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核电站到底是好东西还是坏东西?

2021-01-14 10:20
万物皆可联
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说到核电站,无论是上世纪80年代发生的切尔诺贝利核电站大爆炸事件,还是2011年发生的福岛核电站泄漏事件,核辐射对人类造成的伤害都还没有停止。最近又发生了震惊全球的“日本向太平洋排放123万吨核废水”事件。虽然对核电站的概念模糊不清,但核电站似乎给人一种形象,认为核电站的安全性不高,核废料会对健康有害,住在核电站附近容易受到辐射。让我们以第一可视化视角来了解它的原理。

图扑软件(Hightopo)通过三维可视化展示了大众科学核电站的工作原理,提供了目前对核电站最基本的初步了解。核工业本来就是一个沉甸甸的产业,生来就与国家命运紧密结合。我们的老一代核工业人通过他们的奉献诠释了“两弹一星”的精神和核工业的精神。

界面介绍和效果预览

目前,世界 60% 以上的核电站是压水堆核电站,主要由核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机及相关系统设备组成。因此,我们应用图扑软件(Hightopo)自主开发的强大 2D/3D 渲染引擎,通过场景和动画将压水堆核电站的发电工作原理进行可视化。

整个场景和交互式预览:

单击每个部分的名称将显示相应的信息面板,最后显示的面板被隐藏,名称被高亮显示,只有没有信息面板的名称高亮效果被处理。

模拟原理动画分析

核电站中核反应堆的作用是进行核裂变,将核能变成水的热能。

水作为冷却剂从反应堆中吸收核裂变产生的热量,成为高温高压的水,然后沿着管道进入蒸汽发生器的U型管,将热量传递到U型管外部的水,使之成为饱和蒸汽。冷却的水再次被主泵打回反应堆进行加热,循环,形成封闭的吸热和发热循环过程。这个循环回路也称为一回路,即为核蒸汽供应系统。一个电路的压力由电压调节器控制。一回路的压力由稳压器控制,由于一回路的主要设备是核反应堆,通常把一回路及其辅助系统和厂房统称为核岛(NI)。

反应堆

从上面提到的反应原理可以看出,反应堆和燃气灶的原理没有本质上的区别。其主要作用是加热水产生水蒸气,使蒸汽涡轮运动。在这里,我们应用可视化技术模拟了向核反应堆注水后加热的过程,水位的变化更形象地展示了整个动画。

主泵

其实我们可以将反应堆的冷却水与人体血液相比,主泵相当于心脏。其功能是将冷却水放入堆中,然后通过蒸汽发生器及时传递裂变反应时产生的热量。我们在这里用闪光展示其工作状态。

稳压器

电压调节器,也称为压力平衡器,是控制反应堆系统压力变化的装置。正常工作时能起到保持压力的作用。在事故发生时提供超压保护。在压力上升过程中,图中增加了波动的效果,能展示调节器内部的压力变化。

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