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什么是高温气冷堆

来源:
时间:2011-11-02 13:54:22
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什么是高温气冷堆 什么是高温气冷堆?高温气冷堆是用氦气作冷却剂,出口温度高的核反应堆。高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料,以石墨作慢化剂。堆芯出口温度为850~1000℃,甚至

       什么是高温气冷堆?高温气冷堆是用氦气作冷却剂,出口温度高的核反应堆。高温气冷堆采用涂敷颗粒燃料,以石墨作慢化剂。堆芯出口温度为850~1000℃,甚至更高。核燃料一般采用高浓二氧化铀,亦有采用低浓二氧化铀的。根据堆芯形状,高温气冷堆分球床高温气冷堆和棱柱状高温气冷堆。高温气冷堆具有热效率高(40%~41%),燃耗深(最大高达20MWd/t铀),转换比高(0.7~0.8)等优点。由于氦气化学稳定性好,传热性能好,而且诱生放射性小,停堆后能将余热安全带出,安全性能好。

        在“十一五”国家重大科技成就展上,科研人员介绍说,中国高温气冷堆的功率密度是压水堆的1/30,产生100万千瓦核裂变能的压水堆反应堆堆芯体积约30立方米,而高温气冷堆的堆芯体积是900立方米,这等于把一个百万千瓦大反应堆分成10个10万千瓦的小模块以增加表面散热面积,可确保在没有冷却剂冷却条件下反应堆能自动散热,燃料元件不会损坏。高温气冷堆这种安全特性被国际上称为不会熔化的反应堆,可满足第四代核能系统安标准,从而能够避免日本福岛核电站类似事故的发生。

       通俗地说,反应堆就是“原子锅炉”, 是通过控制核燃料的反应来产生原子能的装置。通常,反应堆的核燃料是铀235,在中子的作用下能够产生核裂变。一个铀235原子核吸收一个中子以后,会分裂成两个较轻的原子核,以热的形式释放出能量,并产生两个或者三个新的中子。在一定的条件下,新产生的中子会引发其它的铀235原子核裂变,这种反应延续下去,就是“链式裂变反应”。要形成“链式裂变反应”,不仅铀235要达到一定数量,还必须用慢化剂把高能量的中子减慢为“热”中子。控制反应堆中核燃料的反应使核能缓慢释放,并用载热剂从反应堆中导出热量,就能对核能加以利用。

现在世界上大部分反应堆用的是金属管棒状燃料元件,载热剂是水,不耐高温。即使是压水堆,最高温度也只能达到328摄氏度。而高温气冷堆的载热剂是氦气,用石墨作为慢化剂和结构材料,通过高科技工艺制造球形包覆燃料元件。它的堆芯温度可达1600摄氏度,氦气出口的温度高达900摄氏度,这是其它任何类型的反应堆都达不到的

  中国高温气冷堆核电站研发目标是以已建成运行的10兆瓦高温气冷实验堆为基础,攻克高温气冷堆工业放大与工程实验验证技术、高性能燃料元件批量制备技术,建成具有自主知识产权的20万千瓦级模块式高温气冷堆商业化示范电站。目前,高温气冷堆示范工程主设备采购已全面完成,均在核电设备制造质量管理体系监督下进行制造,设备国产化率超过75%,为中国发展第四代核电技术奠定了基础。
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