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核能发电效率真有你想象的的那么大吗?可以怎么来提高效率?

作者:168太阳能光伏网 时间:2018-04-10 08:17 来源:未知

核反应堆目前通过推动汽轮机做功,带动发电机,将核能转化为电能。核电厂用的汽轮发电机在构造上与常规火电厂用的大同小异,所不同的是采用饱和蒸汽做功,蒸汽压力和温度都较低,所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电厂的大。电功率一般只有核功率的33%左右。

一:汽轮机中做功的热力过程:

0点是级前的蒸汽状态点;0*点是汽流等熵滞止到初速等于零的状态点;

p0、p1、p2分别为喷嘴入口压力、出口压力和动叶出口压力;

Δht*为级的滞止理想焓降(表示蒸汽从0*滞止状态点在级内等熵膨胀到p2时的焓降);

Δhn*为蒸汽在喷嘴中的滞止理想焓降;

Δhb为蒸汽在动叶中的理想焓降。

总的焓降就是做工大小,实际焓降总是小于理想焓降得,为了增大汽轮机效率通常有两个方法。更多科学问答,关注五月21号

二:提高汽轮机做功效率的方法

1:提高蒸汽品质,即提高蒸汽温度和压力

2:降低凝结水的焓值,提高凝结水的过冷度。

针对第二个方法:提高凝结水的过冷度有两种手段,一是降低凝汽器背压,通常是定期抽出凝汽器中的不凝结气体;而是降低冷却海水温度,增大冷水流量,所以这个方法起到的作用受到了季节等自然条件制约。更多科学问答,关注五月21号

针对第一个方法:二回路蒸汽品质与核反应堆功率输出有关。如果从反应堆出来的传热介质温度高,那么汽轮机入口的介质就可以高。压水堆核电厂用的轻水有一个明显的缺点,就是沸点低。要使热力系统有较高的热能转换效率,根据热力学原理,核反应堆应有高的堆芯出口温度参数。而要获得高的温度参数,就必须增加冷却剂的系统压力使其处于液相状态。高的压力就需要高的技术来保证安全,我国目前还没有技术造出可以承受这么高压力的压力容器。压水堆核电厂冷却剂的入口温度一般在290℃左右,出口温度320℃左右,堆内压力15.7兆帕。

为什么我们不继续提高压力来提高温度了?这受到燃料包壳材料和慢化剂水提醒的制约。之前的文章中介绍过水在400摄氏度时会与核燃料包壳锆发生反应,因为会破坏核燃料包壳的完整性,影响运行安全,因此规定一回路水温不得超过350摄氏度。由下表可以看出水温是340到350摄氏度时,压力为14.6到16.5MPa之间。为了保证一回路中的水不发生沸腾,保留30度的过冷度,一回路中热段温度就控制在320左右,这就是压水堆核电站参数的来源。正是这些参数决定了核电站电功率一般只有核功率的33%左右。将来随着科技发展,材料性能改变或者选用更好性能的冷却剂替代水,相信在不就得将来这个效率是可以提高的。更多科学问答,关注五月21号



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