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日本福岛核电站和切尔诺贝利哪个先进(福岛核电站切尔诺贝利)

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-21   来源:风力发电机   作者:风力发电机   浏览次数:473
核心提示:最近,日本的福岛核电站刷了一波存在,那咱们就就着这个话题,咱们聊聊核电站,聊聊核电站的类型,还有福岛核电站为什么成为了即切尔诺贝利核电站之后,第二个达到了第七级,也就是最高级别安全事故的事件。以及咱们国家核电站的发展战略和成就。还是老规矩,要说啊 ,咱们还是从根儿上说。我呢,就从核电站的原理和类型讲起。 可能对核电站有点了解的人都知道,核电站是靠着核裂变原理,产生热量,然后再将这个热量用来烧水,通过蒸汽驱动汽轮机。说的再通俗点说,核电站的功能就是烧开水的炉子。 世界上首先验证可控核聚变的链式反应,提供热量

   

最近,日本的福岛核电站刷了一波存在,那咱们就就着这个话题,咱们聊聊核电站,聊聊核电站的类型,还有福岛核电站为什么成为了即切尔诺贝利核电站之后,第二个达到了第七级,也就是最高级别安全事故的事件。
以及咱们国家核电站的发展战略和成就。
还是老规矩,要说啊 ,咱们还是从根儿上说。
我呢,就从核电站的原理和类型讲起。
可能对核电站有点了解的人都知道,核电站是靠着核裂变原理,产生热量,然后再将这个热量用来烧水,通过蒸汽驱动汽轮机。
说的再通俗点说,核电站的功能就是烧开水的炉子。
世界上首先验证可控核聚变的链式反应,提供热量的反应堆是在1942年的美国建成的。
很多人认为世界上首个核电站是在美国,其实不对,因为这只是个实验用的“人工反应堆”,世界上首个真正用于商用的核电站其实是在苏联。
他的名字叫做奥布宁斯克核电站,是在1954年建成的,当时建造这座核电站还是个机密,从设计方案到实际竣工采用了3年时间。
直到建成之后,苏联才在广播里说“在科学家和工程师的共同努力下,苏联建成了世界上第一座5000千瓦发电量的核电站”,这座核电站可以称为“英雄”核电站,因为一般的核电站的使用寿命为30-40年左右,而这座“第一核电站”的奥布宁斯克核电站,足足安全运行了50年的时间,最终由于经济效益不佳。
和设备实在是太过于老化,才在2002年被迫停止工作。
现在的奥布宁斯克已经彻底的将核装料清理干净了,变成了一个具有科教意义的“奥布宁斯克科学城”。
非常的毛熊风格,弄不弄就搞个城,反正他们什么都不富裕,就是土地富裕。
那核电站的原理咱们刚才说了,就是烧水的炉子,但是炉子也有很多种。
比较原始和简单的,同时风险也比较高的就数石墨堆了,之所以叫做石墨堆,是因为在这种堆型中,石墨是用来做慢化计的,并且用轻水作为冷却剂,这个轻可不是清楚的清啊,这个轻水的轻是重量的意思。
说到了轻水,那肯定还有重水啊,那我就先为大家普及普及一下什么叫轻水和重水。
咱们常规的轻水其实指的就是咱们生活中的用水,什么饮用水啊,淡水啊都可以称作轻水,但是重水则不一样,因为重水需要经过一系列的生产加工,他是由氘和氧组成的化合物,也叫做氧化氘,这种水的分子量比普通的水-也就是轻水的分子量高了一成,他的密度大,沸点还有冰点都比轻水高一点,所以叫做重水。
好,那咱们回到刚才说的石墨堆,这个石墨堆现在在使用的越来越少了,这是因为一次非常大的事故,这个事故就是鼎鼎大名的切尔诺贝利事故,当时堆心爆炸时,由于威力巨大,已经将核电站核心中的核心,也就是作为慢化剂插在核燃料棒中的石墨都直接炸了出来。
如果打个比方,比如核电站是个煤炉子,炉子中间的煤块烧的通红,这个石墨棒就好比一个插在燃烧的通红的煤块中间的铁钎子,您想象一下这种温度的感觉。
但是切尔诺贝利被炸出来的这个石墨除了高温之外,还携带了极其巨量的核辐射。
在核电站爆炸的爆芯,当时到达现场的很多苏联消防员不了解情况,有的人甚至直接用手去搬开这种巨量辐射的石墨棒碎块,由于辐射量实在太大,有的人当时就有了强烈的灼烧感觉。
这是因为辐射量实在太大太大,几乎是瞬间就杀死了那位消防员整个手的组织细胞,让他们失去了再生的能力,当时这些英勇无畏的消防员所承受的辐射量就好比站在核反应堆里面一样,甚至为他们治疗的护士都要身穿重重的防护服来为他们进行所谓的治疗。
其实就是一种安慰,或者说叫临终关怀。
