一个100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料，而同样规模的烧煤电厂每年要烧300万吨。图6-6为典型的M310压水堆PWR。我国大亚湾核电站采用这种反应堆。反应堆芯由燃料组建构成。安装在能够承受高压的压力容器内。冷却水在主冷却泵的驱动下流过堆芯释热载出。通过一回路管道流进蒸发器内。再通过蒸发器内的传热管将热量传递给蒸发器二次倒产生蒸汽，蒸汽再推动汽轮机发电。
图6-6 典型三个环路的100万千瓦核电站压水堆
核能发电的原理与普通火电厂差别不大，只是产生蒸汽的方式不同。核电厂用核燃料释放出的裂变能加热蒸发器的水产生蒸汽，而火电厂是用燃烧矿物燃料加热锅炉里的水产蒸汽。压水堆核电厂发电的原理如图6-7所示。目前世界上仍在运行的商用核电站的反应堆类型主要有压水堆、沸水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆和重水堆。压水堆和沸水堆都用轻水做冷却剂和慢化剂，石墨气冷堆用石墨做慢化剂，用CO2气体做冷却剂；石墨水冷堆则用石墨做慢化剂，用轻水或重水做冷却剂；而重水堆则用重水做慢化剂和冷却剂。在正常运行时，压水堆冷却堆芯的水工作在高温高压的单相水状态，不直接产生蒸汽，而是将堆芯的核裂变能载到蒸发器，然后通过传热的方式将蒸发器二次测量的冷却剂加热并产生蒸汽。
图6-7 压水堆核电厂发电原理
在中国已经建成的11台机组中，有9台机组是压水堆机组。沸水堆的蒸汽直接在反应堆压力容器中产生，功率运行时堆芯冷却剂处于沸腾的工作状态，一方面产生蒸汽发电；另一方面冷却堆芯，从热力学的角度又称为直接循环发电。世界核电工业的沸水堆数量约有90台机组。目前英国有40座石墨气冷堆核电机组还在运行，苏联地区有17座石墨气冷堆核还在运行。用于商用发电的重水反应堆技术是非常成功的，其中主要的堆型CANDU由加拿大原子能有限公司AECL()开发，堆芯燃料管道水平布置在一个装有重水慢化剂的水平放置的容器内，可以通过特殊的换料设备对装载每根燃料管内的串联排列的燃料元件实行连续换料。世界上大约有近40台重水堆核电机组，分布在加拿大、印度、韩国和中国等7个国家，其中中国有两台机组，其发电流程如图6-8所示。
图6-8 CANDU堆核电站发电流程
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