核电站的种类有哪些？
上一期我们认识了核电站的基本原理，其实核电站也是多种多样的，你知道核电站的“炉芯”—即核反应堆的结构是什么样的？核电站是怎么分类的吗？
反应堆内部结构
核电站中燃料铀-235的“燃烧”是大规模“可控制”链式裂变反应。那么铀-235的“燃烧”速度是怎么控制的？
点燃煤炭需要在助燃剂中加入酒精或者油等易燃物质，帮助快速点燃。核电站中燃料铀-235“点火”则需要中子。
火电厂的燃烧系统主要是通过煤粉量和送风量控制燃烧速度。核电站燃烧速度也需要由中子数量来控制，太少反应堆可能”熄灭“，太多可能导致反应剧烈甚至爆炸。
那我们如何控制点火的中子来确保反应堆的安全稳定运行呢？主要依靠以下结构：
- 燃料棒
在核反应堆中，燃料棒是存储核燃料铀-235的容器，铀-235裂变释放出巨大能量的同时，还不停产生大量快中子（平均能量约为2MeV，速度约2万千米/秒）。
- 控制棒
控制棒由硼、镉、铪等易吸收中子的材料制成，用来控制中子数量，从而调节核电站功率和实现紧急停堆。控制棒就像是刹车：一旦控制棒插入堆芯，燃料棒所释放的中子就会被控制棒吸走，减缓链式反应的速率，降低输出功率；相反，抽出控制棒，反应速率就会加快。
- 慢化剂
燃料棒产生的快中子由于速度太快，与铀原子核发生反应的机会很小，需要减速到约万分之一、能量降低到约亿分之一成为慢中子（或者称为热中子，E=0.0253eV，速度约为2.2千米/秒），慢中子容易被铀-235吸收并使铀原子持续裂变！
用于降低中子速度的物质称为中子慢化剂，常用的慢化剂材料，液体主要有轻水（H2O，普通水）、重水（D2O，氘和氧组成的化合物），固体主要有石墨、金属铍，气体主要有氦气。在反应堆中用慢化剂把燃料棒包裹起来，以降低中子速度避免其与原子核“擦肩而过”，同时吸收中子辐射。
- 冷却剂
有了控制棒和慢化剂对核裂变速率进行调控，堆芯中的大量燃料棒能持续稳定产热，但还需要流动的冷却剂及时冷却堆芯防止核燃料棒过热发生事故，同时把裂变产生的大量热量传递出来最终转化为电能。
常见的冷却剂有轻水或重水、气体（氦气或二氧化碳等不活泼气体）、熔盐或是熔态金属。
常见核电站分类
目前根据核反应堆内部中子慢化剂和冷却剂的不同，对商用核电站进行如下分类。
轻水（普通水）作为慢化剂和冷却剂，最容易获取、最经济、也最好操作。因此在现役的核电厂中，最广泛使用的是轻水堆（以轻水作为慢化剂及冷却剂）；其中，轻水堆又可分成压水堆（PWR）和沸水堆（BWR）两类，下面带你一起了解压水堆和沸水堆的区别。
把轻水加压后能改变沸点，加压水在325°C的高温下仍能保持液体状态。压水堆用的是高压冷却水（15MPa，常压0.1MPa）。沸水堆用的是常温常压水、加热会沸腾，所以称之为沸水堆。两者的主要差异体现在水循环系统。
压水堆：一回路（黄色）里的高压冷却水进入堆芯，把热能带出。在二回路系统中降低气压释放热量，通过热交换器把热量传导到二回路（蓝色）的水（压力约7MPa），使其沸腾并产生蒸汽推动汽轮机发电。一二回路的水相互独立，二回路的水不接触堆芯。
沸水堆：没有蒸汽发生器，冷却水进入堆芯，在反应堆压力容器内吸收热能并直接产生水蒸气，推动汽轮机转动发电。用过的水蒸气冷却后变成水重新回到堆芯。与压水堆相比，沸水堆不仅少一个回路，而且回路里的水是直接和堆芯接触的，因而具有放射性。
国际核电站现状
截至2022年12月31日全球共438台核电机组中，压水堆占60%，沸水堆占21%，重水堆占9%。压水堆以普通水作冷却剂和慢化剂，经济性好，是最普遍的商用堆型。
我国核电站现状
从上世纪70年代我国核电事业起步以来，中国的核电发展规模和速度一直走在世界前列。
我国核电站分布在东部沿海8个省份，在运堆型主要以压水堆为主。目前，我国大陆地区在运核电机组55台，装机净容量约53181MW(e)。在建核电机组22台，装机净容量约22724MW(e)。在运在建核电机组合计77台，位居世界第二。
党的二十大报告再次强调“积极安全有序发展核电”，未来我国核电装机规模将进一步增长。《中国核能发展报告（2023）》蓝皮书显示，预计2030年前，我国在运核电装机规模有望成为世界第一，在世界核电产业格局中占据更加重要的地位。
随着“双碳”战略的推进，核电作为安全高效的清洁能源在我国能源体系中发挥着重要作用。我国向核电强国的迈进，对我国的能源消费结构调整、降碳减排具有重要意义。
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