¡Qué es una central nuclear! ¿De qué sirve?
1. ¿Qué es una central nuclear?
Una central nuclear es una instalación energética que utiliza la energía térmica generada por uno o varios reactores de potencia para generar electricidad o ambos generan electricidad. y calor. El reactor es una pieza clave del equipo de una central nuclear, donde tiene lugar la reacción en cadena de fisión. Actualmente, los reactores comúnmente utilizados en las centrales nucleares del mundo incluyen reactores de agua a presión, reactores de agua en ebullición, reactores de agua pesada, reactores mejorados refrigerados por gas y reactores rápidos. Pero el más utilizado es el reactor de agua a presión. El reactor de agua a presión utiliza agua corriente como refrigerante y moderador. Es el tipo de reactor de potencia más maduro y exitoso desarrollado a partir de reactores militares.
2. Principio de funcionamiento de las centrales nucleares
El combustible utilizado en las centrales nucleares es el uranio. El combustible nuclear hecho de uranio se fisión en el equipo del "reactor" para generar una gran cantidad de energía térmica. Luego se utiliza agua a alta presión para extraer la energía térmica y generar vapor en el generador de vapor. Gira con el generador, la electricidad se genera continuamente y se envía a todas las direcciones a través de la red eléctrica.
3. Central nuclear con reactor de agua a presión
Central nuclear que utiliza un reactor de agua a presión como fuente de calor. Se compone principalmente de islas nucleares e islas convencionales. Los cuatro componentes principales de la isla nuclear de una central nuclear con reactor de agua a presión son el generador de vapor, el regulador de presión, la bomba principal y el núcleo del reactor. El equipo del sistema en la isla nuclear incluye principalmente el cuerpo del reactor de agua a presión, el sistema de circuito primario y los sistemas auxiliares configurados para apoyar el funcionamiento normal del sistema de circuito primario y garantizar la seguridad del reactor. Las islas convencionales incluyen principalmente unidades de turbinas de vapor y sistemas de circuitos secundarios, y su forma es similar a la de las centrales térmicas convencionales.
4. Central nuclear con reactor de agua en ebullición
Central nuclear que utiliza un reactor de agua en ebullición como fuente de calor. Un reactor de agua en ebullición es un reactor de potencia que utiliza agua ligera en ebullición como moderador y refrigerante y genera directamente vapor saturado en la vasija de presión del reactor. Tanto los reactores de agua en ebullición como los reactores de agua a presión son reactores de agua ligera y ambos tienen las ventajas de una estructura compacta, seguridad y confiabilidad, un bajo costo de construcción y una gran capacidad de seguimiento de carga. Todos ellos necesitan utilizar uranio poco enriquecido como combustible.
Los sistemas de centrales nucleares con reactores de agua en ebullición incluyen: sistema principal (incluido el reactor); sistema auxiliar del reactor, etc.
5. Central nuclear con reactor de agua pesada
Central nuclear que utiliza un reactor de agua pesada como fuente de calor. Un reactor de agua pesada es un reactor que utiliza agua pesada como moderador y puede utilizar directamente uranio natural como combustible nuclear. Los reactores de agua pesada pueden utilizar agua ligera o agua pesada como refrigerante. Los reactores de agua pesada se dividen en dos tipos: tipo recipiente a presión y tipo tubo a presión.
Las centrales nucleares con reactor de agua pesada son las primeras centrales nucleares desarrolladas y se dividen en varias categorías. Sin embargo, sólo la central nuclear con reactor de agua pesada de tubo a presión tipo Candu desarrollada en Canadá ha sido promovida a escala industrial. .
6. Central nuclear de reactor rápido
Central nuclear que convierte la energía térmica liberada por la reacción de fisión en cadena provocada por neutrones rápidos en energía eléctrica. Los reactores rápidos consumen materiales fisibles y producen nuevos materiales fisibles durante su funcionamiento, y pueden producir más de lo que consumen, lo que permite la proliferación de materiales de fisión nuclear.
Actualmente, los tipos de reactores de las centrales nucleares en operación comercial en el mundo, como los reactores de agua a presión, los reactores de agua en ebullición, los reactores de agua pesada, los reactores enfriados por gas de grafito, etc., son todos no- Tipos de reactores reproductores, que utilizan principalmente combustible de fisión nuclear Incluso si se reutilizan. La conversión de materiales fisibles como el plutonio-239 solo tiene una tasa de utilización del 1% al 2% de los recursos de uranio. Sin embargo, en los reactores rápidos, el uranio-238. En principio, se puede convertir en plutonio-239 y utilizarlo. Sin embargo, considerando Para reducir diversas pérdidas, los reactores rápidos pueden aumentar la tasa de utilización de los recursos de uranio al 60% -70%.
7. La situación actual de la construcción de centrales nucleares en el mundo
La energía nuclear ha experimentado grandes avances desde su aparición a mediados de los años cincuenta. A mediados de 1999, había 436 reactores de generación de energía nuclear en funcionamiento en el mundo, con una capacidad instalada total de 350.676 megavatios. Hay 30 reactores de generación de energía en construcción, con una capacidad instalada total de 21.642 megavatios.
