堆芯

请问为何核电站经常更换燃料,而航母、核潜艇的核反应堆堆芯的使用寿命可以长达几十年的呢?

核电站因为更注重经济性和安全性,因此使用浓度较低的核燃料(3%左右)。并且核电站的核燃料并非一次性全部更换,而是逐步替换乏燃料来完成燃料循环周期的。因此看起来核电站经常更换核燃料。船用反应堆由于空间所限,体积较小,而船体结构又决定其核燃料更换极不方便,因此多采用较高浓度的核燃料(一般20%以上),同时使用铀-锆合金等形式制作燃料芯材(并非核电站一般使用的氧化铀等氧化物燃料),并采用其他技术延长堆芯寿命,使得在十数年到数十年的时间内不用更换核燃料。现在新一代的艇用反应堆堆芯寿命可以达到30年,使得整个服役期间不用更换燃料。采纳哦

陆地核电站反应堆与大型核动力航空母舰上的核反应堆有哪些不同和区别？

1,舰用核反应堆体积更紧凑，蒸汽压力更高 2，舰用核反应堆需要多少功率由舰艇的吨位及航速要求来决定，10万吨的大型航母目前只需要26~28万马力的输出功率，核潜艇则只需要2~5万马力即可。而对于核电站来说，百万千瓦（140万马力）的装机容量只是入门级别。 3，舰用核反应堆上，二回路蒸汽推动蒸汽涡轮，获得机械能后，一般就直接用来驱动螺旋桨，推动舰艇前进（只有一小部分功率分出来驱动发电机供舰上的机电设备使用），而核电站需要将所有的机械能输入发电机发电。 4，核电站的堆芯1~3年就更换一次燃料，舰用核反应堆至少在10年以上，而现在的时髦指标是“堆艇/舰同寿”，即反应堆堆芯的使用寿命要在25年以上甚至4，50年，与舰艇的寿命相当，这将使核动力舰艇在整个服役期内8需要更换燃料棒（这个更换过程会使舰艇趴窝将近2年）。这意味着舰用核反应堆的堆芯必须采用较高U235浓度的燃料棒。 5，舰用核反应堆需要有快速启动和快速关闭功能。

反应堆堆芯熔化会造成爆炸吗？为什么三里岛堆芯熔化没有爆炸，而切尔诺贝利堆芯熔化就爆炸了呢？

1、会造成爆炸。原理：堆芯熔化过程中，主冷却剂管道发生破口或冷却不足导致安全阀排放,导致堆芯冷却剂流失,如果堆芯得不到充足的冷却剂补充,则堆芯将全部裸露。由于堆芯失去冷却，堆芯余热无法导出，燃料温度不断升高，控制棒、燃料包壳和支撑结构首先出现熔化。随后燃料开始熔化并且向下坍塌，堆熔混合物随着下栅板及下支撑板的失效掉入下腔室，随之压力容器底部裸露烧干，随后将下封头熔穿，堆熔物掉入或喷射到堆坑，与堆坑内的水作用产生的大量水蒸汽、不凝结气体和放射性气溶胶进入安全壳内。随后堆熔物与混凝土底板发生作用，堆坑底板及径向发生熔蚀，并释放出大量不凝结气体。由于不凝结气体中可燃气体的存在，并在安全壳内大空间不断积聚，浓度不断上升，可能发生燃爆威胁安全壳的完整性。同是不凝结气体不断的积聚，最终可使安全壳超压失效。2、三里岛堆芯熔化事故中，主要的工程安全设施都自动投入，同时由于反应堆有几道安全屏障（燃料包壳，一回路压力边界和安全壳等），因而无一伤亡，在事故现场，只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。核电厂附近80千米以内的公众，由于事故，平均每人受到的剂量不到一年内天然本底的百分之一，因此，三里岛事故对环境的影响极小。3、切尔诺贝利堆爆炸是由于压力管式石墨慢化沸水反应堆（RBMK）的设计缺陷导致。扩展资料：反应堆堆芯熔化的后续作用机理：1、堆内构件影响流动和熔化喷射；2、碎片残骸和水在下腔室相互作用,导致碎片分裂成更小的微粒；3、新的碎片对下腔室己经形成的碎片床的直接碰撞；4、碎片床,水和压力容器之间的热量和质量传递；5、熔化的固体碎片继续形成熔融池外壳,阻止熔融池外壳稳定性；6、水在固体微粒碎片中的蒸发以及化学反应；7、下封头可能熔穿或失效。参考资料来源：百度百科-堆芯熔化参考资料来源：百度百科-切尔诺贝利事故

