核電站原理及安全

//////////////////////////69、核電站英文：anuclearpowerplant[編輯本段]核電站的結(jié)構(gòu)核電站是怎樣發(fā)電的呢？簡(jiǎn)而言之，它是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式的“燃燒”產(chǎn)生熱量，來(lái)加熱水使之變成蒸汽。蒸汽通過(guò)管路進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。一般說(shuō)來(lái)，核電站的汽輪發(fā)電機(jī)及電器設(shè)備與普通火電站大同小異，其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。核電站除了關(guān)鍵設(shè)備——核反應(yīng)堆外，還有許多與之配合的重要設(shè)備。以壓水堆核電站為例，它們是主泵，穩(wěn)壓器，蒸汽發(fā)生器，安全殼，汽輪發(fā)電機(jī)和危急冷卻系統(tǒng)等。它們?cè)诤穗娬局杏懈髯缘奶厥夤δ堋Ｖ鞅萌绻逊磻?yīng)堆中的冷卻劑比做人體血液的話，那主泵則是心臟。它的功用是把冷卻劑送進(jìn)堆內(nèi)，然后流過(guò)蒸汽發(fā)生器，以保證裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出來(lái)。穩(wěn)壓器又稱壓力平衡器，是用來(lái)控制反應(yīng)堆系統(tǒng)壓力變化的設(shè)備。在正常運(yùn)行時(shí)，起保持壓力的作用；在發(fā)生事故時(shí)，提供超壓保護(hù)。穩(wěn)壓器里設(shè)有加熱器和噴淋系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)堆里壓力過(guò)高時(shí)，噴灑冷水降壓；當(dāng)堆內(nèi)壓力太低時(shí)，加熱器自動(dòng)通電加熱使水蒸發(fā)以增加壓力。蒸汽發(fā)生器它的作用是把通過(guò)反應(yīng)堆的冷卻劑的熱量傳給二次回路水，并使之變成蒸汽，再通入汽輪發(fā)電機(jī)的汽缸作功。安全殼用來(lái)控制和限制放射性物質(zhì)從反應(yīng)堆擴(kuò)散出去，以保護(hù)公眾免遭放射性物質(zhì)的傷害。萬(wàn)一發(fā)生罕見(jiàn)的反應(yīng)堆一回路水外逸的失水事故時(shí)，安全殼是防止裂變產(chǎn)物釋放到周圍的最后一道屏障。安全殼一般是內(nèi)襯鋼板的預(yù)應(yīng)力混凝土厚壁容器。汽輪機(jī)核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)在構(gòu)造上與常規(guī)火電站用的大同小異，所不同的是由于蒸汽壓力和溫度都較低，所以同等功率機(jī)組的汽輪機(jī)體積比常規(guī)火電站的大。危急冷卻系統(tǒng)為了應(yīng)付核電站一回路主管道破裂的極端失水事故的發(fā)生，近代核電站都設(shè)有危急冷卻系統(tǒng)。它是由注射系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)組成。一旦接到極端失水事故的信號(hào)后，安全注射系統(tǒng)向反應(yīng)堆內(nèi)注射高壓含硼水，噴淋系統(tǒng)向安全殼噴水和化學(xué)藥劑。便可緩解事故后果，限制事故蔓延。注：核裂變是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化。只有一些質(zhì)量非常大的原子核像鈾(yóu)、釷(tǔ)等才能發(fā)生核裂變。這些原子的原子核在吸收一個(gè)中子以后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出二個(gè)到三個(gè)中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變……，使過(guò)程持續(xù)進(jìn)行下去，這種過(guò)程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí)，釋放出巨大的能量稱為原子核能，俗稱原子能。1克鈾-235完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當(dāng)于燃燒2.5噸煤所產(chǎn)生的能量。發(fā)電量占世界總發(fā)電量的17％，其中有十幾個(gè)國(guó)國(guó)家和地區(qū)核電發(fā)電量超過(guò)各種的總發(fā)電量的四分之一，有的國(guó)家超過(guò)70％。我國(guó)目前已經(jīng)投運(yùn)的核電機(jī)組有11臺(tái)，總裝機(jī)容量910萬(wàn)千瓦。2008年，核電占全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘康?.3％，核電年發(fā)電量683.94億千瓦小時(shí)，占全國(guó)總發(fā)電量的2％左右。37、核電站在設(shè)計(jì)上所采取的安全措施為了確保壓水反應(yīng)堆核電廠的安全，從設(shè)計(jì)上采取了所能想到的最嚴(yán)密的縱深防御措施。四重屏障：為防止放射性物質(zhì)外逸設(shè)置了四道屏障：裂變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)90％滯留于燃料芯塊中；密封的燃料包殼；堅(jiān)固的壓力容器和密閉的回路系統(tǒng)；能承受內(nèi)壓的安全殼。