從某種意義上來說,核電廠的工作原理確實(shí)可以簡化為“燒開水”,但這只是一個通俗的比喻,實(shí)際的物理過程要復(fù)雜得多。以下是更詳細(xì)的解釋:
·蒸汽推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),渦輪機(jī)再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
·熱源不同:普通燒開水是通過燃燒化石燃料(如煤、天然氣)或電加熱來產(chǎn)生熱量,而核電廠的熱量來源于核裂變反應(yīng)。
·能量密度極高:1千克鈾-235完全裂變釋放的能量相當(dāng)于燃燒約2700噸煤,因此核電廠的熱效率極高。
·安全要求極高:核裂變涉及放射性物質(zhì),需要嚴(yán)格的安全措施和多重防護(hù)屏障。
1)核裂變產(chǎn)生熱量:
鈾-235或钚-239在反應(yīng)堆中發(fā)生裂變,釋放大量熱能。
2)加熱冷卻劑:
冷卻劑(通常是水,也可能是液態(tài)金屬或氣體)流經(jīng)反應(yīng)堆,吸收裂變產(chǎn)生的熱量。
3)生成蒸汽:
高溫冷卻劑進(jìn)入蒸汽發(fā)生器,將熱量傳遞給水,生成高溫高壓蒸汽。
4)推動渦輪機(jī):
蒸汽推動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
5)發(fā)電:
渦輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
6)冷卻與循環(huán):
蒸汽在冷凝器中冷卻為水,重新回到蒸汽發(fā)生器,完成循環(huán)。
核電廠的特殊之處在于熱源(核裂變)和與之相關(guān)的安全措施。