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1 # 那你很棒棒喲
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2 # 頭名大咖
呵呵!隨著原子能和中子,微技術以及暗物質的進一步研究,科技終會有一天突破現在的極限。讓能源的小型化續航性不在成為困擾我們前進的束縛!
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3 # 核先生科普
謝邀!這個問題問的很好。核反應堆目前透過推動汽輪機做功,帶動發電機,將核能轉化為電能。核電廠用的汽輪發電機在構造上與常規火電廠用的大同小異,所不同的是採用飽和蒸汽做功,蒸汽壓力和溫度都較低,所以同等功率機組的汽輪機體積比常規火電廠的大。電功率一般只有核功率的33%左右。
一:汽輪機中做功的熱力過程:
0點是級前的蒸汽狀態點;0*點是汽流等熵滯止到初速等於零的狀態點;
p0、p1、p2分別為噴嘴入口壓力、出口壓力和動葉出口壓力;
Δht*為級的滯止理想焓降(表示蒸汽從0*滯止狀態點在級內等熵膨脹到p2時的焓降);
Δhn*為蒸汽在噴嘴中的滯止理想焓降;
Δhb為蒸汽在動葉中的理想焓降。
總的焓降就是做工大小,實際焓降總是小於理想焓降得,為了增大汽輪機效率通常有兩個方法。更多科學問答,關注五月21號
二:提高汽輪機做功效率的方法
1:提高蒸汽品質,即提高蒸汽溫度和壓力
2:降低凝結水的焓值,提高凝結水的過冷度。
針對第二個方法:提高凝結水的過冷度有兩種手段,一是降低凝汽器背壓,通常是定期抽出凝汽器中的不凝結氣體;而是降低冷卻海水溫度,增大冷水流量,所以這個方法起到的作用受到了季節等自然條件制約。更多科學問答,關注五月21號
針對第一個方法:二回路蒸汽品質與核反應堆功率輸出有關。如果從反應堆出來的傳熱介質溫度高,那麼汽輪機入口的介質就可以高。壓水堆核電廠用的輕水有一個明顯的缺點,就是沸點低。要使熱力系統有較高的熱能轉換效率,根據熱力學原理,核反應堆應有高的堆芯出口溫度引數。而要獲得高的溫度引數,就必須增加冷卻劑的系統壓力使其處於液相狀態。高的壓力就需要高的技術來保證安全,中國目前還沒有技術造出可以承受這麼高壓力的壓力容器。壓水堆核電廠冷卻劑的入口溫度一般在290℃左右,出口溫度320℃左右,堆內壓力15.7兆帕。
為什麼我們不繼續提高壓力來提高溫度了?這受到燃料包殼材料和慢化劑水提醒的制約。之前的文章中介紹過水在400攝氏度時會與核燃料包殼鋯發生反應,因為會破壞核燃料包殼的完整性,影響執行安全,因此規定一回路水溫不得超過350攝氏度。由下表可以看出水溫是340-350攝氏度時,壓力為14.6到16.5MPa之間。為了保證一回路中的水不發生沸騰,保留30度的過冷度,一回路中熱段溫度就控制在320左右,這就是壓水堆核電站引數的來源。正是這些引數決定了核電站電功率一般只有核功率的33%左右。將來隨著科技發展,材料效能改變或者選用更好效能的冷卻劑替代水,相信在不就得將來這個效率是可以提高的。更多科學問答,關注五月21號
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4 # Snail08
簡言之:
目前可展望的最高效的技術應該是氦氙冷卻劑的超超高溫氣冷堆加氦氙預電離技術的磁流體發電機。
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5 # 東北大老鄭
熱能與電能轉換公式為: ( ),電流在導體中可以轉換為熱能,這個過程要是可逆的話,那麼將熱能直接轉換為電能,將是核電發展的里程碑。
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6 # 玻璃瓶子_嘴小_
光伏發電的原理是一個方向,光是一種粒子,核能說白了也是一種不斷髮射粒子的能源,只是穿透能力要遠高於光,現階段核能利用就好比太陽能熱水器,更高階的光伏發電階段還沒有進展
現在的核電站都是靠裂變材料衰變產生的熱能來發電,就像用柴火燒水發電一個原理。能不能像蒸汽機跨越到內燃機到燃料電池那樣,更直接的利用能量,提高發電效率?
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科技在發展,未來可能出現更高效的發電方式,也許會出現新能源的使用,中國核電發展迅速,核廢料都實現了二次利用,核原料轉化率也是非常高!