最终,他们仅过了几天就因为全身组织器官的衰竭、溃烂去世了。
虽然切尔诺贝里事故是由于人祸引发的。
但是不可否认,石墨堆的核电站本身就有这先天的安全缺陷。
在70年代,世界上掀起了一波核电站兴建浪潮。
而出事最多的核电站都是在这个时间段建起来的,还记得上我次讲的苏伊士运河战争么,咱们再杂说一下。
那次苏伊士运河战争也叫做第二次中东战争,在这次战争中,中东国家为了对抗他们共同的敌人以色列,直接切断了向他们输送石油的管道,这也是首次中东国家利用石油作为武器与西方国家对抗。
第二次中东战争以埃及获胜结束,但是随后的第三次,第四次,以及到了80年代的第五次中东战争中,石油禁运都成为了中东扼制西方的一种武器,而以美国为首的西方国家也看到了自己的能源软肋,大喊能源危机,纷纷兴建核电站。
在这个年代建的比较多的核电站堆型叫做压水堆,这是一种靠着轻水作为慢化剂和冷却剂的堆型,你看,除了核燃料棒外,最关键的两项物质都是轻水,听着就便宜,是吧,确实,压水堆的核电站无论是基建费用,还是建设周期都是又便宜又短,而且他的构型可以做的很紧凑,不像当初的石墨堆,你需要控制石墨棒的运动,而增加了很多传动机构,而且这些机构都是暴露在辐射环境中的,无论是加工难度还是使用寿命都有很大限制,压水堆就省了很多这类机构,所以这种堆型可以做的很小,小到可以放到舰艇上,说白了这个堆型其实就是美国最早研制出来放到潜艇上用的。
那核反应堆在舰艇上是怎么用的呢,很多人开始都以为,也是发电呗,然后用电力驱动潜艇或者舰艇行驶,这种构想现在是已经实现了,但是在当初,也就是70年代的时候,这种全电推进的方式还达不到,因为这涉及到很多方面的技术壁垒。
您可能比较纳闷,都是用电,能有什么壁垒呢。
那我就再给您咋说一下,其实最大建造难度的莫过于众多的电子设备在同时工作时产生的电子干扰了。
好比你一开那雷达,无线电里面就刺刺拉拉的什么都听不到了,那好我关了雷达,用无线电,结果那边电驱马达一开,无线电里又什么都听不清了,这些在战时是非常危险的,就有过因为电磁干扰强,为了和总部通信而关闭了雷达,结果就被导弹击中了的事。
马岛战争中被飞鱼导弹干沉的那艘英国谢菲尔德号就是这么挂的啊,咱们之前也就是第35期说过这个事。
那这个话题咱们不深入讲了。
在70年代为了避免这种干扰,一个反应堆需要承担两种工作,一种就是咱们常见的发电,为整个舰艇提供电力支持,另一个就是用来驱动汽轮机,来为舰艇提供动力。
听起来这种堆型的做功损失就不小,技术不行功率不过关的还真带不动,我再举个这样的例子。
法国的戴高乐号航母,虽然是小型的航母,但是他的排水量也有4万顿呢,因为法国没那么多钱,还非得玩高大上,就把核潜艇的反应堆装在了航母上,还是两台核反应堆,结果法国成为了世界上除美国外唯一一个拥有核动力航母的国家,不过也成功的刷新了世界慢航母记录。
仅有27节的航速,一般的常规动力舰艇航速都得在30节左右,您别看这简单的只有3节的速度差,这个速度会直接影响航母的远海机动和舰载机起飞。
因为他速度慢,其他的舰艇只能跟着它的节奏走,没有说让航母落单,自己玩命在前面跑的,把航母甩在队尾,那航母就跟活靶子一样了,还有就是舰载机起飞,无论是滑跃式的还是弹射的,挂弹后重量加大,必须需要迎风起飞,这样对于飞行更安全。
这就需要航母有足够的动力-迎风行驶,你动力小了,就会影响飞机的起降效率。
还有蒸汽弹射也特别消耗反应堆的动力。
所以您看,看似简单的一个动力单元,却对整个航母起着决定性作用。
说了这么多关于压水堆在军事上的应用,当然了,在晃晃悠悠的舰艇上都可以安全使用,那他同样可以适合常规的发电。
美国在上世纪70年代就在三里岛建造了一座压水堆核电站,但是这座核全新的核电站没运行几天,就因为人为的操作失误出现了严重的堆心融毁事故,还将很多放射性物质释放到了大气层中。
这也是在切尔诺贝利之后发生的最大的一次核事故,但是好在三里岛核电站有双回路保护,虽然这个核电站一度达到了爆炸的临界点,但是好在堆芯底部的废水池挽救了三里岛周边的几十万居民。
不过总得来说,压水堆任然是一种结构紧凑,功率密度大的堆型,而且经过了一系列的重大改进,现在的压水堆技术已经变的非常的成熟了。
而且咱们国家大部分在运行和在建的都是压水堆核电站。
除了压水堆使用轻水作为慢化剂和冷却剂外,还有一种叫做沸水堆的堆型,沸就是沸腾的沸,沸水堆,也是用轻水来运作的。
