簡單來說，「燒水」是其中的一步

王一白

作為一名核電站運(yùn)行，先說簡單答案，核電站原理其中的一步是「燒水」。下面詳細(xì)回答，普及一下核電站的原理。

燒水本質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化，其他能量轉(zhuǎn)化成了水的熱能。而核電站「燒水」用的是核能，在反應(yīng)堆里進(jìn)行，這一步比火電站用鍋爐「燒水」復(fù)雜很多，因?yàn)樯婕昂肆炎兎磻?yīng)。

眾所周知，火力發(fā)電廠利用煤、石油或天然氣發(fā)電，水力發(fā)電站利用水力發(fā)電，而核電站則是利用原子核的裂變能發(fā)電。目前世界上的核電站 60%以上都是壓水堆核電站，其主要由反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及有關(guān)系統(tǒng)設(shè)備組成。其工作原理流程如圖 1.1 所示。

在核電站中，反應(yīng)堆的作用是進(jìn)行核裂變，將核能轉(zhuǎn)化為水的熱能。水作為冷卻劑在反應(yīng)堆中吸收核裂變產(chǎn)生的熱能，成為高溫高壓的水（注：這就是「燒水」，只是用核反應(yīng)的能量在反應(yīng)堆里燒水，這一步比火電站用鍋爐「燒水」復(fù)雜很多）。然后沿管道進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的 U 形管內(nèi)，將熱量傳給 U 形管外側(cè)的汽輪機(jī)工質(zhì)（水），使其變?yōu)轱柡驼羝?/p>

被冷卻后的冷卻劑再由主泵打回到反應(yīng)堆內(nèi)重新加熱，如此循環(huán)往復(fù)，形成一個(gè)封閉的吸熱和放熱的循環(huán)過程，這個(gè)循環(huán)回路稱為一回路，也稱核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。一回路的壓力由穩(wěn)壓器控制。由于一回路的主要設(shè)備是核反應(yīng)堆，通常把一回路及其輔助系統(tǒng)和廠房統(tǒng)稱為核島（NI）。

汽輪機(jī)工質(zhì)（水）在蒸汽發(fā)生器中被加熱成蒸汽后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，將蒸汽焓降放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩軸剛性相連，因此，汽輪機(jī)直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

作完功后的蒸汽（乏汽）被排入冷凝器，由循環(huán)冷卻水（如海水）進(jìn)行冷卻，凝結(jié)成水，然后由凝結(jié)水泵送入加熱器預(yù)加熱，再由給水泵將其輸入蒸汽發(fā)生器，從而完成了汽輪機(jī)工質(zhì)的封閉循環(huán)，我們稱此回路為二回路。二回路系統(tǒng)與常規(guī)火電廠蒸汽動力回路大致相同，故把它及其輔助系統(tǒng)和廠房統(tǒng)稱為常規(guī)島（CI）。

綜上所述，壓水堆核電站將核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁欠炙牟?，如圖 1.2 所示，在四個(gè)主要設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的：

（1）反應(yīng)堆——將核能轉(zhuǎn)變?yōu)樗臒崮埽唬ㄗⅲ骸笩梗?/b>