834次阅读

    东芝在美巨亏7000亿 停接核电业务订单

    据日本共同社报道称,东芝将实际上撤出核电业务中的建设业务,将重心转移至核反应堆交付、维护保养及报废方面。东芝公司通过收购美国企业涉足了核电站建设业务,但因核电站建设相关知识欠缺,因而判断其风险较高。
    发表于 01-29 21:28 519次阅读

    我国发布世界首个商用高温气冷堆核电站技术方案

    60万千瓦高温气冷堆核电站技术方案21日在清华大学发布。该项目标志着我国高温气冷堆技术从“863”时期的“跟跑”位置,到示范工程阶段的“领跑”位置,正式跨入商用阶段。建成后将成为国际首个商用高温气冷堆核电站
    发表于 12-22 20:03 647次阅读

    核电站用超大容量发电机变压器研制

    核电站用超大容量发电机变压器研制_王巍,感兴趣的小伙伴们可以瞧一瞧。
    发表于 11-11 15:10 0次下载

    联锁在核电站电气设备中的应用研究_全先德

    联锁在核电站电气设备中的应用研究_全先德。
    发表于 08-31 15:24 0次下载

    长期供货高品质中小电阻中性点电阻柜/风电核电站专用电阻柜 AL-FNR发电机中性

    长期供货高品质中小电阻中性点电阻柜/风电核电站专用电阻柜AL-FNR发电机中性点接地电阻柜连接在发电机中性点上,当电网或发电机定子绕组发生单相接地故障时,向接地点提供附加阻性电流,使接地点电流由容性
    发表于 04-06 08:56

    一种基于电流环的温度测量系统

    为了实现核电站的无电磁辐射在役设备的温度状态实时监测,提高设备使用安全性,设计并实现了一种满足核电站环境要求的基于电流环的有线温度测量系统。系统以C8051F系列单片机为
    发表于 07-26 11:53 36次下载
    一种基于电流环的温度测量系统

    未来的新能源:空间太阳能初步了解

    大力发展核电对于碳减排的贡献有多大?核电究竟是不是经济的清洁的能源?“核电站需要巨额的投资运行成本,且目前公众关注的都是核电站的投资成本,核废料的处理成本和封闭反
    发表于 01-05 16:08 862次阅读

    从福岛核电站泄漏事件思考设备寿命风险管理

    日本福岛核电站——43年役龄的设备——第一代不够安全的设计——日本人所惯有的“节省”——地震、海啸——东京电力公司和日本***不及时与不当的处理——掩盖真相的企业和***,最后导致危害全球的核事故
    发表于 11-14 15:12

    怎样才能把中国造核电站卖到法国去?

    。这是第二步。 同样,第三步,把仪器设备卖到欧美去,第四步,把仪器设备系统卖到欧美去,第五步,把核电站就卖到欧美市场了。每一步,我们都是在公平竞争中,靠高精尖的技术优势打败竞争对手,且他们没有任何理由
    发表于 10-17 23:25

    能源危机倒逼 日本核电站正式开始供电(组图)

     7月5日,在日本大饭核电站3号反应堆开始供电后,工作人员在中央监控室内进行监控。日本关西电力公司大饭核电站3号反应堆5日开始供电,结束日本将近两个月的“零核电”状态。
    发表于 07-09 09:48 889次阅读

    双重冗余PLC控制系统的可靠性与可用性

    为了提高核电站仪表与控制系统的安全可靠性,提出了一种基于ControlLogix系统的PLC硬件冗余控制设计方案,对秦山一期核电站反应堆棒控棒位功率控制系统进行数字化改造。介绍了PLC双重
    发表于 08-29 17:29 39次下载
    双重冗余PLC控制系统的可靠性与可用性

    核电站全范围模拟机自主化关键技术探讨

    核电站全范围模拟机的现状出发,以实现模拟机自主化和国产化,并达到国际技术领先为目标,对包括仿真平台技术、建模工具和过程模拟技术、数字仪控仿真技术、集成技术、配置
    发表于 04-01 12:39 26次下载

    基于LabVIEW的核电站数字地震监测系统

    为保证核电站安全运行和发生地震后对核电站安全性能的评价,根据核电站有关法规的规定,核电站必须设置地震仪表,以检测地面运动和抗震Ⅰ类构筑物等的响应运动。
    发表于 01-18 13:23 807次阅读
    基于LabVIEW的<b>核电站</b>数字地震监测系统

    辐射环境下的光纤传感技术

    内容提要􀂾 核电与太空辐射环境􀂾 光纤传感与核电站安全监测􀂾 光纤抗辐射特性研究与光子晶体光纤􀂾 光电子器件抗辐射特性初步研究
    发表于 12-10 15:40 23次下载
    辐射环境下的光纤传感技术

    核电站仪表控制系统检修平台的开发

    Bailey 系列模块是广东核电集团的100 万千瓦级核电站一回路过程仪表控制和保护系统的主体。核安全的重要责任和安全生产的任务,都要求Bailey 模块可靠、稳定和安全运行。但
    发表于 09-14 15:35 14次下载

    核电站辐射测量技术的检测设备研究

    本文通过对核电站发电原理和流程的阐述说明核电站放射性惰性气体产生的来源,以及核辐射对人体主要敏感器官造成的躯体伤害和遗传危害。然后,介绍核辐射测量的基本原理
    发表于 06-15 15:39 44次下载

    核电站仪控系统数字化改造方案分析

    针对在役核电站仪控系统数字化改造这一问题,首先分析了改造所要实现的目标,然后阐述了目前DCS 和FCS两种改造方案,接着从备件、老化、系统性能、系统功能、系统安全可靠性
    发表于 03-18 08:40 25次下载

    秦山二核建设特点与国外核电建设模式之比较

    秦山核电二期工程是我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座大型商用压水堆核电站, 是我国“ 九五”期间唯一自主设计建造的国产化核电项目。它成功地吸收、借鉴
    发表于 02-07 02:16 16次下载

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