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NPP:操作原理和装置。 核电厂的历史

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NPP:操作原理和装置。 核电厂的历史
NPP:操作原理和装置。 核电厂的历史
Anonim

在二十世纪中叶,人类最聪明的人一次完成了两项任务:制造原子弹,以及如何将原子能用于和平目的。 于是出现了世界上第一座核电站。 核电站的运行原理是什么? 世界上最大的发电厂在哪里?

核能的历史和特征

“能源是一切之源” –考虑到21世纪的客观现实,这就是著名的谚语可以被重新表述的方式。 随着每一轮新的技术进步,人类需要的数量越来越多。 如今,“和平原子”的能源不仅在能源领域,而且在经济和生产中也得到积极使用。

所谓的核电站(其工作原理本质上非常简单)产生的电力被广泛用于工业,太空探索,医学和农业。

核能是重工业,它从原子的动能中提取热和电。

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最早的核电站何时出现? 这种发电厂的运作原理,苏联科学家早在40年代就进行了研究。 顺便说一句,与此同时,他们还发明了第一枚原子弹。 因此,原子既是“和平的”又是致命的。

1948年,库尔恰托夫(I.V. Kurchatov)邀请苏联政府开始进行原子能提取的直接工作。 两年后,在苏联(卡卢加州地区奥布宁斯克市),开始建造地球上第一座核电站。

所有核电厂的运行原理都是相似的,但一点也不难理解。 这将在后面讨论。

NPP:工作原理(照片和说明)

任何核电站工作的基础都是在原子核裂变期间发生的强大反应。 铀235原子或p最常参与此过程。 原子核被从外部进入原子核的中子所分割。 在这种情况下,出现了具有巨大动能的新中子以及裂变碎片。 只是这种能源是任何核电站的主要和关键产品。

因此,您可以描述反应堆NPP的运行原理。 在下一张照片中,您可以从内部看到它的外观。

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区分了三种主要类型的核反应堆:

  • 大功率通道电抗器(简称-RBMK);

  • 水-水反应堆(VVER);

  • 快速中子反应堆(BN)。

另外,值得描述整个核电厂的运行原理。 如何工作将在下一篇文章中讨论。

核电站的运行原理(方案)

核电厂在一定条件下以严格规定的方式运行。 除一个或多个核反应堆外,核电厂的结构还包括其他系统,专用设施和高素质的人员。 核电站的运行原理是什么? 可以简述如下。

任何核电厂的主要元素都是核反应堆,所有主要过程都在其中进行。 我们在上一节中写了反应堆中发生的情况。 小型黑色药片形式的核燃料(通常最常见的是铀)被送入这台巨大的锅炉。

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在核反应堆中发生的反应过程中释放的能量被转换成热量,并转移到冷却剂(通常是水)中。 值得注意的是,此过程中的冷却液会接收一定剂量的辐射。

此外,来自冷却剂的热量(通过特殊设备-热交换器)传递到普通水中,从而沸腾。 在这种情况下形成的水蒸气使涡轮旋转。 发电机连接到后者,发电机产生电能。

因此,根据核电厂的运行原理,它是同一座火力发电厂。 唯一的区别是蒸汽的形成方式。

核电地理

前五个生产核能的国家如下:

  1. 美国

  2. 法国

  3. 日本

  4. 俄罗斯

  5. 南韩

同时,美国每年发电约8, 640亿千瓦时,发电量占世界的20%。

全世界共有31个州在运营核电站。 在地球上的所有大陆中,只有两个(南极洲和澳大利亚)完全没有核能。

迄今为止,世界上有388座核反应堆在运行。 没错,其中有45家已经一年半没发电了。 大多数核反应堆位于日本和美国。 下图显示了他们的完整地理位置。 拥有正在运行的核反应堆的国家/地区以绿色标记,并且还显示了处于特定状态的国家/地区的总数。

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各国核能的发展

总体而言,截至2014年,核能的发展普遍下降。 三个国家是建造新型核反应堆的领导者:俄罗斯,印度和中国。 此外,许多没有核电站的州计划在不久的将来建造核电站。 这些国家包括哈萨克斯坦,蒙古,印度尼西亚,沙特阿拉伯和北非的许多国家。

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另一方面,许多州已开始逐步减少核电厂的数量。 这些国家包括德国,比利时和瑞士。 在某些国家(意大利,奥地利,丹麦,乌拉圭),在立法层面上禁止使用核能。

核能的主要问题

核能的发展有一个重大的环境问题。 这就是所谓的环境热污染。 因此,据许多专家称,核电厂比相同容量的火电厂散发更多的热量。 水的热污染特别危险,它违反了生物有机体的自然生存条件,并导致许多鱼类死亡。

与核能有关的另一个紧迫问题总体上涉及核安全。 在1986年切尔诺贝利灾难之后,人类第一次认真考虑了这个问题。 切尔诺贝利核电厂的运行原理与其他核电厂没有太大区别。 但是,这并没有使她免于发生重大的严重事故,这给整个东欧地区带来了非常严重的后果。

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而且,核能的危险不仅限于可能的技术事故。 因此,核废料的处置出现了大问题。

核电的好处

然而,发展核能的支持者也称核电厂运行的明显优势。 因此,特别是世界核协会最近发表了非常有趣的数据报告。 据他说,核电厂生产1吉瓦电能的人员伤亡人数是传统火力发电厂的43倍。

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还有其他同样重要的优点。 即:

  • 电力生产成本低;

  • 核能的环境清洁度(水的热污染除外);

  • 缺乏核电厂对大量燃料的严格地理参考。