为什么三里岛堆芯熔化没有爆炸，而切尔诺贝利堆芯熔化就爆炸了呢？

切尔诺贝利核电站当时在做实验，所以需要撤销一定的安全装置。

而由于苏联的切尔诺贝利核电站管理人员缺乏核科学知识，核电站管理长官为了加快试验进行，竟然要求把所有安全装置都撤除了（这是试验守则的，试验守则仅要求撤除部分的安全装置），虽然当时这个做法遭到了下属的反对，苏联核电站的管理制度充满官僚气息，完全依赖长官意志，这种处于科学性和严谨性的反对当然是无力的。但是这就为后来实验时出现了“功率过剩”埋下了伏笔。

其后，当试验时反应堆出现了明显的功率过剩反应时，长官却坚持不停止反应堆的运作。其实，停堆是当时唯一有效的挽救措施，也是最后一次可以挽救的机会，但停堆同时也意味着试验失败，而官僚主义严重政治意识形态浓厚的苏联管理体系不允许出现“试验失败”的情况，所以长官为了“不负政治责任”，长官坚持不停堆不停止试验，仅要求插入控制棒，做一些缓和措施。但是，切尔诺贝利核电站的石墨式反应堆有设计缺陷，当刚插入控制棒的瞬间，堆内反应会变得更加剧烈，只有完全插入控制棒后才能缓和反应。所以，当反应堆已经严重过载的时候，任何的反应加剧都会酿成灾难，所以插入控制棒其实是一种错误的做法。而更令人悲哀的时，当时的控制棒竟然又出现了事故未能完全插入反应堆内，反应一直在加剧，最终终于发生了爆炸。本来爆炸也不是灾难性的，如果核电站外层有加建耐压钢罩（几乎世界所有核电站都有加建耐压钢罩的），可以作为最后一层保护装置，限制核辐射外泄。但偏偏苏联的管理层安全意识极度淡薄，竟然为了节省成本而不建造核电站耐压钢罩。当反应堆发生爆炸后，厂房即被炸开，反应堆内所有核辐射便完全泄漏到大自然中了，于是，灾难就开始了......

相反，三里岛的堆芯熔化核事故仅仅是因为操作人员失误忘了开冷却水的阀门，导致堆芯内燃料棒裸露而过热熔化（有点类似于我们平时烧开水时烧干水后令到容器烧裂），同时导致堆内压力徒然增大。而当时三里岛反应堆的其它安全装置还在，管理人员立即采取启用安全挽救措施，例如放出蒸汽泄压，重新开启冷却装置。虽然最后堆芯熔化了，但由于后续安全措施到位，最终幸免于难，没有爆炸。再加上，美国的核电站有耐压钢罩，即使反应堆爆炸，由于有耐压钢罩在，灾难程度也远比苏联的切尔诺贝利事故低。


苏联切尔诺贝利核电站的爆炸事故，本来是几率很少的情况，在很多环节上，任何一个环节只要能够有正确到位的安全措施，即能避免灾难。可惜这些措施都没有出现。
制度缺陷导致的人为失误下的事故，再加上连串的错误措施，在错过所有挽回机会之后，最终导致了浩劫的发生。
苏联的核电站设计本来就有缺陷，但在官僚主义的荼毒下，苏联的核电站设计部门不但没有修复这个缺陷，还为了赶着给国家“献礼”而刻意隐瞒了这些缺陷，好让核电站尽快落成。在“向国家献礼”的政治任务催促下，验收部门的检验监督自然也就沦为形式。很快，这个有问题的核电站落成了，表面上验证了“社会主义工业的高速发展”，但隐患也从此埋下了。


因此，归根到底，苏联的核电站爆炸事故，是在有问题的体制下造成的诸多有缺陷以及粗糙的工业成品、管理人员、管理制度的综合结果。
而美国没有这种制度性的根深蒂固性的科技缺陷，出问题的仅是个人的素质（粗心大意没开阀门），在整套依然健全的安全管理制度下，这种个人错漏及时得到了纠正，自然就没有造成灾难性的爆炸了。

请详细介绍一下核潜艇有哪几种核反应堆，工作原理有什么不同？

目前核潜艇上的反应堆基本上都是压水反应堆.
另有一种高温气冷堆，还在试验中。
核潜艇的反应堆功率偏小，一般不会直接用到航母上。（法国戴高乐航母移植的核潜艇上的反应堆，结果问题多多，航母的最高航速只有27节，是世界上最慢的核动力航母，以至于它下一代航母可能要改用英国的燃气轮机。）


