我國建成和在建的核電機組,共有70多台。核反應堆包括四種堆型,分别為:壓水堆、重水堆、高溫氣冷堆和快堆。其中壓水堆占絕大多數,如田灣核電站、福清核電站等;重水堆的代表項目為秦山三期核電站;高溫氣冷堆的代表項目為山東石島灣核電站;快堆的代表項目為在建的霞浦核電站。
我國核電站堆型及分布
1、壓水堆
全稱為"壓力水慢化冷卻反應堆",是以加壓的、未沸騰的普通水作為慢化劑和冷卻劑的反應堆。由燃料組件、慢化劑兼冷卻劑、控制棒組件、可燃毒物組件、中子源組件、堆芯吊籃和壓力容器等組成。
壓水堆壓力容器内部結構示意圖
壓水堆由于結構緊湊、體積小、功率密度高、平均燃耗較深,放射性裂變産物不易外逸,具有良好的功率自穩自調特性、比較安全可靠等優點,獲得了廣泛的應用。
壓水堆核電站一二回路示意圖
2、重水堆
重水堆是以重水(氧化氘)作為慢化劑的反應堆,分壓力容器式和壓力管式兩類。秦山三期核電站采用加拿大開發的坎杜型(CANDU型)壓力管式重水堆。坎杜型堆的特點是堆心使用壓力管(代替壓水堆的壓力容器),用重水作為慢化劑和冷卻劑,以天然鈾作燃料,可不停堆更換燃料。
壓力管式重水堆核電站系統圖
反應堆本體為一水平放置的筒形容器(稱排管容器),裡面盛低溫低壓的重水慢化劑。容器内貫穿有許多水平壓力管道,其中裝有燃料棒束和作為冷卻劑的高溫、高壓重水。由主回路水泵輸送冷卻劑,經過燃料管道,把燃料發出的熱量帶出堆心,然後經過蒸汽發生器,加熱二次側的輕水使其産生蒸汽,以供給汽輪機-發電機組發電。排管容器由超低碳不鏽鋼制造,壓力管由锆-铌合金制造。整個排管容器連同其内容物,放置在帶不鏽鋼襯裡的混凝土堆室中。堆室内充以輕水,起冷卻和屏蔽作用。
3、高溫氣冷堆
高溫氣冷堆(HTGR)使用石墨作為慢化劑,不僅可以使用低濃縮鈾作為燃料,也可以使用高濃縮鈾和钍燃料,實現钍-鈾燃料循環。其堆芯可以采用球形元件,也可以采用柱狀元件。高溫氣冷堆的出口溫度理論上最高可達1,000℃,遠高于一般輕水堆。
高溫氣冷堆利用氦氣冷卻,石墨作為慢化劑,固有安全特性好。在控制裝置都失效的狀态下,球床反應堆也很難導緻堆芯熔化。這種設計可以讓核燃料燒得更透徹,并能較好地防止裂變産物逸出外界。高溫氣冷堆的熱效率可達到50%,高于其它多數堆型。高溫氣冷堆不依賴水冷卻,可以建在冷卻水源不足的地方。
4、快堆
全稱快中子反應堆,快堆在運行中既消耗核燃料,又産生新的裂變材料,而且所産生的,多于所消耗的,因此,快堆屬于增殖反應堆。快堆可将鈾資源的利用率提高到60%-70%。霞浦示範快堆工程,建設兩台60萬千瓦核電機組,第一台機組預計2024年建成發電,第二台機組預計2026年建成投入商業運行。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!