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日读核史丨高温堆迈向产业化

发布时间:2023/2/16 0:16:29   
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来源:中核集团

核工业一路走来,与共和国一同成长。其间既饱含创业艰难百战多的坎坷,又不乏令人荡气回肠的激情时刻,既洋溢着自强奋发的主旋律,又体现着海纳百川的博大精深。本栏目每日对核工业史上的1件大事进行回放和述说。尽管远不足以反映全貌,却可管窥中国核工业的成长历程。

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年6月14日,国家“”计划重点能源项目——我国第一座10兆瓦高温气冷实验堆在清华大学动工兴建,该堆于年12月21日建成。

10兆瓦高温气冷实验堆

高温气冷堆迈向产业化

从年清华大学承担的高温气冷堆研究被列入国家高技术研究发展计划(“”计划),到年6月14日我国第一座10兆瓦高温气冷实验堆在清华大学动工兴建,到年12月21日建成,再到年1月实现满功率并网发电,我国终于成为世界上为数很少的几个掌握了高温气冷堆技术的国家之一,为实现高温气冷堆产业化和国产化打下了良好的基础。

高温气冷堆是第三代气冷堆,以惰性气体作冷却剂,以石墨作慢化剂,采用颗粒状燃料元件,以石墨为包壳材料和结构材料。石墨和氦气吸收热中子的概率小,高温气冷堆在维持链式裂变反应以后,可以有较多的剩余中子来实现较高的燃料转换率(0.7~0.8),比较深的燃耗(可达8万兆瓦日/吨)。同时,颗粒燃料的表面积大、氦气传热性能好、石墨材料耐高温。上述特点,决定了高温气冷堆是一种高温、深燃耗和高功率密度的先进反应堆。

高温气冷堆的安全性有很好的保证。一是氦气不活化,没有相变,是惰性气体,在高温下不会腐蚀设备和管道。二是在核反应过强、功率过大、温度升得过高时,能够自动降低反应性,保证功率和温度控制在规定范围。三是石墨热容量大,即便是发生事故时,也不会引起温度骤然升高,石墨耐高温,堆芯熔化概率很低。四是颗粒燃料有多层包壳,燃料元件在堆内几乎不会破裂,可有效防止放射性物质外泄。五是有自动安全特性,事故工况下的余热,可以自动传到压力容器外的堆腔表面冷却器,通过自然循环将热量散发到大气中。

目前,采用高温气冷堆技术,正在建设中的山东石岛湾核电项目正是国家中长期科技发展规划纲要16个重大专项之一——“大型先进压水堆和高温气冷堆核电站”的组成部分,目标是建设世界上第一座具有第四代核能系统安全特征的20万千瓦级高温气冷堆核电站,有望成为我国建设创新型国家的标志性工程之一。



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