火电站铁谱仪

世界首座“零污染”火力发电站落成仪式９日在德国举行。这一试验性的火电站将采用新型技术，大幅减少向大气排放的二氧化碳数量，力求达到零污染发电。　　然而，相关能源企业这一做法未能获环保组织认可。一些环保人士认为，这家公司是在变着法儿继续污染。 　　碳捕集　　瑞典瀑布能源公司９日在德国举行这座“零污染”火力发电试验厂的落成仪式。　　试验厂位于德国东部施普伦贝格市施瓦策蓬珀工业区。包括德国和瑞典政府代表在内的近４００名嘉宾参加落成仪式。　　法新社报道，火电厂发电时会产生大量二氧化碳等温室气体，是大气主要污染源之一。为解决这一问题，瀑布能源公司将采用“碳捕集和存储”技术，收集化石燃料燃烧时释放的二氧化碳，压缩至液态，注入地下岩层，永久封存。　　瀑布能源公司说，这样一来，电厂将不会增加环境负担。　　对于处理得到的液态二氧化碳，瀑布能源公司决定封存在德国北部一处已开发气田的渗水岩石中。　　这家公司说，自然界有吸收和固化二氧化碳的能力，如沉积岩在地质形成过程中能“捕捉”二氧化碳。在含水地质结构中，二氧化碳能被水部分吸收，与矿物质发生反应后形成碳酸盐，完成固化。　　氧助燃 　　为使“碳捕集和存储”技术更便于操作，瀑布能源公司将利用纯氧作助燃剂，使燃烧后的废气更纯、更易于分离。　　现在的火力发电厂一般采用空气作助燃剂，由于空气中含有氮等其他元素，燃烧产生的气体容易含有多种杂质。采用纯氧助燃后，褐煤燃烧产生的废气将主要为二氧化碳，易于分离处理。　　瀑布能源公司说，由于火力发电在“在可预见的今后”仍将是全球主要发电方式，公司的新技术已领先一步。　　“‘碳捕集和存储’将作为暂时解决方式，为我们未来研发可持续使用能源争取时间，”瀑布能源公司在网站上说。　　公司工作人员胡贝图斯阿尔特曼把这种发电模式称为“煤的未来”。　　争议多　　瀑布能源公司希望通过施瓦策蓬珀试验厂的运作，为公司２０１５年至２０２０年间大规模商业应用“碳捕集和存储”技术做准备。　　不过，这一技术并未讨得环保组织“欢心”。　　一些环保人士说，“碳捕集和存储”技术并未从总量上减少地球的二氧化碳含量，而是在耍花招。环保需要真正的减排。新发电厂建设资金远高于一般发电厂，瀑布能源公司应该用这些钱改进设备，提高能源利用效率以及寻找新能源。　　德国环保组织“联盟”把瀑布能源公司的这一做法称为便于继续火力发电的“遮羞布”。　　“联盟”发言人托尔本贝克尔说：“瀑布能源公司的管理人员经常提环保型燃煤发电站，但他们仍一如既往地计划和建造着高二氧化碳排放量的传统火力发电厂。”

核电站工作原理　1.热堆的概念中打入铀-235的原于核以后，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应，放出的能量叫裂变能;产生巨大能量的同时，还会放出2～3个中子和其它射线。 这些中子再打入别的铀-235核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能，如此不断持续下去，就形成了链式反应 利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后，再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆(简称热堆)。　　2 热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低，使之成为热中子(或称慢中子)，再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀-235等裂变，这样，用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。　　3.慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质，如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中，组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。　　4.反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中子堆最常用的冷却剂是轻水(普通水)、重水、二氧化碳和氦气。 核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为“核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 轻水堆――压水堆电站 自从核电站问世以来，在工业上成熟的发电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中，形成了现代核发电的主体。 目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。　　压水堆核电站 压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开，它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽;冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水，再由凝结给水泵送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。 压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳，所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀，用来推动汽轮机转动的高温高压蒸汽就在这里产生的。在容器的顶部设置有控制棒驱动机构，用以驱动控制棒在堆芯内上下移动。 堆芯是反应堆的心脏，装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样，燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的，含有2～4%的铀-235，呈小圆柱形，直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中，成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把 200多根燃料棒按正方形排列，用定位格架固定，组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样，一座压水堆所需燃料棒几万根，二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外，这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成，外面套有不锈钢包壳，可以吸收反应堆中的中子，它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型，用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障，立即把足够多的控制棒插入堆芯，在很短时间内反应堆就会停止工作，这就保证了反应堆运行的安全。 轻水堆――沸水堆电站 沸水堆核电站 沸水堆核电站工作流程是：冷却剂(水)从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 沸水堆是由压力容器及其中间的燃料元件、十字形控制棒和汽水分离器等组成。汽水分离器在堆芯的上部，它的作用是把蒸汽和水滴分开、防止水进入汽轮机，造成汽轮机叶片损坏。沸水堆所用的燃料和燃料组件与压水堆相同。沸腾水既作慢化剂又作冷却剂。 沸水堆与压水堆不同之处在于冷却水保持在较低的压力(约为70个大气压)下，水通过堆芯变成约285℃的蒸汽，并直接被引入汽轮机。所以，沸水堆只有一个回路，省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器，因而显得很简单。

