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  • 1 # 核先生科普

    題主對於核電站效率理解的不正確,核電站的效率並不高。比如中國大亞灣核電站反應堆熱功率是3000兆瓦,電功率是986兆瓦,效率不到33%,田灣核電站一期工程反應堆熱功率是3000兆瓦,電功率是1060兆瓦,效率為33%左右,剩下的超過66%的熱量就只能被海水帶走,排入環境中。

    火電站相比效率較高,百萬千瓦機組效率一般可以達到45%左右,如果冷源溫度繼續降低,根據朗肯迴圈原理,效率可以進一步升高,比如,處在高緯度地區的丹麥,有的火電廠也不用冷卻塔冷卻,而是採用同中國核電站一樣的冷卻方法——透過海水冷卻,效率達到了48%。如果熱電聯產,即採用抽氣或者汽輪機排氣來給工業供汽或者居民供暖,綜合效率計算下來可以達到70%以上,這個是核電站怎麼都做不到的。

    所以正確的問法應該是為什麼核電站的效率這麼低?

    現在的火電站動不動就是超臨界、超超臨界,蒸氣壓力可以到27兆帕,過熱蒸氣溫度可以達到600攝氏度,而核電站二回路蒸氣是飽和蒸氣,壓力6兆帕左右,溫度280攝氏度,冷源的溫度基本相同,那麼可以看到火電站中熱源與冷源的溫差要遠遠大於核電站中熱源與冷源的溫差,蒸氣可以充分放熱做功,效率自然高。

    核電站為啥不採用更高溫度的蒸氣?

    這個是問題最關鍵的點,核電站收到了燃料包殼材料的限制,為了防止燃料棒鋯金屬包殼與水發生反應,一回路溫度要限制在350攝氏度以下,通常留有30攝氏度閾量,即反應堆熱段溫度為320攝氏度左右,反應堆堆型溫差為30攝氏度左右,冷腿溫度大約就是290攝氏度,考慮蒸氣發生器的傳熱端差,蒸氣壓力大約是278攝氏度,這個溫度對應的飽和壓力即是6兆帕,二回路最高溫度也被限制在280攝氏度左右了,這就是核電站效率不可以進一步提高的根本原因。

    看不懂表傷心,關注後我已更通俗的方式講給你聽!

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