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核电站60%能量都浪费了,为什么不给南方供暖,白白排入大海?

很多朋友都不清楚为什么核电站要建在海边或者河流旁边,这是因为核电在发电时会烧开水形成水蒸气,再推动汽轮机工作后经过冷却成水重新进入水蒸汽循环,因此核电站用来冷却的水也会被大幅度加

很多朋友都不清楚为什么核电站要建在海边或者河流旁边,这是因为核电在发电时会烧开水形成水蒸气,再推动汽轮机工作后经过冷却成水重新进入水蒸汽循环,因此核电站用来冷却的水也会被大幅度加热,需要大量的湖水或者海水来冷却,但这些热量都是白白流向大海或者湖泊了,这有多浪费?为什么不拿来取暖?

核电站60%能量都浪费了,为什么不给南方供暖,白白排入大海?

核电站是怎么发电的?

要看能不能利用废热,首先得来看看核电站的发电过程,核电站其实有两种,一种是聚变,另一种是裂变,当然现代技术下能实现商业发电的只能是裂变!下文的核反应堆指的就是裂变堆!

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核聚变堆

裂变堆是利用重原子核的裂变过程中产生质量亏损转换而来的量,现代比较常见的裂变堆大都以铀-235作为燃料,经由热中子撞击会裂变成钡-141和氪-92,同时会释放出2-3颗热中子并产生一定的质量亏损!

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裂变过程

由于质量亏损产生转换成能量的公式为质能方程E=mc?,所以它的能量是十分惊人的,比如铀裂变的亏损比例为0.0945%,理论上1千克铀即可产生1克质量亏损,它的能量大约是2万吨TNT当量,与广岛原子弹威力相当!

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广岛(左)与长崎(右)原子弹爆炸

核反应堆的发电过程

和裂变堆有有轻水堆和重水堆,轻水堆用的是普通处理过的水,而重水堆用的则是重水,两者的差异是轻水的中子减速效率不太好(裂变需要慢中子,因此需要减速),所以轻水堆燃料浓度很高!而重水堆用重水减速,效率很高,它可以用极低浓度甚至铀矿石直接裂变。

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沸水堆结构

而轻水堆有沸水堆和压水堆的区别,重水堆则只能是压水堆,因为轻水直接沸腾可以带出热量,但重水却不合适,沸水堆直接通过堆芯,会将放射性污染带到汽轮机,因此沸水堆只有一回路,的安全性是比较差的,一旦高压蒸汽泄露,那直接就会造成超级污染!

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压水堆则将重水作为介质,将热量导出反应堆后加热锅炉里的介质水,使其沸腾后产生蒸汽再推动蒸汽轮机,因此从结构上来看,压水堆更安全一些,因为一回路中放射性和二回路中的蒸汽是隔离的!

废热能用来加热水,并用来取暖吗?

蒸汽能利用的整个循环利用率是比较差的,大概只有30%多一点!热电厂的废热用来取暖或者其它工业用途已经非常普遍了,那么核电站的的废热为什么要白白流向大海呢?还加热了海水造成热污染!其实从理论上来说并无不可,但从安全角度来看,却是难以实现!

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暖气片

首先要用来加热的话,就必须要有介质,而整个取暖时用水作为介质的,在沸水堆中,那么需要进入二次回路将水加热,传递到外部,因此从理论上来看,它存在比较大的泄露风险,首先从心理层面上就过不去,从核反应堆里通向外部的取暖用水,实在太吓人了!

核电站60%能量都浪费了,为什么不给南方供暖,白白排入大海?

如果在压水堆中,则需要设置一个三回路来传导热量,这个安全性明显高于二回路,因为隔离了两次,但仍然存在一个问题,给整个城市供暖的热源中有放射性泄露风险的存在,那么一旦泄露这影响会有多大?

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因此从安全角度来考量,整个方案是不可能通过的,除非到了非常时期,比如矿石能源(煤炭、石油、天然气)已经消耗殆尽,又或者地球产生重大变故,进入了冰川期,取暖成为人类头等大事却没有合适能量来源时,用核电站废热取暖才会成为大家的选择!但至少在当前,相信核电站很难成为取暖的热源!

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