将原子核深处蕴藏的巨大能量,转化为驱动现代文明的电能,是核电厂的核心使命。尽管全球核电技术路线图上存在多种堆型,其系统构造千差万别,但能量转换的底层逻辑却高度一致。在商用核电领域,压水堆(Pressurized Water Reactor, PWR)占据着主导地位,本文将以其为蓝本,深入剖析核能发电系统的精密构造与工作机理。
压水堆核电厂通常选用低富集度的二氧化铀(U-235丰度约3%)作为核燃料,并巧妙地利用高压状态下的轻水,同时承担中子慢化剂与冷却剂的双重角色。从宏观架构上看,整座核电厂被清晰地划分为两大功能单元:核岛(Nuclear Island)与常规岛(Conventional Island)。前者是核裂变反应的发生地,负责产生高热蒸汽;后者则承接这份热能,将其高效转换为电能。
其核心动力装置由两大循环系统构成:负责导出反应堆热量的反应堆冷却剂回路(简称一回路),以及利用热能产生蒸汽驱动发电机组的汽水回路(称二回路)。这两大回路与一系列复杂的辅助系统共同构成了核电厂的“生命线”。