正文 第7章 核動力和核能發電(1 / 1)

發電是核能的主要利用方式。核電站由核島和常規島組成。以最常用的壓水堆為例,核島又稱——回路係統,其作用相當於普通火力發電廠的高壓蒸汽鍋爐,核心是一個封裝在鋼壁厚200毫米壓力殼中的反應堆。主泵將高壓冷卻劑(一回路水)送入反應堆,帶出核燃料釋放的熱能;冷卻劑由反應堆進入蒸發器,將熱量傳給管外的二回路水,使之沸騰為蒸汽。流過蒸發器的冷卻劑再由主泵送回反應堆循環使用。上述部件全部安裝在內襯鋼板的預應力鋼筋混凝土厚牆廠房——安全殼中。常規島又稱二回路係統,與普通火力發電廠利用蒸汽發電的汽輪發電機係統基本相同,包括汽輪機、發電機、凝汽器、給水泵及冷卻水係統。

一座90萬千瓦的壓水堆核電站約裝80噸二氧化鈾,每年換料約1/3,換入元件中鈾-235的豐度為3%,即每年需要補充的燃料元件隻約30噸重,“燒”掉的鈾-235約重1噸。與同等功率的火力發電廠每年需燃煤270萬噸相比,運輸量上形成非常鮮明的對照。

核能發電40多年來發展很快,至2004年底全世界已有30個國家431個機組在運行,總淨電功率達34255.4萬千瓦,發電量占世界總發電量的17%。核電容量超過700萬千瓦的有11個國家:國家機組數淨電功率(千萬瓦)

美國1099967.3

法國555737.3

日本503965.5

德國212281.8

俄國251979.9

加拿大221543.9

英國351272.8

烏克蘭141209.5

瑞典121007.5

韓國10817.5

西班牙9710.1

2004年,法國的核電在總發電量中的比例為76%,烏克蘭為36.7%,韓國為36.2%,美國為22.5%。比例最高的國家是立陶宛,達87.5%,全年核電產量為118.24億度,其中約20%售給了俄羅斯和白俄羅斯。目前,全世界還有64個核電機組正在建設中,總淨電功率為5596.8萬千瓦,平均單機容量高於現有水平。

核電發展如此迅速的原因,在於其突出的優點:1.有力地彌補碳氫燃料及水力資源的不足。

2.價格普遍低於火電15%~40%。

3.核電站對環境汙染和危害遠小於燃煤的火電站。

動力堆提供的蒸汽可以作為艦船的動力。在原子破冰船,原子客輪、核動力航空母艦,核潛艇等艦船中,以潛艇使用核動力優點最突出:它一次裝料可續航40萬海裏以上,是常規潛艇40倍;單次潛航距離可達4萬海裏,是使用蓄電池的常規潛艇的100倍;此外,航速可提高約一倍,機動性和隱蔽性大為改善。全世界共建造過400餘艘核動力潛艇,正在服役的約300艘。此外,反應堆也可作為取暖或工業上低溫熱源。這種供熱堆不需發生高壓蒸汽,故建造價格低得多。