核能發(fā)電：核鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)

核能發(fā)電與火力發(fā)電極其相似，只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產(chǎn)蒸汽的核島（包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）和利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島（包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)）。

核電站使用的燃料稱為“核燃料”，一般是放射性重金屬：鈾、钚。一座100萬千瓦的核電站每年只需要補充30噸左右的核燃料，而同樣規(guī)模的燒煤電廠每年要燒煤300萬噸。目前大亞灣核電站是18個月為周期換一次料，一個機(jī)組一次更換三分之一，約57個組件，重25噸。

核電站裝入核燃料

現(xiàn)在使用最普遍的民用核電站大都是壓水反應(yīng)堆核電站，它的工作原理是：用鈾制成的核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)進(jìn)行裂變并釋放出大量熱能；高壓下的循環(huán)冷卻水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)生成蒸汽，推動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。

當(dāng)反應(yīng)堆堆芯由核電裂變產(chǎn)生巨大的熱能，水泵把水泵入堆芯，被核燃料組件加熱成327攝氏度、155個大氣壓的高溫高壓水，高溫高壓水進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的U型管內(nèi)，并在U型管內(nèi)與二回路水進(jìn)行熱交換，釋放熱量后又被主泵送回堆芯重新加熱再進(jìn)入蒸發(fā)器，這樣不斷的在密閉的回路內(nèi)循環(huán)，我們稱這為一回路。

壓水堆核電站發(fā)電原理圖

蒸汽發(fā)生器管壁外的水被一回路的熱水加熱成蒸汽后進(jìn)入汽輪機(jī)，通過汽輪機(jī)膨脹做功，同軸帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。做完功的乏蒸汽進(jìn)入冷凝器被海水冷卻，凝潔成水返回蒸汽發(fā)生器，重新加熱成蒸汽，這樣水變蒸汽，蒸汽又凝潔成水的汽水循環(huán)系統(tǒng)，這汽水循環(huán)過程我們稱為二回路。

三回路就是海水，它的作用是冷卻乏蒸汽使之變回液態(tài)的水。