機械圖鑑
重工業與能源廠
僅原理
核能電廠(壓水式反應爐)
鈾-235 原子核分裂釋放熱能,加熱一次側高壓水,經蒸汽產生器把二次側的水變成蒸汽推動汽輪發電機;本質上是用核分裂取代燃燒的蒸汽電廠。
核能
核分裂
壓水式
發電
編輯部整理・最後更新 2026 年 11 月 4 日・CC BY 4.0
僅原理科普
這台機器只做教育層級的原理說明,平台不收錄製造、改造或操作細節。
一句話原理
中子撞擊鈾-235 使原子核分裂,放出熱與更多中子,形成可控制的連鎖反應;熱拿去燒開水,蒸汽推動渦輪發電。
主要系統
系統
作用
燃料組件
二氧化鈾燃料丸裝在鋯合金護套中
反應爐壓力容器
容納爐心,一次側水在高壓下不沸騰
控制棒
吸收中子,控制反應速率,緊急時插入停機
硼酸濃度控制
也用來調節反應度
蒸汽產生器
一次側熱水把二次側的水加熱成蒸汽,兩側水不混合
汽輪機與發電機
蒸汽推動渦輪發電
冷凝器與冷卻水
把蒸汽冷凝回水,熱排到海水或冷卻塔
圍阻體
厚重的鋼筋混凝土結構,防止放射性物質外洩
緊急爐心冷卻系統
事故時持續冷卻爐心(多重、獨立、備援)
運作流程
1.
爐心的核分裂加熱一次側冷卻水(高壓,維持液態)。
2.
一次側水流經蒸汽產生器,把熱傳給二次側。
3.
二次側水沸騰成蒸汽,推動汽輪發電機。
4.
蒸汽在冷凝器冷卻回水,循環使用。
5.
即使停機,燃料仍會產生「衰變熱」,必須持續冷卻,這是核安的核心課題。
縱深防禦
燃料丸 → 燃料護套 → 壓力容器與一次側系統 → 圍阻體 → 緊急應變計畫,多層屏障確保放射性物質不外洩。
AI 化方向
•
運轉資料異常偵測、設備狀態監測、維修排程最佳化;核電廠的任何數位系統都必須經過嚴格的安全驗證與主管機關審查。
•
新型反應爐(小型模組化反應爐 SMR)與核融合研究也大量使用 AI 進行模擬與控制研究。
延伸學習資料
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美國核管會:壓水式反應爐。
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台灣的核能管制與資訊:核能安全委員會官方網站。
安全須知
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本篇為原理科普。核設施與核子物料受國際與國內法嚴格管制,相關設計與材料不在本平台討論範圍。
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