核電站燒的是什麼燃料

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核電站燒的是什麼燃料

核電廠用於發電的燃料是鈾。核電站按反應堆類型分類,可分爲氣冷堆型核電站、改進型氣冷堆型核電站、輕水堆型核電站、重水堆型核電站、快中子增殖型核電站。

(1)氣冷堆型核電站,反應堆採用天然鈾作燃料,用石墨作慢化劑,用二氧化碳或氦作冷卻劑。此種反應堆由於一次裝入燃料多,因此體積大,造價高。英國和法國曾採用此種堆型。

(2)改進型氣冷堆型核電站,反應堆所用慢化劑和冷卻劑與上述氣冷堆型相同,只是燃料採用2.5%~3%的低濃縮鈾,因此一次裝入的燃料只有天然鈾的1/5~1/4(按質量計),從而反應堆體積大大縮小,更換燃料也較簡單,並可在較高溫度下運行,熱效率較高。美國、德國曾採用此種堆型。

(3)輕水堆型核電站,反應堆採用2%~3%低濃縮鈾作燃料,用水作慢化劑和冷卻劑。此種反應堆的體積小,造價低,技術也較容易掌握,世界上85%以上的核電站均採用此種堆型,我國全部採用此種堆型。

輕水堆型核電站又可分爲沸水堆型和壓水堆型兩種。

沸水堆型核電站,這種核電站中的水在反應堆內直接沸騰。它只有一個迴路,水在反應堆內受熱變爲蒸汽,直接用來推動汽輪機、帶動發電機發電。沸水堆型的迴路設備少,且幾乎不會發生失水事故,較之壓水堆型更爲經濟,更能適應外界負荷變化的需要。但其帶放射性沾染的水蒸氣直接進入汽輪機組,使機組維修困難,檢修時停堆時間長,從而影響核電站的有效運行;此外,水沸騰後,密度降低,慢化作用減弱,因此所需核燃料比同功率的壓水堆型多,其堆芯體積和外殼直徑相應增大。加上氣泡密度在堆內變化,容易引起功率不穩定,使控制複雜化。由此種種因素,沸水堆型核電站的建造數量減少。

壓水堆型核電站,這種核電站中的水在反應堆內不沸騰。它有兩個迴路,其中一回路的水流經反應堆,將堆內的熱量帶往蒸氣發生器,與通過蒸氣發生器的二回路中的水交換熱能,使二回路中的水加熱爲高壓蒸氣,推動汽輪機運轉,帶動發電機發電。我國的核電站建設方針,確定近期以建造壓水堆型爲主。已建成的秦山核電站和大亞灣核電站,均爲壓水堆型。

(4)重水堆型核電站,反應堆以重水(含氘)作慢化劑和冷卻劑,用天然鈾作燃料。此種反應堆的燃料成本較低,但重水較貴。加拿大發展此種堆型。

(5)快中子增殖型核電站,反應堆不用慢化劑。反應堆內絕大部分是快中子,容易被反應堆周圍的鈾238所吸收,使鈾238變爲可裂變的鈈239。此種反應堆可在10年左右使核燃料鈈239比初裝入量增殖20%以上,但其初期投資費用高。

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