Actualmente, 33 países y regiones del mundo tienen plantas de energía nuclear que generan electricidad. La generación de energía nuclear representa el 17% de la generación total de energía mundial. Entre ellos, más de una docena de países y regiones tienen energía nuclear. La generación eléctrica supera la generación total de energía de todo tipo en una cuarta parte, y en algunos países supera el 70%. Según las estimaciones, la capacidad instalada de las centrales nucleares alcanzará los 388.567 megavatios en 2005.
8. La energía nuclear es una energía limpia
La mayoría de los problemas actuales de contaminación ambiental son causados por el uso de combustibles fósiles. La quema de combustibles fósiles liberará grandes cantidades de humo. dióxido de carbono, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno El "efecto invernadero" causado por gases nocivos como el dióxido de carbono aumentará la temperatura de la tierra, provocará anomalías climáticas, acelerará el proceso de desertificación de la tierra y tendrá un impacto catastrófico en el desarrollo social sostenible. Economía Las centrales nucleares no emiten Estas sustancias nocivas no causarán el "efecto invernadero". En comparación con las centrales térmicas, pueden mejorar en gran medida la calidad ambiental y proteger el entorno ecológico del que dependen los seres humanos para sobrevivir.
Hay personas que viven, nadan, pastan ganado vacuno y ovino y pescan alrededor de plantas de energía nuclear extranjeras. Algunas plantas de energía nuclear están ubicadas cerca de las grandes ciudades y otras en zonas turísticas. Las centrales nucleares son fuentes de energía seguras, económicas y limpias que favorecen más la protección del medio ambiente que las centrales térmicas.
Comparación del impacto ambiental de las centrales nucleares y las centrales térmicas (potencia eléctrica 100 megavatios) - Las centrales nucleares no contaminan el medio ambiente circundante
Dosis de radiación a los residentes Óxido de azufre Emisiones (toneladas/Año) Hollín y sustancias especiales (toneladas/año) Emisiones de óxidos de nitrógeno (toneladas/año) Área minera (mu/año) Peligrosos para la salud
Índice relativo
Carbón Centrales eléctricas de combustión 0,048 46000-127500350026250-300001210SO: 32000 NOx: 4530 Hollín: 1100
Central nuclear con reactor de agua a presión: 0,018 0 00 30-42 Criptón xenón 1 fósforo 20
9. Los residuos de las centrales nucleares cumplen estrictamente con las normas nacionales y no tendrán efectos nocivos en la vida de las personas.
Las tres instalaciones de tratamiento de residuos de la central nuclear están diseñadas, construidas y puestas en funcionamiento al mismo tiempo que la principal. El principio del proyecto es reciclar tanto como sea posible y reducir las emisiones al mínimo, los residuos sólidos de las centrales nucleares no se descargarán en absoluto al medio ambiente y los residuos líquidos radiactivos no se descargarán cuando se conviertan en sólidos. las aguas residuales radiactivas de bajo nivel, como el agua de las duchas del personal y el agua de lavado, se descargarán después del tratamiento y las pruebas. Los desechos gaseosos se descompondrán y se adsorberán, se filtrarán y se emitirán a gran altura.
Las emisiones de residuos de las centrales nucleares cumplen estrictamente con las normas nacionales, pero la cantidad real de materiales radiactivos emitidos está muy por debajo del valor permitido estipulado en las normas. Por tanto, las centrales nucleares no tendrán ningún impacto perjudicial en la vida de las personas ni en la producción industrial y agrícola.
10． Las centrales nucleares son energía económica
Muchos años de estadísticas de países con energía nuclear en el mundo muestran que, aunque la inversión específica en centrales nucleares es mayor que la de las centrales de carbón, el coste de la energía nuclear Factores que desempeñan un papel a largo plazo, lo que hace que el costo total de generación de energía de las centrales nucleares sea actualmente menor que el de las centrales eléctricas de carbón.
11． La energía nuclear es una fuente de energía para el desarrollo sostenible
Las reservas probadas de uranio en el mundo son de aproximadamente 4,9 millones de toneladas y las reservas de torio son de aproximadamente 2,75 millones de toneladas. Estos combustibles de fisión son suficientes para durar hasta la era de la energía de fusión. Los combustibles de fusión son principalmente deuterio y litio. El contenido de deuterio en el agua de mar es de 0,034 g/l. Se estima que la cantidad total de agua en la Tierra es de unos 13,8 mil millones de metros cúbicos, de los cuales las reservas de deuterio son aproximadamente 40 billones de toneladas. Las reservas de litio en la Tierra son más de 200 mil millones de toneladas de litio que se pueden utilizar para producir tritio, suficiente para uso humano en la era de la energía de fusión. Según el nivel actual de consumo energético mundial, el deuterio y el tritio disponibles en la Tierra para la fusión nuclear pueden ser utilizados por los seres humanos durante cientos de miles de millones de años. Por lo tanto, algunos expertos en energía creen que mientras se resuelva la tecnología de fusión nuclear, la humanidad resolverá fundamentalmente el problema energético.