具体介绍：
核燃料组件：他是核燃料进行链式反应的核心部件。一般制作成二氧化铀，其中只有百分之几的铀235，而绝大部分是不直接参与核裂变的铀238.二氧化铀被烧结成圆柱形的小块，装入不锈钢或锆合金做的金属管中，称为燃料棒或燃料原件，然后把若干燃料棒有序的装入金属筒里组成燃料组件，最后把许多燃料组件垂直分布在核反应堆内

压力容器 是核反应堆的外壳，用来盛装核燃料及堆内部件，用高强度的优质合金钢制造而成，可承受几十兆帕的压力。在压力容器上有冷却剂的进出口。

压力容器的顶部封盖，可用来安置和固定控制棒驱动机构，压力容器顶盖有半圆形的，平顶的。

顶盖螺栓：用来连接、锁紧压力容器顶盖，使之与筒体组成一个完全密封的容器。

吊篮：是一个大圆筒，因为它是倒挂在压力容器里的，又像个篮子，因此称为吊篮 。采用吊篮一方面是易于固定反应堆内的部件，另外可以一次整篮子吊装核反应堆内的大部分部件，提高了装卸速度和减少了对人员的辐射时间。

中子源：插在核反应堆里，可提供足够的中子，是核燃料的点火器，达到启动核反应堆和提升核功率的作用。中子源一般由镭，钋，铍，锑等制作。中子源和核反应堆裂变产生的中子都是快中子，不能引起铀235的裂变，为了将其减速，需要在核反应堆中充满减速剂----纯净水。

控制棒：具有很强的吸收中子的能力，由控制棒驱动机构带动，可使控制棒在核反应堆内核燃料中上下移动，用来启动、关闭核反应堆，并可维持、调节核反应堆功率。控制棒一般用铪、银、铟、镉等金属制作。它们能够吸收中子，失去了中子核反应堆就无法燃烧，因此它能够控制反应。开始时控制棒插在核反应堆中，将中子源的中子吸收，反应堆处于关闭状态。如果要点燃核反应堆，开启核反应堆或让其火势加强，只需将一部分控制棒从核反应堆中拔出来即可，反之。如果要降低功率（核反应堆极少关闭，很麻烦），则将其插得更深。插得越深，吸收中子越多，反应速率越慢。

控制棒驱动机构：他是核反应堆的操作系统和安全保护系统 的执行机构，它严格按照系统或操作员的要求驱动控制棒在核反应堆内做上下移动，对核反应堆的功率进行有效控制。在危机情况下，还可以快速吧控制棒完全插入核反应堆以达到紧急停堆的目的

上下支撑板：用来固定燃料组件。核反应堆内充满了高温高压的纯净水(所以称为压水型核反应堆)，他一方面流经核反应堆的堆芯，冷却核燃料，充当冷却剂，另一方面积存在压力容器里起到慢化中子的作用，充当慢化剂。冷却剂由核反应堆入口进入顺着压力容器四周的内壁下行，然后从吊篮下端上行经过核燃料对其进行冷却，最后从核反应堆出口流出

核反应堆一般都配置十几个辅助系统，共同组成一回路系统。

主冷却剂系统：核反应堆最主要的辅助系统是主冷却剂系统，它直接与核反应堆连接，在冷却核反应堆的同时也 带出热量，并通过蒸汽发生器传给二回路制造蒸汽，该系统是一条完全封闭的循环回路，主要设备除了核反应堆以外，还有冷却剂泵和一些大阀门，由于这个系统是一回路的大动脉，十分重要。

其他辅助系统基本都是从主冷却剂系统引出的分支，不直接与核反应堆连接。

净化系统：该系统可以连续取出一部分主冷却剂中的冷却水，通过离子交换等过滤手段，出去其中的杂质（包括可溶性和不可溶性的杂质），然后在输送回冷却剂系统，使核反应堆里的运行水质不断得到净化，始终保持纯净。净化的目的有两个，一是避免被污染的水对设备、管壁的腐蚀，减少设备故障，二是降低水中的放射性水平（因为水中有的金属杂质流经核反应堆时会被活化，使金属杂质本身也具有了放射性，致使核反应堆舱的放射性水平增高）。

