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1、核電廠核反應(yīng)堆美企公布ThorCon熔鹽堆設(shè)計(jì)【本刊2015年2月綜合報(bào)道】美國(guó)Martingale公司2015年1月初公布了一種被稱為ThorCon的熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)以美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(OＲNL)在20世紀(jì)60年代運(yùn)行的熔鹽實(shí)驗(yàn)堆(MSＲE)為基礎(chǔ)。ThorCon設(shè)計(jì)罐體ThorCon的核心是一個(gè)密封罐體。該罐體中有一座557MWt反應(yīng)堆(位于被稱為Pot的容器中)、一個(gè)一回路換熱器(PHX)和一臺(tái)一回路泵(PLP)(詳見圖1)。燃料鹽是一種由氟化鈉、氟化鈹、氟化鈾和氟化釷組成的混合物。在一回路泵作用下，704℃的液體燃料從Pot頂部流出
2、，并以略低于3000kg/s的流速進(jìn)入一回路換熱器中。在該換熱器中，燃料鹽將熱量傳遞給二回路鹽溶液，并被冷卻至564℃。然后燃料鹽將從Pot底部流入，并向上流動(dòng)，通過反應(yīng)堆堆芯。堆芯主要由被稱為慢化劑的石墨磚組成。石墨能夠?qū)⒘炎儺a(chǎn)生的高速中子(快中子)減速成為速度較慢的中子(熱中子)，使圖1ThorCon罐體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)燃料鹽中的易裂變鈾發(fā)生裂變(從而將燃料鹽加熱至704℃)以及(間接)使部分釷轉(zhuǎn)變加熱以提高電廠效率。表2顯示了上述4為易裂變鈾。ThorCon一回路的主要設(shè)計(jì)參個(gè)回路的主要參數(shù)。數(shù)詳見表1。膜式壁深井ThorCon的一個(gè)獨(dú)特且極為重要的特
3、性罐體位于一個(gè)地下深井中。深井的頂是采用了膜式壁。每個(gè)深井均配備了一個(gè)部距離地表約29米(詳見圖2)。二回路鹽膜式壁。這種壁由諸多立式鋼管組成，這些溶液由氟化鈉和氟化鈹組成，其中不含鈾和鋼管通過焊接在其上的鋼板連接在一起。釷。熱的二回路鹽溶液從一回路換熱器頂這些管被注滿了水，且通過頂部和底部的環(huán)部被泵出后流入二回路換熱器，并將熱量傳形集流管聯(lián)通。頂部集流管通過一根立管遞給被稱為太陽(yáng)鹽的溶液。太陽(yáng)鹽溶液由與一個(gè)冷卻水池中的換熱器相連。該換熱硝酸鈉和硝酸鉀組成，常在太陽(yáng)能電廠中作器的出口通過一根降液管與膜式壁的底部為儲(chǔ)能介質(zhì)使用。太陽(yáng)鹽溶液將熱量傳遞集流管
4、相連。至蒸汽回路，產(chǎn)生超臨界蒸汽，并對(duì)蒸汽再罐體采用熱輻射的方式將熱量傳遞給深18國(guó)外核新聞2015．2核電廠核反應(yīng)堆井的膜式壁，并將壁管中的部分水轉(zhuǎn)變?yōu)檎舴磐瓿杉s2小時(shí)后達(dá)到峰值，約4.7MW。汽。這種蒸汽/水混合物通過自然循環(huán)上升此時(shí)，排放槽的溫度約為960℃。之后，將開到冷卻池的換熱器中。經(jīng)過冷卻之后，蒸汽始一個(gè)緩慢的冷卻過程。這一過程完全是將冷凝為水，并返回膜式壁底部。而冷卻水非能動(dòng)的，不需要操作員干預(yù)，無(wú)需閥門操池中的水可通過濕式或干式冷卻塔冷卻。即作，也無(wú)需外部電力。使選擇較為低價(jià)的濕法方案，每天僅需要為冷卻水池補(bǔ)充不到1立方米的水，就可滿
5、足特點(diǎn)一個(gè)模塊的罐體冷卻需求。ThorCon具有安全性好、無(wú)需新技術(shù)、可深井膜式壁還可冷卻裝有燃料鹽的燃快速部署、設(shè)備可更換和經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。料鹽排放槽(FDT)。該槽是使用低鈷含量安全性的Haynes230合金制造的，是ThorCon中唯ThorCon是一種簡(jiǎn)單的熔鹽堆設(shè)計(jì)。與一使用超耐熱合金制造的設(shè)備。該槽位于所有現(xiàn)有反應(yīng)堆不同，它使用液體燃料。如罐體正下方，是一個(gè)高且瘦的矩形槽。這種果因任何原因出現(xiàn)過熱，反應(yīng)堆都能自動(dòng)實(shí)安排是為了提供足夠的散熱面積，從而使裝現(xiàn)自我停堆，將燃料從一回路排出，并以非有燃料鹽的峰值槽溫低于Haynes230合金能動(dòng)方式
6、排出衰變熱，不需要任何操作員干的限值。在滿功率工況下完成向該槽的燃預(yù)。實(shí)際上，操作員的任何行為都不能阻止料鹽排放之后，傳遞至膜式壁的衰變熱在排燃料的排放和反應(yīng)堆的冷卻。表1ThorCon一回路主要設(shè)計(jì)參數(shù)罐體輸出電功率(MW):250.0罐體輸出熱功率(MW):557.0組份:NaF-BeF2-ThF4-UF4燃料鹽摩爾分?jǐn)?shù):76%-12%-9.8%-2.2%燃料鹽流速(kg/s):2934Pot入口溫度(℃):564.0Pot出口溫度(℃):704.0回路通過時(shí)間(s):13.8Pot入口壓力(Bar)1.65一回路泵(kW)1006易裂變鈾凈消耗量
7、(kg/a)112電廠總效率:44.9%燃料中的釷含量:25.1%罐體外徑(m):7.259罐體高度(m):11.738Pot外徑(m):4.961Pot高度(m):5.717罐體重量(不含鹽)(t):381.767燃料鹽質(zhì)量(t):40.51519國(guó)外核新聞2015．2核電廠核反應(yīng)堆圖2ThorCon設(shè)計(jì)的整體布局ThorCon反應(yīng)堆位于地下30米深處，使發(fā)生一回管道破裂，也不會(huì)向外擴(kuò)散能在燃料鹽與大氣之間有四道氣密屏障:罐量和發(fā)生相變。溢出的燃料僅會(huì)向排放槽體內(nèi)的一回路管道、罐體、深井腔室和深流動(dòng)，并在該槽冷卻。包括鍶-90和銫-137井大廳。其中
8、前三道屏障位于地下超過在內(nèi)的最令人擔(dān)憂的裂變產(chǎn)物將以化合物25米深處。與當(dāng)前的所有反應(yīng)堆不同，
