Wie wir alle wissen, nutzen Wärmekraftwerke Kohle und Erdöl zur Stromerzeugung, Wasserkraftwerke Wasserkraft und Windkraftwerke Windenergie. Womit erzeugen Kernkraftwerke Strom? Wie funktioniert das? Was sind die Vor- und Nachteile?
1. Zusammensetzung und Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks
Ein Kernkraftwerk ist ein neuartiger Kraftwerkstyp, der die im Atomkern gespeicherte Energie zur Erzeugung elektrischer Energie nutzt. Es besteht üblicherweise aus zwei Teilen: dem Kernkraftwerksteil (N1) und dem konventionellen Kraftwerksteil (CI). Die Hauptkomponenten des Kernkraftwerksteils sind der Kernreaktor und der Dampferzeuger, während die Hauptkomponenten des konventionellen Kraftwerksteils Gasturbine und Generator sowie die dazugehörigen Hilfseinrichtungen sind.
Das Kernkraftwerk nutzt Uran, ein sehr schweres Metall, als Rohstoff. Aus Uran wird Kernbrennstoff hergestellt, der in den Reaktor eingebracht wird. In den Reaktorkomponenten findet Kernspaltung statt, wodurch große Mengen an Wärmeenergie freigesetzt werden. Das unter hohem Druck stehende Wasser transportiert diese Wärmeenergie und erzeugt im Dampferzeuger Dampf, der die Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt. Der Dampf treibt zusammen mit dem Generator die Gasturbine an, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. So wird kontinuierlich elektrische Energie erzeugt. Dies ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks.
2. Vor- und Nachteile der Kernenergie
Im Vergleich zu thermischen Kraftwerken bieten Kernkraftwerke die Vorteile eines geringen Abfallvolumens, einer hohen Produktionskapazität und niedriger Emissionen. Hauptrohstoff für thermische Kraftwerke ist Kohle. Laut einschlägigen Daten entspricht die bei der vollständigen Spaltung von 1 kg Uran-235 freigesetzte Energie der Energie, die bei der Verbrennung von 2700 Tonnen Standardkohle freigesetzt wird. Daraus lässt sich schließen, dass Kernkraftwerke deutlich weniger Abfall produzieren als thermische Kraftwerke, während die erzeugte Energie pro Einheit wesentlich höher ist. Gleichzeitig enthält Kohle natürlich radioaktive Substanzen, die nach der Verbrennung große Mengen an giftigem und schwach radioaktivem Aschepulver erzeugen. Dieses wird als Flugasche direkt in die Umwelt freigesetzt und verursacht erhebliche Luftverschmutzung. Kernkraftwerke hingegen verwenden Abschirmungsmaßnahmen, um die Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt zu verhindern und die Umwelt bis zu einem gewissen Grad vor radioaktiven Substanzen zu schützen.
Kernkraftwerke stehen jedoch vor zwei großen Herausforderungen. Zum einen der thermischen Verschmutzung. Kernkraftwerke geben deutlich mehr Abwärme an die Umgebung ab als herkömmliche Wärmekraftwerke, weshalb die thermische Verschmutzung bei Kernkraftwerken gravierender ist. Zum anderen der radioaktive Abfall. Derzeit gibt es kein sicheres und dauerhaftes Verfahren zur Behandlung radioaktiver Abfälle. Üblicherweise werden diese verfestigt und im Abfalllager des Kernkraftwerks zwischengelagert. Nach fünf bis zehn Jahren werden sie dann zu einem von den Behörden festgelegten Ort zur Lagerung oder Behandlung transportiert.Obwohl nukleare Abfälle nicht in kurzer Zeit beseitigt werden können, ist die Sicherheit ihres Lagerungsprozesses gewährleistet.
Ein weiteres Problem, das viele Menschen im Zusammenhang mit Kernenergie verunsichert, sind nukleare Unfälle. In der Geschichte kam es zu mehreren schweren Atomunfällen, bei denen radioaktive Stoffe aus Kernkraftwerken in die Luft gelangten und so dauerhafte Schäden für Mensch und Umwelt verursachten. Die Entwicklung der Kernenergie geriet dadurch ins Stocken. Angesichts der zunehmenden Umweltverschmutzung und der schwindenden Energiereserven rückt die Kernenergie jedoch wieder in den Fokus der Öffentlichkeit – als einzige saubere Energiequelle, die fossile Brennstoffe in großem Umfang ersetzen kann. Länder haben begonnen, Kernkraftwerke wieder in Betrieb zu nehmen. Einerseits verstärken sie die Kontrollen, planen ihre Anlagen neu und erhöhen die Investitionen. Andererseits verbessern sie Ausrüstung und Technologie und streben nach einem sichereren Betrieb der Kernkraftwerke. Nach jahrelanger Entwicklung konnten Sicherheit und Zuverlässigkeit der Kernenergie weiter verbessert werden. Auch die über das Stromnetz in verschiedene Gebiete transportierte Kernenergie nimmt stetig zu und hält allmählich Einzug in den Alltag.
3. Kernkraftwerksventile
Kernkraftwerksventile sind Ventile, die in Kernkraftwerken in den Anlagen des nuklearen Inselkraftwerks (N1), des konventionellen Inselkraftwerks (CI) und in den Hilfsanlagen (BOP) eingesetzt werden. Hinsichtlich des Sicherheitsniveaus werden sie in die nuklearen Sicherheitsstufen I, II, III und die nicht-nukleare Sicherheitsstufe unterteilt. Die Anforderungen der nuklearen Sicherheitsstufe I sind dabei am höchsten. Kernkraftwerksventile sind eine große Anzahl von Steuerungseinrichtungen für die Mediumübertragung in Kernkraftwerken und ein wesentlicher Bestandteil für deren sicheren Betrieb.
In der Kernkraftindustrie müssen Kernkraftwerksventile als unverzichtbarer Bestandteil mit besonderer Sorgfalt ausgewählt werden. Folgende Aspekte sind zu berücksichtigen:
(1) Die Struktur, die Anschlussgröße, der Druck und die Temperatur, die Konstruktion, die Fertigung und die experimentelle Prüfung müssen den Konstruktionsvorgaben und Normen der Kernkraftindustrie entsprechen;
(2) Der Betriebsdruck muss den Druckniveauanforderungen der verschiedenen Ebenen des Kernkraftwerks entsprechen;
(3) Das Produkt muss eine ausgezeichnete Dichtigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Kratzfestigkeit und eine lange Lebensdauer aufweisen.
Hikelok hat sich seit vielen Jahren der Lieferung hochwertiger Instrumentenventile und Armaturen für die Kernkraftindustrie verschrieben. Wir haben sukzessive an den Lieferprojekten folgender Unternehmen teilgenommen:Kernkraftwerk Daya Bay, Kernkraftwerk Guangxi Fangchenggang, 404-Anlage der China National Nuclear Industry CorporationUndInstitut für KernenergieforschungWir legen Wert auf strenge Materialauswahl und -prüfung, modernste Verarbeitungstechnologie, strikte Produktionsprozesskontrolle, professionelles Produktions- und Prüfpersonal sowie die genaue Überwachung aller Produktionsschritte. Unsere Produkte leisten mit ihrer hervorragenden Leistung und stabilen Struktur einen wichtigen Beitrag zur Kernkraftindustrie.
4. Kauf von Kernkraftprodukten
Die Produkte von Hikelok werden unter strikter Einhaltung der Standards der Kernkraftindustrie entwickelt und hergestellt und erfüllen in jeder Hinsicht die Anforderungen an Instrumentenventile, Armaturen und andere Produkte, die von der Kernkraftindustrie benötigt werden.
Doppelklemmringverschraubung: Es ist vergangen12 experimentelle Prüfungen, einschließlich Vibrationsprüfung und pneumatischer DruckprüfungDie Hülse wird mit einem fortschrittlichen Niedertemperatur-Aufkohlungsverfahren behandelt, was eine zuverlässige Anwendung gewährleistet. Die Hülsenmutter ist versilbert, um ein Verklemmen beim Einbau zu verhindern. Das Gewinde wird gewalzt, um die Oberflächenhärte und -güte zu verbessern und die Lebensdauer der Verbindungsstücke zu verlängern. Die Komponenten zeichnen sich durch zuverlässige Abdichtung, Leckagefreiheit, Verschleißfestigkeit und einfache Montage aus und können wiederholt demontiert werden.