仪器仪表行业是我国发展的新型行业，在与国际接轨的同时，我国的仪器仪表行业发展有了长足的进步空间具备了与国际竞争的实力。　　国内科技目前水平及发展趋势　　仪器仪表行业整体综合技术水平达到国际中期水平，微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用，约15%的产品实现了智能化，达到国际90年代水平;30%的产品实现了数字化，达到国际末期水平。综合服务能力显著提：可以承接30万-60万千瓦火电站、核电站、30万吨合成氨、120吨转炉、日产30万立方米城市煤气站工程、成套大型炉窑等大型工程成套控制项目。　　大类产品满足需要程度：中高档科学测试仪器国内市场满足率为30%，中低档科学仪器满足率65%;生产过程测量控制仪表及系统产品在大型工程项目中的品种满足率达50%，中小型工程达70%。进口产品往往是科研、生产所需的重大、关键设备，技术含量大，附加值高。　　产业从无到有、从小到大、初步形成了门类比较齐全的仪器仪表生产、科研、营销体系。建成了一批科研开发机构(其中机械系统的仪器仪表专业科研所20家，国家级工程研究中心3家、企业技术中心5家，国家级产品质量检测中心9家);培养了一批专业的经营、管理、技术人才。特别是部分中低档产品形成了自己的优势和特色各种数字万用表、电度表、水表、煤气表、水准仪、中低档光学显微镜、望远镜等产量世界前列，在基本满足国内需要的同时，大量出口。　　通过科技攻关、联合开发、合资合作和引进技术消化吸收国产化等多种形式，使我国仪器仪表行业部分中高档主导产品缩小了与国际先进水平的差距，并形成生产能力。自主开发的主要产品包括中小型DCS、现场总线智能仪表、总线式测试系统、汽车专用检测试验设备、超声诊断仪器、微波等离子光谱、新型扩散硅敏感元件等，引进技术国产化的主要产品有记录仪、精小型调节阀、新型变送器、光谱、色谱、扫描电镜、水质分析仪、专用复合材料等;合资合作的主要产品有大型DCS、EJA、流量计、电子经纬仪、动平衡试验机、高低温试验仪器等。　　一批国有、集体、民营、三资企业和科研院所通过市场竞争，在行业中脱颖而出，并显现出良好发展势头和后劲，已形成主导、核心力量。　　国外科技目前水平及发展趋势　　数字化、智能化　　由于微电子技术的进步，仪器仪表产品进一步与微处理器、PC技术融合，仪器仪表的数字化、智能化水平不断得到提高。以美国德州仪器公司提出的“DSPS”概念为例，以DSP芯片为核心，配合先进的混合信号电路、ASIC电路、元件及开发工具等提供整个应用系统的解决方案。　　仪器仪表中采用了大量的超大规模集成(VLSI)的新器件、表面贴装技术(SMT)、多层线路板印刷、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等新工艺，CAD、CAM、CAPP、CAT等计算机辅助手段，使多媒体技术、人机交互、模糊控制、人工神经元网络等新技术在现代仪器仪表中得到了广泛应用。　　网络化　　当前国际上现场总线与智能仪表的发展呈现多种总线及其仪表共存发展的局面。HART、FF、Profibus、Lonworks、WorldFIP、CAN等总线都从应用于某一领域不断向其他领域扩展。　　多种智能化仪器仪表已陆续推向市场，仪器仪表正经历着深刻的智能化变革。集成测试系统也走向了网络化，各台仪器之间通过GPIB总线、VXI总线相连。　　微型化　　MEMS是中末期发达国家重点发展的领域之一，被视为21世纪广泛应用的新技术。被列为美国“对国家安全及繁荣有重大影响”的22项重大技术之一的传感器及信号处理技术，主要是依托微型化技术。应用MEMS技术的微型仪器仪表被称为芯片上的仪器仪表，MEMS产品包括汽车加速计，压力、化学、流量传器、微光谱仪等产品，广泛应用于环境科学、航天、生物医疗、汽车工业、军事、工业控制等领域。