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核电——能源的科技与未来

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 近日,石岛湾高温气冷堆核电站顺利完成168小时持续运行考核,正式投入商业运行。这是全球首座投入商运的第四代核电站,是具有完全自主知识产权的国家重大科技专项标志性成果。


为什么意义重大


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高温气冷堆的最大亮点就是在全世界核电站中前所未有地实现了“固有安全”,它是不会熔毁的核反应堆。这是对核电发展具有重大意义的革命性突破。

影响世界核电发展的不确定因素中,最核心的因素一直是安全。按国际原子能机构对核事件的分级标准,4级至7级为核事故,等级越高危害越大。1979年美国三里岛核事故为5级,1986年前苏联切尔诺贝利核事故和2011年日本福岛核事故都是最高等级7级。这三起核事故,都引发了全球范围的反思,推动了核安全技术改进和核能监管加强


为什么要发展核电


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      为什么中国要发展核电呢?其实原因很简单,最重要的因素就是减排!

       随着工业化的进程,人类不断向大气中排放CO2这种温室气体,导致地球平均气温不断的升高。下面这两张图是从有记录以来到2017年的地球大气CO2浓度和平均气温变化。这两张图可以看出,CO2浓度和平均温升都随着时间的推移显著增加。2019年,世界气象组织在公告中表示,数据显示2015-2019年会成为地球上有记录以来最暖的五年。而全球温升1.5摄氏度和2摄氏度这两个临界点就在我们眼前了,一旦突破临界点,整个自然系统就会失控而无法自己恢复,最终会滑向哪里,我们谁也不知道。因此减少CO2排放成为了世界各国的重要任务之一。

        1991年各国政府之间就成立了联合国气候变化框架公约,并在这个公约下签署了京都议定书和巴黎协定。虽然某些大国不负责任的退出了这些协定,但是中国始终恪守自己的承诺,进行着节能减排的工作。


  火力发电站利用煤和石油发电,水力发电站利用水力发电,而核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。

       核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动气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。这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。


核电站的要素

1)核反应堆,

2)冷却液和冷却液泵,

3)热交换器,

4)汽轮机、冷凝器、发电机。