多重保護(hù)：在出現(xiàn)可能危及設(shè)備和人身的情況時(shí)，進(jìn)行正常停堆；因任何原因未能正常停堆時(shí)，控制棒自動(dòng)落入堆內(nèi)，實(shí)行自動(dòng)緊急停堆；如任何原因控制棒未能插入，高濃度硼酸水自動(dòng)噴入堆內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急停堆。38、核電廠在管理方面采取的安全措施核電廠有著嚴(yán)密的質(zhì)量保證體系，對(duì)選址、設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試和運(yùn)行等各個(gè)階段的每一項(xiàng)具體活動(dòng)都有單項(xiàng)的質(zhì)量保證大綱。另外，還實(shí)行內(nèi)部和外部監(jiān)查制度，監(jiān)督檢查質(zhì)量保證大綱的實(shí)施情況和是否起到應(yīng)有的作用。另外對(duì)參加核電廠工作的人員的選擇、培訓(xùn)、考核和任命有著嚴(yán)格的規(guī)定。領(lǐng)取操縱員執(zhí)照，然后才能上崗，還要進(jìn)行定期考核，不合格者將被取消上崗資格。39、核電廠發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，它能安全停閉在核電廠設(shè)計(jì)中，始終把安全放在第一位，在設(shè)計(jì)上考慮了當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的最嚴(yán)重的地震、海嘯、熱帶風(fēng)暴、洪水等自然災(zāi)害,即使發(fā)生了最嚴(yán)重的自然災(zāi)害,反應(yīng)堆也能安全停閉，不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窈妥匀画h(huán)境造成危害。在核電廠設(shè)計(jì)中甚至還考慮了廠區(qū)附近的堤壩坍塌、飛機(jī)附毀、交通事故和化工廠事故之類的事件，例如一架噴氣式飛機(jī)在廠區(qū)上空墜毀，而且碰巧落到反應(yīng)堆建筑物上，設(shè)計(jì)要求這時(shí)反應(yīng)堆還是安全的。40、核電站的縱深防御措施核電站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行，采用了縱深防御的原則，從設(shè)備上和措施上提供多層次的重疊保護(hù)，確保放射性物質(zhì)能有效地包容起來(lái)不發(fā)生泄漏?？v深防御包括以下五道防線：第一道防線：精心設(shè)計(jì)，精心施工，確保核電站的設(shè)備精良。有嚴(yán)格的質(zhì)量保證系統(tǒng)，建立周密的程序，嚴(yán)格的制度和必要的監(jiān)督，加強(qiáng)對(duì)核電站工作人員的教育和培訓(xùn)，使人人關(guān)心安全，人人注意安全，防止發(fā)生故障。第二道防線：加強(qiáng)運(yùn)行管理和監(jiān)督，及時(shí)正確處理不正常情況，排除故障。第三道防線：設(shè)計(jì)提供的多層次的安全系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，防止設(shè)備故障和人為差錯(cuò)釀成事故。第四道防線：?jiǎn)⒂煤穗娬景踩到y(tǒng)，加強(qiáng)事故中的電站管理，防止事故擴(kuò)大。第五道防線：廠內(nèi)外應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，努力減輕事故對(duì)居民的影響。有了以上互相依賴相互支持的各道防線，核電站是非常安全的。41、核電站廢物嚴(yán)格遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人民生活不會(huì)產(chǎn)生有害影響核電廠的三廢治理設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)，其原則是盡量回收，把排放量減至最小，核電廠的固體廢物完全不向環(huán)境排放，放射性液體廢物轉(zhuǎn)化為固體也不排放；像工作人員淋浴水、洗滌水之類的低放射性廢水經(jīng)過(guò)處理、檢測(cè)合格后排放；氣體廢物經(jīng)過(guò)滯留衰變和吸附，過(guò)濾后向高空排放。核電廠廢物排放嚴(yán)格遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際排放的放射性物質(zhì)的量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值。所以，核電廠不會(huì)對(duì)給人生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)有害的影響。42、核電站是利用原子核裂變所釋放的的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電站。核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產(chǎn)蒸汽的核島（包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）和利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島（包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)）。核電站使用的燃料一般是放射性重金屬：鈾、钚?，F(xiàn)在使用最普遍的民用核電站大都是壓水反應(yīng)堆核電站，它的工作原理是