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主题:【原创】闲话71:能源安全和核能应用 -- 井底望天

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家园 【原创】闲话71:能源安全和核能应用

闲话71:能源安全和核能应用

前面说到中东和北非的乱局,导致世界能源市场的动荡。

对很多人来说,尤其是华尔街的人来说,你利比亚杀来杀去,死它几百万人,人家都不太在乎。因为利比亚对全球能源的影响,并不是决定性的。

真正对世界能源有影响,那就是沙特动荡。按照华尔街的说法,如果沙特动荡,那么你就要考虑一下石油2百美元一桶,会对经济有什么影响。

当然如果你对计算感兴趣的话,那就要多用一些数字。华尔街的建议,是你应该一直算到5百美元一桶的价格。

其实要摆脱对中东和北非石油的依赖,除了俺建议的开拓周边国家的石油能源,比如说南海和东南亚等等,或者说增加天然气的运用之外,还有一个办法,就是要加大核能的比重。

但是在这次日本经历的大地震中,现在碰到的一个大问题,就是日本福岛第一发电厂出现了可能的核岛熔化而出现核泄漏问题。

这个估计会对中国的核能利用产生不是负面影响。

因此这个系列,就是想对大家进行核能运用的初级科普,免得大家被“有良心”的XX学家们,给卖了拐了。这个XX,可以是历史、金融、经济、地震等等,这个你懂的。

福岛第一核子发电厂,总共有6个反应堆。这次出了问题的第一反应堆,和开始要出问题的第三反应堆,是通用和东芝的产品。第二反应堆和第六反应堆,也是通用产品,第四反应堆,是日立的产品,第五反应堆,也是东芝产品。每个反应堆的发电量相同,第一是46万千瓦,第二到第五,是78万千瓦,第六是110万千瓦,分别在1970,74,76,78 和79年落成,上网发电。

这些反应堆的设计,第一反应堆是BWR-3型,第二到第五是BWR-4,第六是BWR-5型。

在核能技术上,大家可能都听说过重水堆和轻水堆的区别。其实主要的不同,就是你用来做中子减速器的东西不同。一个是含有氧化氘的水,称为重水,一个是不含氧化氘的水,称为轻水。

这两种方法各有所长,但是重水的一个主要功能,就是发电之后的副产品,是可以用来制造核子武器。而轻水堆,就不会有这个担忧,因此是很多民用核能的主要选择。

在轻水堆中,大概是两大类型。最常用的一种,叫做PWR,也称为加压堆。而日本福岛的是另一种类型,也称为沸腾堆。

其实这两种类型差距不是特别大。要理解这个,你要知道,所有的核能,你必须有一个东西,叫做反应堆。这里就是你的核燃料在这里进行核裂变。对这个反应堆的理解,就是说里面有核燃料,再加上控制棒等等,来进行可控制的核反应。

那么在核反应之后,产生了大量的热量,你必须把这个热量给带出来。那么所谓轻水,就是靠水泵给打进去,然后在反应堆里面,变成了蒸汽,在输出来。

压力堆和沸腾堆的主要区别,就是沸腾堆的轻水,是会沸腾的。而压力堆,是靠压力保持高温,是不需要沸腾。

那么这个蒸汽出来之后,通常是通过两级的涡轮机,先是高压涡轮机,然后压力降低的蒸汽,就通过低压涡轮机,来产生转力。

那么这个转力,出来干什么呢?有两个用途,一个是接上发电机,用来发电机。

另一个功能,就是接上螺旋桨,作为交通工具的动力。现在的用处,基本上是两个地方,一个是核动力航空母舰,一个是核动力潜艇。

所以从理论上来讲,你的核反应堆,如果可以做到微型、安全、常温常压运行等等,你是可以搞核动力飞机、核动力汽车,或者搞一个居住小区的核电小站。

估计看到这里,有不少人屁股开始坐不住了,呵呵。

回到日本福岛的问题,就是你轻水堆里面的轻水,其实是一个内循环。就是推动完涡轮机之后,这些蒸汽就进了冷凝器。这里就必须进行另一个热交换,就是另外一个冷水,就将这些蒸汽的热能带走,然后人家蒸汽,又变成了液体,再通过水泵,给打进反应堆去,如此往复,以至永远。

那么这个第二次热交换的外循环,在福岛就是用了海水来实现的。

好了,等到地震了,就出现一个问题,那就是电力中断。这个问题,一出现,就使得你抽海水进行外循环的水泵,和将液体轻水推到反应堆的水泵,都不工作了。

那不是应该有后备发电机吗?是的,后备的柴油发动机是工作了一下子,就是几分钟吧。结果就是海啸来了,把柴油发动机给水淹七军了。这个时候,最后的电池,就开始发力了。

可是这个电池只有8个钟头的力气,这样的话,慢慢就没有办法去冷却反应堆了,这个时候反应堆里的温度越来越高,到了不可控制,那就要熔化了。一熔化,气体在里面一爆炸,反应堆的金刚壳子一化掉,那么核辐射就飘出来了。

而且一飘,就可能飘过太平洋到美国来。现在日本的最后一招,就是灌海水进反应堆,看可不可以把核燃料给冷却下来。

如果看一下第二代核电的表现,现在只发生了三场大事故,分别是1979年美国的三里岛、1986年苏联的切尔诺贝利,和日本福岛的这次事件。

虽然说数量上比较安全,但是因为大家都是谈核色变,一个事故的危害程度也比较大,因此如何搞出新一代的技术,就是说核电站第四代,是各国努力的方向,而中国在这方面,也加快的研发步伐,和投注了大量资金。

可以说大概从2020年到2030年,应该是这些技术开始成熟,可以运用的时间段。

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