可控核聚变还是烧开水来发电吗,什么原理?

郭晖


就目前广泛使用的发电方式而言,“烧热水”是最为成熟,也最有效率的一种方式,就火电厂而言“烧热水”的

热能转化率甚至可以达到70%,当然这里的热能并不是全部用于发电,推动蒸汽轮机后的废热气可以用于供暖的其他方式再利用,实际用于发电的效率大概在40%左右。

但是不要小瞧“烧热水”

对于目前的核电站,多数是二代的压水堆,它的大体结构如图

裂变堆芯其实就像一根根铅笔立在反应堆中心,反应产生的热量用于加热一回路系统中的水(约15MPa,320度左右),这些高温高压的热水再去加热二回路中的水从而获得蒸汽,之后经过气液分离后推动汽轮机发电,而完成使命的蒸汽再经过冷凝变成普通的热水,通常被排向大海。

而一回路中的水则是一个闭环流程,它是通过管壁对二回路水进行加热的,而后通过冷凝继续返回堆芯重新加热,完成循环。

由于裂变反应的连续性,所以烧热水的方式的闭环循环的,而对于煤电而言,烧的热水甚至能达到27MPa,600摄氏度。

所以说烧热水并不是简单的烧锅炉,更不是“瓦特”时代的产物,其中的技术含量也是有目共睹的。

但对于核聚变发电而言,还有另一条其专属的发电道路,磁流体发电技术

这种技术听起来好像很高级,其实别不新鲜,早在上世纪80年代这项技术便被纳入863计划重点研发项目了,只是由于燃气-蒸汽轮机联合循环技术

更胜一筹,因而磁流体发电技术才逐渐退出了主流研发领域。

磁流体发电,是将高温等离子体(需要几千度的高温)极速喷射到磁场中,利用导电流体切割磁场进而产生电流的一种发电方式。其实它使用的是简单的洛伦兹原理,其难点主要在于这种发电方式的原材料是2000度以上的等离子体,无论使用何种手段获得这种等离子体都会伴随着极大的能量损耗,因此目前磁流体发电机的能量转化效率仅有10%

但是对于核聚变反应来说,其反应生成的核废料就是上亿度的氦等离子体啊,根本无需其他手段就能直接投入磁流体发电机进行发电。

其中的难点将在于输送如此高温等离子体的通道的承受能力,但这种材料的要求显然还没有聚变反应壁材料的要求高呢。而用这上亿度的高温去烧热水,似乎才是浪费呢!

当然无论是

磁流体发电机还是聚变堆的真正使用都还距离遥远,具体使用何种手段发电还要看未来的科技发展,也许到时候会有更加有效的发电手段呢。

图片源自网络,侵删。


佑佑是个大太阳


可控核聚变

指在极其稳定的情况下不断释放能量,比如太阳

核裂变

指不稳定的核反应,比如原子弹,氢弹。

可控核聚变的用途

形成可控核聚变反应堆,以供给各种能源类产业所需的动力或者能量,比如,航天器,电力,交通工具,可控核聚变的最大用处则是星际短途旅行,航空煤油现在可以将火箭送上天,但是去不了很远,因为你带再多的燃料也可有消耗完的一天,但是可控核聚变就不一样了,他是持续不断的,就算有一天也能耗尽,但是一千斤铀和一千升油还是有很大区别的。


Em观影


最终还是转化为热能,烧制蒸汽,通过蒸汽轮机来发点。目前是成熟的方案。

但是,似乎现在也有核能到电能直接转化的研究,就要靠你呢!


瀚海顾


目前仍无成熟解决方案


分享到:


相關文章: