为什么重启核电站需要这么长时间？

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我听说过几次，一个已关闭（非紧急状态；例如进行定期检查）的正在运行的核电站需要24小时（最多72小时？）才能恢复运行。

为什么要花这么长时间？

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— 马丁·托马
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快速前进，整个过程蓬勃发展。

— 棘轮怪胎

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扭转这个问题，问“他们如何能够如此迅速地重启核电厂？”同样有效。花一些时间思考启动反应堆或任何发电机必须进行的各种过程和检查。然后集中您的问题，以询问有关启动过程中更具体的问题。

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@ GlenH7如果您想解决这个问题，请随时提出另一个问题。我认为我有两个非常好的答案，所以我不必更改我的问题。他们俩都告诉我我想知道的事。

— 马丁·托马

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需要注意的一件事是，在重启发电站时，这实际上是非常快的。我要参观的当地发电站（煤/天然气）表明，他们希望整整一周的时间来旋转其蒸汽轮机，从而在真正开始发电之前给涡轮机均匀加热的时间。这样可以将磨损降至最低。

— Cort Ammon-恢复莫妮卡

请注意，大多数大型系统确实需要很长的时间才能重新启动-典型的钢厂需要大约一周的时间（如果已正确关闭），大型蒸汽机车（与之相关，因为现代电厂也是蒸汽机）需要几个小时，有时甚至需要开始使用外部蒸汽源（类似于某些现代喷气式飞机）。安全性，原始尺寸，蒸汽机的复杂性，互操作系统的数量-在核电站中都极为重要。

— a安

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当一个反应器被关闭核心产生少得多的热量，但它们都仍然通过被称为一个机构产生热衰变热。铁心产生的热量较少的事实意味着冷却液温度将下降，但是温度下降的幅度取决于衰减热量的产生速率。这又是基于运行历史或关闭之前工厂运行的功率。对于商业电厂而言，这可能会很大，因为它们通常以满负荷运行或非常接近负荷运行，而电力公司会上下调动煤炭或天然气电厂以调节电网容量。一天后的衰变热约为电力历史的0.5％，对于一个装机容量为500 MW的电厂，这意味着衰变热 可能是2.5兆瓦。

因此，如果短暂关闭，则衰减热量的产生率会很高，以至于初级设备仍处于高温状态，因此它们通常可以“迅速”启动。我之所以说“迅速”是因为，尽管工厂的主要工厂（放射性侧）可能仍很热，但次要的蒸汽工厂很可能已变冷。对于二级工厂初创企业而言，最大的担忧之一是管道中的水分形成。当蒸汽接触（相对）冷管时，会发生这种情况。蒸汽设备中的水分会引起各种可怕的事情，但主要的损害来自管道中的水锤和涡轮叶片的水分撞击。

记录：我知道这是因为我是海军核武器。在海军工作期间，我在船上目睹的最可怕的事情是一根蒸汽管，直径可能是18英寸，每次打水锤时，字面上都会跳到2-3英寸，因为我知道如果管子破裂了，机舱可能会活着煮熟。请记住，在上面链接的视频中，蒸汽很可能处于大气压或略高于大气压且流量非常低，而且听起来仍然像有人在用锤子在散热器上殴打。那个管子的直径可能不到一英寸。

蒸汽接触管道时形成的冷凝物会“夹带”通过管道的蒸汽中。蒸汽像锤子（因此称为“水锤”）一样以极高的速度推动水塞，从而破坏涡轮机叶片并损坏管路，尤其是管路接头。

有一些称为“防潮阀 ”或“ 蒸汽疏水阀 ”的设备可在正常运行期间从系统中除去水分，但在冷工厂启动时形成的冷凝物量太大，以至于无法及时捕捉水分。这加上涡轮中水锤和湿气撞击带来的危险，意味着蒸汽非常非常非常非常缓慢地进入蒸汽设备。工厂的操作员必须定期走到手动操作的疏水阀，以“ 吹散 ”冷凝物。（注意：该视频中的蒸汽设备太可怕了，我不会在那里工作，但是当冷凝水清除并且蒸汽开始排出时，它发出的嘶嘶声正是我记得它的发音）

因此，总结一下：“快速”（24小时）启动通常受到二次蒸汽工厂中因蒸汽接触冷管而产生湿气的限制。

在主厂房开始必须采取多了，长得多的潜力。美国的大多数（全部）反应堆是压水堆。这意味着，尽管水的沸腾温度通常是正常沸腾温度的2-3倍（或更高！），但初级植物中仍有足够的压力将水保持液态。这是一个很大的压力，主工厂中的管道壁很厚，可以承受该压力。

较厚的壁意味着管的内部可能会变“热”，而管的外部则可能变“冷”。这些是相对术语；一切都很热。

使主要植物热身是一个鸡与蛋的问题。这里的主要问题是确保反应器中不会形成蒸汽。蒸汽实际上是一种非常好的绝缘体，这意味着，如果它确实在反应堆中形成，突然之间就没有任何东西可以冷却燃料，因此它将很快变得非常热（读：融化）。

因此，您必须将系统保持足够高的压力，以使反应器中不会形成蒸汽。但是，如果您在冷的时候对管道施加太大的压力，则会通过称为“ 脆性断裂 ” 的机制断裂。如果将管道加热到具有一定延展性的程度，则可以避免这种突然的灾难性故障。

因此，您需要加热管道，但不能使其过热而沸腾。因此，您先将其加热一点，然后再增加一点压力，然后加热，加压等。

通常会有一些停顿现象，称为“浸泡”，它使管道中的金属有时间均等化温度。由于管道的内部是“热的”而外部是“冷的”，因此可以防止内部应力的累积。浸泡时间通常占启动时间的大部分-浸泡时间通常为12-24小时。

因此，您先加热到均热点，然后通常加压到中间压力，再加热到另一个均热点，然后将压力增加到更高的中间压力，然后一起加热并加压。所有这些都是为了保持在称为“防脆性断裂极限”的断裂极限下，这又是要确保管道所承受的温度压力不会使管道脱落。

因此，一旦您对主要工厂进行了预热，就可以开始使次要工厂上线，因此主要工厂通常需要2天，而次要工厂通常需要2天-这是72小时的启动时间。

如前所述，腐烂热量使主要植物长时间保持高温（可能长达一个月），因此，除非长时间停电，否则通常可以快速启动，而“快速”运行大约需要24小时。

— 卡盘
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大约2/3是PWR。我一直认为植物配备蒸汽干燥机很有趣（只是因为名称有点矛盾），但是您可以很好地解释原因。听到一个海军核部队的家伙总是很有趣。

— grfrazee

@grfrazee-我在海军上，所以我不知道商业/工业术语是什么，但是在我看来，水分分离器是一种去除蒸汽中的冷凝物以实现高质量蒸汽的装置（例如HP和LP之间的蒸汽）涡轮机或蒸汽发生器），其中蒸汽干燥器是用于使蒸汽过热的设备。我找不到任何可以确切证实这一点的信息，但是Wikipedia提到了分离器和干燥器，就好像它们是两个截然不同的设备一样，后来提到了在干燥器中发生过热。

— Chuck

你也许是对的。我是一个结构专家，所以我不完全了解机械过程。

— grfrazee

+1。我以为水是很好的绝热材料，但是？它比蒸汽更像导体吗？

— Mehrdad

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Q = m c Δ T

$Q = mc\Delta T$

m = ρ V

$m = \rho V$

Q_{water} / Q_{steam} = (ρ c)_{water} / (ρ c) steam

$Q_{\mbox{water}}/Q_{\mbox{steam}} = (\rho c)_{\mbox{water}}/(\rho c){\mbox{steam}}$ 。蒸汽的比热容约为水的一半，但蒸汽的密度约为水的1/1000，因此水的导热性比蒸汽好约2000倍。对流相似，但可能不那么极端。

— Chuck

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氙是核反应和中子毒的结果。如果您不等待氙气衰变，它会吞噬过多的中子，您就无法进行批判。他们总是说“没有足够的拉杆”。如果您有一个不错的新反应堆核心，那么可以早点上手。如果核心很旧，您将需要等待很长时间才能使氙气（和其他毒药）腐烂。

我过去工作的那家工厂每天因停电而花费约一百万美元。相信我，如果他们能早一点开始，他们会的。

— 用户名
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我毫不怀疑有技术原因不能加快启动速度。我只是想知道这些原因。感谢您添加另一个:-)

— Martin Thoma

哇，好极了！也许基本反应堆设计会更接近临界值，但在正常工作中，只会拉下少得多的棒？然后即使在中子中毒状态下也可以启动反应堆。核反应堆甚至可以遵循每天的能源消耗周期。而所有这些都以快速繁殖者设计！哇！我觉得我很快就会醒来：

— 彼得-恢复莫妮卡

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答案实际上归结为两个因素：安全性和测试。我将在下面给出这两个方面的概述，但是真正的答案非常复杂。

核电厂运行的关键围绕核安全。我不是在谈论人身安全，这是职业安全与健康管理局（OSHA）的职责，尽管这确实有一些因素。更重要的是，这是对公众防止放射事件的总体安全。核电厂的设计应尽可能降低此类事件的风险。

当工厂加电时，它会经历不同的模式。每种模式都有其自己的一套测试和验收标准，然后才能进一步提升工厂的模式。有很多系统，这些事情需要时间。对于核安全至关重要的系统尤其要进行大量检查。

只有当所有系统都通过测试并且核电厂可以安全运行时，核电厂才能完全运行。

— Grfrazee
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这是导致商业核电厂启动或恢复全功率运行所需时间的许多原因。在美国，有两种主要的电厂类型：沸水反应堆（BWR）和压水反应堆（PWR）。答案将根据反应堆的类型甚至是哪种类型而有所不同。我没有看到的一个常见解释是，所有商业核电站在任何4小时内都避免进行超过15％的火力变化。这是为了保护燃料包壳的完整性。我在商业核电行业工作了近20年-离开了20多年-所以也许他们改进了燃料包壳，这不再是问题-但这对我来说是一个强制性的约束。

— 哈尼曼
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Chuk差一点就结束了。但是从回答这个问题的角度来看，（现在告诉我的是）ASME B＆PV法规将加热速率限制为每小时30摄氏度。普通植物的工作温度约为300摄氏度。这将给您最小的植物理论加热率。其次，当工厂跳闸时，首先要找到跳闸的原因并进行纠正。为了加热二次侧，需要蒸汽，并启动辅助锅炉。最后，恢复所有植物的水化学反应，这需要时间。

— 用户名
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