水上物流网为船舶与海洋工程行业提供技术支持与动力,是船舶行业最大门户分类网站
全国: | 上海:
水上物流产品分类
主页 > 船舶类型 > 核动力船 > 核动力船发电站工作原理(核动力船发电站工作原理是什么)
核动力船发电站工作原理(核动力船发电站工作原理是什么)
来源:www.shuishangwuliu.com    时间:2023-03-21 00:47    点击:324   编辑:admin

一、核动力发电过程?

核电站的基本原理是核燃料在一回路反应堆内发生裂变产生大量热能,被高温高压水把热能带出,在蒸汽发生器内加热二回路给水产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。能量转换过程如下:核能→热能(将冷却剂水加热,但不能沸腾)→热能(一回路的水将二回路的水加热变成蒸汽)→动能(推动汽轮机转动)→电能(汽轮机带动发电机转动,切割磁感线产生电能)。

因此,利用蒸汽推动汽轮机将热能转变为动能,然后汽轮机带动发电机切割磁感线转变为电能,核电厂和常规火电厂是基本一致的,所产生的电能的等级和质量要求是一样的,都要接入当地的高压输电电网。两者不同的是蒸汽供应系统,常规火电厂是利用煤粉燃烧加热给水产生蒸汽,而核电厂是利用链式可控核反应产生热量,通过位于安全壳内的核蒸汽供应系统产生蒸汽。核电厂包括三个回路,三个回路水不相互接触,除一回路内水外,均不存在放射性危害。

二、核动力原理是烧开水吗?

原理是烧开水

核动力航母驱动原理其实和常规动力航母没什么区别,无非就是烧开水的方式不同罢了,核动力使用的是“原子锅炉”,而常规动力航母使用的则是“燃油锅炉”,但是归根结底二者都是一种被称为蒸汽轮机的动力装置,原理都是通过烧开水然后产生高温高压的蒸汽,通过蒸汽驱动气轮机运行,最后推动螺旋桨旋转。

以美军尼米兹级航母为例,它的动力装置就是两具西屋电气公司生产的功率各130000马力的A-4W反应堆以及4具蒸汽轮机,所以别再说什么蒸汽轮机落后了,核动力也不过如此!

航母用核动力反应堆虽然是烧热水,但是与传统的燃油锅炉不同,它具有两个回路系统,并且反应堆烧的热水并不直接生产水蒸汽。反应堆的核燃料棒发生核裂变反应释放出大量热量,这些热量会加热反应堆中的高压纯净水,这些纯净水通常被称为冷却剂,在被加热后会由冷却泵推动至蒸汽发生器,然后将热量传导至二回路中的水,这些水被加热后产生水蒸汽,然后水蒸汽经由轮气机的狭小喷嘴后增压增速,最后喷射至轮气机叶片使其转动,轮气机主轴转动后带动螺旋桨旋转,推动航母前进。

那怎么控制航母的航速呢?航母的航速取决于螺旋桨的转速,而这个转速又是由蒸汽的产生量决定的,蒸汽的产量则是由反应堆燃料棒的核裂变速率决定的,那怎么有效控制燃料棒的裂变过程呢?这就需要说到插入反应堆中心的控制棒!核反应堆控制棒通常是由硼和镉这些容易吸收中子的材料制造而成,当它完全插入反应堆中心,由于吸收大量中子会让反应堆停止裂变反应,而抽出一点就能让反应堆低功率运转,如果要增加反应堆功率,那就再拔出一点,减少吸收中子量,让更多中子参与裂变反应,这样就能产生更多热量和水蒸汽,也就直接提高了螺旋桨的转速和航母航速,所以核动力航母的航速实际上是由反应堆控制棒的插入深度控制的!

使用核动力的好处显而易见,一公斤铀235燃烧产生的能量相当于2500吨煤炭,因此核动力航母具备了几乎无限续航性,1964年美国的“企业”号航母就曾经在全程不进行燃料补给的情况下,用64天完成了全球航行!

(企业号核动力航母与长滩号核动力巡洋舰环球航行)

但是与民用发电站的核燃料棒(二氧化铀陶瓷芯块)不同,航母因为体积相对狭小,换装核燃料棒相当麻烦,而且成本极高,因此一次装填燃料最好能做到像福特级一样永久性不更换燃料棒,即使再次也要如尼米兹级一样13年才需要换一次燃料棒,这样做自然减免了核燃料棒繁复的燃料棒更换过程,但是这也要求核燃料棒的铀235丰度特别高!

(航母核反应堆)

民用发电站的铀棒只需要达到3%的丰度就行了,而航母和核潜艇所使用的则是高浓度铀甚至是武器级铀,比如尼米兹航母的A-4W压水反应堆使用的是丰度40%的铀燃料棒,而俄亥俄级核动力潜艇则使用的是丰度在90%以上的武器级铀。

(俄罗斯失事的库尔斯克号核动力核潜艇中的核燃料棒)

除了核动力装置之外,为了防止单一的动力装置出现故障,核动力航母通常还会配备备用常规动力,以防不时之需!尼米兹级航母一共有四个五叶螺旋桨,在每个螺旋桨驱动轴上都配备了一个功率8000KW的柴油机作为备用动力,在核动力反应堆出现故障时就可以马上启动柴油机运行,未雨绸缪,有备无患!

三、核动力原理是什么?

原理大致是:反应堆里受控分裂所产生的热传到密封导管内的水中,由于水处于高压下,它能升到高温而不沸腾。泵把超高热的水抽进蒸汽发生器,在那儿热力传到第二套水处理系统;在这一系统中的水受到的压力低,便沸腾起来。沸水所产生的蒸汽供应机舱带动涡轮。转动的涡轮又带动螺旋桨和开动供应潜艇所需电力的发电机。蒸汽已通过涡轮,温度便降低还原为水,又回到蒸汽发生器第二套系统中。潜艇使在这种完全不需要空气来助燃的动力推动下长时间地在水下运行了。

四、核力发电站的工作原理是什么?

通过核岛(一回路)的核裂变放热,在高压下加热水使其达到高温蒸发进入常岛(二回路),高压的过热水蒸气进入汽轮机,通过喷嘴加速冲击汽轮机转子上的动叶,将一部分的热能转化为机械能。汽轮机转子的转动带动发电机发电。做功完成的水蒸气进入凝汽器,给水泵后再次进入核岛吸热。

五、核动力发电机原理?

核能也称原子能,是原子核结构发生变化时释放出来的巨大能量,包括裂变能和聚变能两种主要形式。目前核能发电利用的是裂变能。以压水堆核电站为例,核燃料在反应堆中通过核裂变产生的热量加热一回路高压水,一回路水通过蒸汽发生器加热二回路水使之变为蒸汽。

蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮发电机发电,发出的电通过电网送至千家万户。

整个过程的能量转换是由核能转换为热能,热能转换为机械能,机械能再转换为电能。核电站可分为两部分,一是核岛,包括反应堆厂房、辅助厂房、核燃料厂房和应急柴油机厂房。

二是常规岛,包括汽轮发电机厂房和海水泵房。我国目前核电站采用的堆型有压水堆、重水堆、高温气冷堆和快中子堆。

六、核动力破冰船核反应堆工作原理?

核动力破冰船和核电站一样釆用压水核反应堆,加热蒸汽推动机器运转,所不同的是小型化。