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什么是高溫氣冷堆

放大字體 縮小字體 發布日期:2011-11-02 13:54:22   來源:全球新能源網資訊  編輯:www.danielbent.com/  瀏覽次數:867
核心提示:什么是高溫氣冷堆?高溫氣冷堆是用氦氣作冷卻劑,出口溫度高的核反應堆。高溫氣冷堆采用涂敷顆粒燃料,以石墨作慢化劑。堆芯出口溫度為850~1000℃,甚至更高。核燃料一般采用高濃二氧化鈾,亦有采用低濃二氧化鈾的。通俗地說,反應堆就是“原子鍋爐”, 是通過控制核燃料的反應來產生原子能的裝置。通常,反應堆的核燃料是鈾235,在中子的作用下能夠產生核裂變。一個鈾235原子核吸收一個中子以后,會分裂成兩個較輕的原子核,以熱的形式釋放出能量,并產生兩個或者三個新的中子。
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       什么是高溫氣冷堆?高溫氣冷堆是用氦氣作冷卻劑,出口溫度高的核反應堆。高溫氣冷堆采用涂敷顆粒燃料,以石墨作慢化劑。堆芯出口溫度為850~1000℃,甚至更高。核燃料一般采用高濃二氧化鈾,亦有采用低濃二氧化鈾的。根據堆芯形狀,高溫氣冷堆分球床高溫氣冷堆和棱柱狀高溫氣冷堆。高溫氣冷堆具有熱效率高(40%~41%),燃耗深(最大高達20MWd/t鈾),轉換比高(0.7~0.8)等優點。由于氦氣化學穩定性好,傳熱性能好,而且誘生放射性小,停堆后能將余熱安全帶出,安全性能好。

        在“十一五”國家重大科技成就展上,科研人員介紹說,中國高溫氣冷堆的功率密度是壓水堆的1/30,產生100萬千瓦核裂變能的壓水堆反應堆堆芯體積約30立方米,而高溫氣冷堆的堆芯體積是900立方米,這等于把一個百萬千瓦大反應堆分成10個10萬千瓦的小模塊以增加表面散熱面積,可確保在沒有冷卻劑冷卻條件下反應堆能自動散熱,燃料元件不會損壞。高溫氣冷堆這種安全特性被國際上稱為不會熔化的反應堆,可滿足第四代核能系統安標準,從而能夠避免日本福島核電站類似事故的發生。

       通俗地說,反應堆就是“原子鍋爐”, 是通過控制核燃料的反應來產生原子能的裝置。通常,反應堆的核燃料是鈾235,在中子的作用下能夠產生核裂變。一個鈾235原子核吸收一個中子以后,會分裂成兩個較輕的原子核,以熱的形式釋放出能量,并產生兩個或者三個新的中子。在一定的條件下,新產生的中子會引發其它的鈾235原子核裂變,這種反應延續下去,就是“鏈式裂變反應”。要形成“鏈式裂變反應”,不僅鈾235要達到一定數量,還必須用慢化劑把高能量的中子減慢為“熱”中子??刂品磻阎泻巳剂系姆磻购四芫徛尫?,并用載熱劑從反應堆中導出熱量,就能對核能加以利用。

現在世界上大部分反應堆用的是金屬管棒狀燃料元件,載熱劑是水,不耐高溫。即使是壓水堆,最高溫度也只能達到328攝氏度。而高溫氣冷堆的載熱劑是氦氣,用石墨作為慢化劑和結構材料,通過高科技工藝制造球形包覆燃料元件。它的堆芯溫度可達1600攝氏度,氦氣出口的溫度高達900攝氏度,這是其它任何類型的反應堆都達不到的

  中國高溫氣冷堆核電站研發目標是以已建成運行的10兆瓦高溫氣冷實驗堆為基礎,攻克高溫氣冷堆工業放大與工程實驗驗證技術、高性能燃料元件批量制備技術,建成具有自主知識產權的20萬千瓦級模塊式高溫氣冷堆商業化示范電站。目前,高溫氣冷堆示范工程主設備采購已全面完成,均在核電設備制造質量管理體系監督下進行制造,設備國產化率超過75%,為中國發展第四代核電技術奠定了基礎。
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關鍵詞: 高溫氣冷堆 反應堆 核燃料

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