Instrumentierungsschweißfittings: Der maximale Druck beträgt 12.600 psi, die Temperaturbeständigkeit bis 538 °C, und der verwendete Edelstahl ist äußerst korrosionsbeständig. Der Außendurchmesser des Schweißendes der Fittings entspricht dem Rohrdurchmesser und ermöglicht eine nahtlose Verbindung mit dem Rohr. Die Schweißverbindungen sind sowohl im metrischen als auch im zölligen System erhältlich. Die Fittings sind in verschiedenen Formen verfügbar, darunter Verschraubungen, Winkel, T-Stücke und Kreuzstücke, die sich für diverse Installationskonstruktionen eignen.
Schläuche: Nach mechanischem Polieren, Beizen und weiteren Bearbeitungsschritten ist die Außenfläche des Rohrs glänzend und die Innenfläche sauber. Der Betriebsdruck beträgt bis zu 12.000 psi, die Härte maximal 90 HRB, die Verbindung mit der Klemmhülse ist reibungsfrei und die Abdichtung zuverlässig, wodurch Leckagen während des Druckbetriebs wirksam verhindert werden. Verschiedene Größen in metrischen und zölligen Einheiten sind erhältlich, die Länge kann individuell angepasst werden.
Nadelventil: Das Material des Nadelventilkörpers entspricht der Norm ASTM A182. Durch das Schmiedeverfahren erhält es eine kompakte Kristallstruktur und hohe Kratzfestigkeit, was eine zuverlässige und wiederholte Abdichtung gewährleistet. Der konische Ventilkegel ermöglicht eine stufenlose und präzise Regulierung des Mediendurchflusses. Ventilkopf und Ventilsitz sind als Extrusionsdichtung ausgeführt, um die Lebensdauer des Ventils zu verlängern. Die kompakte Bauweise ermöglicht die Installation auch in beengten Räumen und zeichnet sich durch einfache Demontage und Wartung sowie eine lange Lebensdauer aus.
Kugelhahn:Das Ventilgehäuse ist in einteiliger, zweiteiliger, integraler und anderen Ausführungen erhältlich. Der Deckel ist mit mehreren Paaren von Absperrklappenfedern ausgestattet, die starken Vibrationen standhalten. Das Ventil verfügt über einen metallischen Dichtungssitz, ein geringes Öffnungs- und Schließmoment, eine spezielle Packungskonstruktion, ist leckagefrei, hochkorrosionsbeständig, langlebig und bietet verschiedene Durchflussmuster zur Auswahl.
Proportionales Überdruckventil: Wie der Name schon sagt, ist das Proportional-Überdruckventil ein mechanisches Schutzventil, dessen Öffnungsdruck eingestellt werden kann. Es arbeitet unter hohem Druck und ist weniger anfällig für Gegendruck. Steigt der Systemdruck, öffnet sich das Ventil allmählich, um den Systemdruck abzulassen. Sinkt der Systemdruck unter den eingestellten Wert, schließt das Ventil schnell wieder und gewährleistet so die Stabilität des Systemdrucks. Es zeichnet sich außerdem durch geringe Größe und einfache Wartung aus.
Balggedichtetes Ventil: Das balggedichtete Ventil verfügt über einen präzisionsgeformten Metallbalg mit hoher Korrosionsbeständigkeit und gewährleistet so eine zuverlässige Funktion vor Ort. Der Ventilkopf ist rotationsfest, und die Extrusionsdichtung trägt zu einer längeren Lebensdauer des Ventils bei. Jedes Ventil wurde einem Heliumtest unterzogen und zeichnet sich durch zuverlässige Abdichtung, Leckagefreiheit und einfache Installation aus.
Hikelok bietet eine breite Produktpalette in verschiedenen Ausführungen. Kundenspezifische Anpassungen sind ebenfalls möglich. Unsere Ingenieure begleiten Sie durch den gesamten Installationsprozess, und unser Kundendienst steht Ihnen zeitnah zur Verfügung. Gerne informieren wir Sie über weitere Produkte für die Kernkraftindustrie!
Weitere Bestellinformationen finden Sie in der Auswahl.KatalogeAnHikeloks offizielle WebsiteBei Fragen zur Auswahl wenden Sie sich bitte an die professionellen Online-Vertriebsmitarbeiter von Hikelok, die rund um die Uhr erreichbar sind.
Veröffentlichungsdatum: 25. März 2022