水质监测取样系统：该辅助系统用于在核反应堆整个运行期间及时的取出主冷却剂系统的液体或气体样品进行水质分析、以便通过分析结果，监测装置运行情况，指导运行操作，主要分析项目是固体不溶杂质、氯离子、酸度值、氧离子、裂变产物在水中的含量。

化学物添加系统：在正常情况下，用于向主冷却剂系统添加联氨 、氢气、酸碱控制剂 等，主要目的是除去和减少冷却剂中的氧，抑制含氧过高的水对设备管壁的腐蚀（通常在高温状态下用氢气除氧，低温状态下特别是在启动核反应堆的过程中用添加联氨除氧）；当核反应堆的控制棒因故卡死不能停堆时，通过该系统可以向核反应堆中注入中子吸收剂（如硼酸溶液），实施紧急停堆，以确保核潜艇的安全。

补水系统：一回路在工作时里面的水会减少，比如取样分析用水、设备泄露、停堆过程因为热胀冷缩冷却水减少等。该系统的作用便是制造、贮存和及时补充符合一回路用的高纯水。主要工作流程是：从船上的水箱取水 经过冷却器冷却 在专门的过滤器里进行过滤净化 由高压泵注入回路系统。

设备冷却水系统：在一回路中有一些设备在工作时会发热，如电机绕组、机械轴承、传动机构、压缩机汽缸等，为防止其过热烧坏，由该系统专门提供冷却后的淡水对发热部件进行不间断的冷却循环。该系统主要由设备冷却水泵、热交换器和辅助海水泵等组成

压力安全系统:核反应堆主冷却剂系统的压力可能由于某种原因迅速变化，必须进行有效的控制。如果压力过大，可能使一回路的设备遭到破坏，所以当压力值超过某个安全限值时，该系统的稳压器会自动喷放低温水进行降压，如果降不下来就会自动打开泄压阀进一步降压。当压力过低时，可能会使核反应堆内的水出现沸腾（气压越低，水的沸点越低），由于沸腾的水含有大量的不导热的气泡敷在核燃料棒的表面，影响核燃料的热量导出。严重时会烧毁核燃料棒，造成堆芯融化事故，因此必须及时提高压力。措施是开启稳压器中的电炉，加热冷却水。必要时也可以临时启动增压泵。


余热排出系统：核反应堆可能因事故紧急停堆，比如当主冷却剂系统的蒸汽发生器中的热交换管破损，就必须紧急关闭核反应堆，但是此时核反应堆内的裂变碎片还在继续衰变，并会维持很长时间，同时可以产生相当多的衰变热，这就需要通过余热排出系统及时带出这些热量，以保证核反应堆和整个装置的安全，即使在正常关闭核反应堆时也要启动该系统，以加快核反应堆的冷却速度。余热排出系统是一个单独的冷却水回路，该系统从主冷却剂系统引出一部分海水冷却器里冷却后，再送回主冷却剂系统。

安全注射系统：当一回路的设备或管路发生较大的破损，冷却水大量向系统外泄露（即失水事故）时，为了保证核反应堆不被烧坏，该系统强迫向核反应堆中注入大量低温水以除去衰变热。该系统的主要设备是高压注射泵。

放射性废物处理系统：主要用途是收集、贮存、排放来自一回路的放射性废水、废气、固体废物。废物的主要来源是一回路中多余的冷却水或设备泄露水。设备去污冲洗及人员洗涤用水、过滤后的废树脂、被污染的工具和擦拭物等。该系统主要设备是废水贮存箱，一般放在核反应堆舱的底部

去污系统：用于除去设备、阀门、管道和附件等表面的放射性沉积物

什么叫核电站？它是干什么用的呢？

核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。利用核能进行发电的电站称为核电站，当今世界上只能利用裂变的链式反应产生的能量来发电。核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电，或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。将原子核裂变释放的核能转换成热能，再转变为电能的系统和设施，通常称为核电站。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。核电站的系统和设备通常由两大部分组成：核的系统和设备，又称为核岛；常规的系统和设备，又称为常规岛。扩展资料： 核电站的缺点核电站也存在一些明显的缺点：(1)核电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因其具有放射性，必须慎重处理；(2)核电厂热效率较低，因而比一般的化石燃料电厂排放出更多的废热，故核电站对环境的热污染较严重；(3)核电站的投资成本太大，电力公司的财务风险较高；(4)核电较不适宜满负荷运转，也不适宜低于标准负荷运转；(5)兴建核电站常易引发政治歧见的纷争；(6)核电站的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。参考资料：百度百科-核电站