这种堆型和压水堆最大的区别是,更便宜,更简单,因为它比压水堆少了一个回路,压水堆一般是由核燃料加热水,然后这个和堆心直接连通的水循环,通过热交换,再去加热另外一个和汽轮机直接连通的循环水。
说白了就是用核燃料烧开的水的热量,去加热另外的一壶用于驱动发电机的水。
这样,就形成了两个回路,用水加热水,这两个回路互相的干涉小,也隔离了核电站危险的堆心。
但是这个沸水堆则不然,它前前后后只有一个回路,就是水通过堆心的加热,直接变成了蒸汽被送到汽轮机房来做功,虽然做功的功率可以更大,但是这样也变得更加危险,带着巨量核辐射的辐射蒸汽直接驱动汽轮机,就让整个汽轮发电机都带着放射性,整个核电站就变成了一个满是辐射的整体,对辐射的防护和核废料的处理更困难。
日本311大地震引发的福岛核电站事故,就是一个沸水堆核电站。
这个害人的福岛沸水堆核电站就是建立在上世纪的70年代,他也是世界上最大的核电机组,本来福岛核电站按照设计寿命。
40年的标准就应该关闭了,但是这个东京电力公司,为了节约成本,给这个老核电站延寿,从40年延长到了60年,这种延寿不是说我修理汽车,哪里坏了我换哪里那么简单,你这个电站的各种容器是没法换掉的,就好比汽车的车身,都已经块锈穿了,那就不是简单的秀秀补补就可以用的,因为当遇到危险的时候就失去了整体性,各种问题会集中暴露。
你日本人爱干净,整个电站打理的再干净也没法掩盖多年辐射下来的内部暗伤啊。
而且好巧不巧的日本在2011年的3月3号 又遇到了罕见的9.0几大地震和海啸。
整个电站总共6个机组,1-3好正在运行,4号机组正在换料大修,5号6号正在停堆维修,其中的1,2,3号机组在感受到地震后立刻自动启动了保护。
紧急停堆的控制帮直接就插入燃料棒里了,这时候,整个电厂的外部电和厂电全停了,备用的柴油发电机立刻就启动了,但是柴油发电机毕竟功率有限,他的作用就是应急的为堆心降温,因为堆心不是说停就停了,就没有热量了,你要不循环的话他依然会融毁。
但是实在是命中注定。
福岛的这个发电机在设计之初是考虑到了海啸危险的,因为它为了取水方便就建造在海边嘛,它将柴油发电机安置在了高13米的位置,想着,好家伙都这么老高了,肯定是没问题了吧。
但是好巧不巧,地震之后的海啸,却高达14米多,这一下就把这些救命的发电机全都拍灭了。
东京电力的人全傻了,赶紧调移动发电机,但是调来后发现借口又不匹配。
就这样,眼看着整个堆心开始高温,蒸发,并生成了易爆的氢气,然后紧着着就是爆炸。
大量的放射性物质泄露。
为什么福岛有这么多放射性的沸水呢,就是因为,爆炸后,人为的将水从爆炸口直接泵到堆心来降温。
您还记得当年中国给他支援的那个世界上最高的泵车么。
就是干这个用的。
往里注水。
我给您读一读当年日本东京电力公司跟咱们中国外交部的求助的新闻,3月19号上午,日本东京电力公司通过中国外交部向三一重工发来求助函,请求三一重工紧急驰援一台62米臂架混凝土泵车,用于高空送水,给福岛第一核电站降温。
这台驰援日本的62米长臂泵车注水准确度大,可无线遥控,安全性高,总价 110万美金。
它的主要任务是为福岛核电站4号机组注水。
由于4号机组建筑高达46米,泵车只能在14米开外的区域作业,而62米泵车的长臂完全可以满足救援要求。
如果福岛核电站要进行封堆,这台泵车也将成为主力军。
日本福岛发生核事故后,为冷却温度疾升的核电站四号机组,采用了直升机喷水等多种方式降温,但效果不太理想,需长臂架混凝土泵车空中浇注。
而日本生产的泵车臂长多为50米以下,无法在46米的核电站机组高塔上作业。
当年能够生产56米以上臂架泵车的公司,全世界只有三家,其中三一重工拥有全世界最长的72米臂架泵车。
接到东京电力的求助后,三一重工决定派一台62米泵车支援日本。
现在日本政府准备往大海中倾倒的就是当时给这个4号机组降温的核废水。
除了压水堆和沸水堆这两种以轻水为慢化剂和冷却剂的堆型外,还有一种叫做重水堆。
咱们开始就讲了重水是什么。
重水堆除了使用重水这个最大的特点外,还可以实现不停堆换料,再有就是他可以直接使用天然铀做燃料,也就咱们俗称的黄饼。
这个黄饼经常出现在一些动作电影中,被用作反派来威胁正义的手段,至于这个黄饼到底是什么东西呢。
我留到下期为您解答。

 
 
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