核電站中約65%的熱量會白白排入大海,為何不用來給南方供暖?

出品:科普中國
建造:寒木釣萌
監制:中國科學院計較機收集信息中間

核電站中約65%的熱量會白白排入大海,為何不用來給南方供暖?



冷卻塔 , 圖片來自daily post.ng
其實 , 不但核電站 , 傳統火電站也根基如斯 。 先來解答另一個問題 , 為何燃煤發生的熱量 , 還有反映堆發生的熱量 , 它們轉化為電的效率這么低?
兩方面的原因 , 一是物理定律的限制 , 二是手藝的限制 。
能量有品質之分
能量既稀有量的分歧 , 更有品質的不同 。 好比說 , 一壺熱水 , 借使它含有的熱量半斤八兩于1度電 , 那么請問 , 從能量的有效水平來說 , 是那壺水好 , 仍是那一度電好?顯然是后者 , 因為電可以便利地 , 幾乎完全地轉化為其他形式的能 , 好比驅動電電扇 , 加熱洗澡水等 。 這就是說 , 電這種形式的能 , 它的品質是最高的 。
又如 , 一個空心小鋼球 , 它內部的氣體溫度高達3000攝氏度 , 而另一個空心年夜鋼球 , 其內部氣體的溫度只有80攝氏度 。 借使這兩個大小分歧的鋼球 , 它們所含有熱量的數目是相等的 , 那么 , 哪個鋼球含有的熱量更有效?顯然是小鋼球 , 因為它可以轉化為更多的機械能 , 好比爆炸時 。
【核電站中約65%的熱量會白白排入大海,為何不用來給南方供暖?】這就是說 , 對于熱來說 , 其溫度越高 , 品質也就越高 。 這也是為什么 , 所有的火電站都在拼命提高蒸汽的溫度 , 因為這等于是在提高發電效率 。
然而 , 無論多高溫度的熱 , 它也不成能全數轉化為功 , 咱們拿農村的炒爆米花機來舉例子 。
核電站中約65%的熱量會白白排入大海,為何不用來給南方供暖?



把常溫的2公斤玉米扔進爆米花機 , 密封蓋嚴并加熱一段時候后 , 澎的一聲巨響 , 爆米花和內部的熱空氣敏捷沖出 , 這意味著 , 爆米花機內部的熱能轉化當作了機械能 , 但因為沖出后的爆米花和空氣依然溫度很高 , 所以 , 其熱能并沒有全數轉化為機械能 , 也就是功 。
核電站中約65%的熱量會白白排入大海,為何不用來給南方供暖?



年夜大都超超臨界的火電站 , 它燃煤燒水 , 從而使蒸汽的溫度高達600攝氏度 , 從理論上來說 , 600攝氏度的蒸汽做功時(沖擊汽輪機) , 其能量轉化效率最高也只有63% , 這是由物理定律帶來的限制 。 而在現實中 , 超超臨界的火電站 , 其發電效率今朝還沒跨越46% , 這就是由人類手藝實力帶來的限制 。
可以操縱嗎
既然理論和手藝決議了 , 核電站和火電站中無論若何 , 城市有年夜約55%至65%的熱能不克不及操縱 , 它們要么白白地排入空氣中 , 要么排入到年夜海中 , 那我們為什么就不克不及廢熱操縱呢?這些幾百攝氏度的高溫蒸汽對于電站沒用 , 并且是很年夜很年夜的承擔 , 但對于我們通俗公共 , 那真是太有效了 。
對這問題 , 咱們先來說火電站 , 再說核電站 。

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