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核能发电基本工作原理是什么?

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发表于 2022-5-4 11:48:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
4月21日,国际热核聚变实验堆(ITER)组织在法国举办杜瓦底座移交仪式。人造太阳“心脏”安装开启 中核集团向全球核能高端市场迈出实质性步伐。核能发电在考试中经常会考查,今天小编带大家一起来了解一下核能发电相关考点。
    考点一核能发电基本工作原理是什么?
    核电站利用核能发电,核心设备是核反应堆。核电站用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,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。通过电网送到四面八方。
    考点二 核能发电的优点
    1.核能发电不会造成空气污染。
    2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
    3.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便。
    4.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法稳定。
    5.核能发电实际上是最安全的电力生产方式。
    考点三核电站进程
                        第一代 (截止1965年)                        第二代(1965-1995年)                        第三代 (1995-2010年)                        第四代 (2010-2030年)                        第五代 (2030 年后)
                        Shippingport                        LWR-PWR, BWR                        ABWR                        HTR200(中国)                        高效经济性 安全性更高 废物排放更少 防止核扩散
                        Dresden,Fermi I                        CANDU(加拿大)                        System80*                        HTR600中国)                         
                        Magnox                        VVER/RBMK                        AP600                        CFR600中国)                         
                                                 M310 (法国)                        EPR                                                  
                                                 CNP300 (中国)                        CANDU6                                                  
                                                 CNP650 (中国)                        ACPR 1000(中国)                                                  
                                                 CPR1000+(中国)                        华龙一号(中国)                                                  
                                                                          CAP1000(中国)                                                  
                                                                          EPR (法国)                                                  
                                                                          VVER-1000/428/428M(AES-91)俄罗斯                                                  
                                                                          VVER-1200 (AES-2006) (俄罗斯)AP1000美国                                                  
                                                                          AP1000美国                                                  
                                                                                                                             
    考点四我国比较著名的两座核电站
    核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。利用核能进行发电的电站称为核电站,当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。
    我国核电站的建设始于20世纪80年代中期。首台核电机的组装在秦山核电站进行,1985年开工,1994年商业运行,电功率为300MW,为我国自行设计建造和运行的原型核电机组。使中国成为继美国、英国、法国、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第7个能够自行设计、建造核电站的国家。2015年秦山核电厂扩建项目方家山核电工程2号机组成功并网发电。国内核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。
    大亚湾核电站是中国大陆第一座大型商用核电站,也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核电站。
    考点五 核能发电比重
    我国利用核能发电的增量空间巨大。核电发电量在所有电源发电量中的占比也持续增长,2010年核电发电量占比仅1.77%,到2019年三季度核电发电量占比已经达到4.79%,已经超过了2020年的目标值,根据计划,2020年有望完成核电占比提升至4%的目标。
    【练习题】1.核电站利用核能进行发电,其所使用的核燃料是:
    A. 镭
    B. 氢
    C. 氦
    D. 铀
    【答案】D
    【解析】核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电站,其使用的主要燃料是铀。因此,选择D选项。
    2.下列有关核能表述正确的是:
    A. 氢弹爆炸发生氢核聚变,其威力比原子弹小
    B. 核电站使用的燃料一般是铀等放射性重金属
    C. 自然界只有在人为条件下才会发生热核反应
    D. 核电站的能量转换过程是直接从核能到电能
    【答案】B
    【解析】A项:氢弹,又称热核武器,属于核武器的一种。其主要利用氢的同位素(氘、氚)的核聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏,属于威力强大的大规模杀伤性武器。其威力比原子弹大。
    C项:核聚变,又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。自然界中,太阳可以通过热核反应产生光和热,不仅仅是在人为条件下才会发生热核反应。
    D项:核电站用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。所以,核电站的能量转换过程是从核能到热能,再到机械能,最后转化为电能,而不是直接转化。
    利用核能进行发电的电站称为核电站,当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。核电站使用的燃料是铀或钚以铀居多。因此,选择B选项。
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