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1、萬方數(shù)據(jù)第43卷第8期原子能科學(xué)技術(shù)V01.43,No.82009年8月AtomicEnergyScienceandTechnologyAug.2009超臨界水冷堆述評陸道綱1,彭常宏2(1.華北電力大學(xué)核科學(xué)與工程學(xué)院,北京102206I2.中科華核電技術(shù)研究院概率安全與可靠性研究所,廣東深圳518026)摘要:超臨界水冷堆(SCWR)是在高于水的臨界點(diǎn)(374℃,22.1MPa)的溫度和壓力下運(yùn)行的反應(yīng)堆。相對于傳統(tǒng)的輕水堆,它的熱效率顯著提高,可達(dá)45%。由于冷卻劑在超臨界狀態(tài)下不發(fā)生相變,可直接與能量轉(zhuǎn)換設(shè)備相聯(lián),從而簡化了反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)
2、。在SCWR中不需再循環(huán)和射流泵、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、汽水分離器和干燥器。它的主要特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性好。關(guān)鍵詞:超臨界水冷堆;概念設(shè)計(jì);安全性中圖分類號:TL421文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1000—6931(2009)08—0743—07ReviewofSupercriticalWaterCooledReactorLUDao-gan91,PENGChang—hon92(1.SchoolofNuclearScienceandEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China
3、;2.ProbabilisticSafetyAssessmentandReliabilityAnalysisBranch,ChinaNuclearPowerTechnologyResearchInstitute,Shenzhen518026,China)Abstract:Thesupercriticalwatercooledreactor(SCWR)isessentiallylightwaterreactor(LWR)operatingathigherpressureandtemperaturebeyondthethermodynamiccri
4、ticalpointofwater(374℃。22.1MPa).ComparedtocurrentgenerationLWR,theefficiencyofaSCWRcanapproach45%.Withoperationheyordthecriticalpressurethecoolantremainssingle-phasethroughoutthesystem.Thus,recirculationandjetpumps,pressurizer,steamgenerators,andsteamseparatorsanddryersincur
5、rentLWRarealleliminated.ThemainmissionoftheSCWRisgenerationoflow-costelectricity.Keywords:supercriticalwatercooledreactor;conceptualdesign;safetycharacteristic為滿足21世紀(jì)世界核電市場的需求,須面對以下挑戰(zhàn):1)降低建造成本(尤其是資本費(fèi));2)改善安全性(尤其是公眾安全);3)減少因廢物處置政策的變更而出現(xiàn)的長期性經(jīng)濟(jì)脆弱性,實(shí)現(xiàn)廢物量的最少化;4)減少核物質(zhì)擴(kuò)散的可能性。面對上述挑戰(zhàn)
6、,美國能源部核能科學(xué)技術(shù)辦公室組織政府、企業(yè)及世界范圍內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu),就下一代核能技術(shù)(第4代,Genera—tionIV)的開發(fā)進(jìn)行了廣泛討論,并組織成立了從事第4代核能技術(shù)研究開發(fā)的國際組織,即第4代國際論壇(GenerationIVInternational收稿日期:2008—05—23,修回日期:2008—07—25作者簡介:陸道編J(1965--),男,江蘇江都人,教授,博士,核能科學(xué)與工程專業(yè)萬方數(shù)據(jù)744原子能科學(xué)技術(shù)第43卷Forum,GIF)。GIF章程建立了國際間合作研究開發(fā)第4代核能系統(tǒng)的框架,并計(jì)劃在2030年前使第4
7、代核能系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)行。在經(jīng)過廣泛的概念設(shè)計(jì)征集和比較論證后,GIF選定了6種第4代核能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念作為研究開發(fā)的重點(diǎn)。6種核能系統(tǒng)包括:鈉冷快堆系統(tǒng)(SFR)、鉛冷快堆系統(tǒng)(LFR)、氣冷快堆系統(tǒng)(GFR)、超高溫堆系統(tǒng)(VHTR)、超臨界水冷堆(SCWR)和熔鹽堆系統(tǒng)(MSR)。成員國相信這些研究工作能夠使核能成為全球的一種基本能源,并指出,第4代核能系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性、可持續(xù)性、防止核擴(kuò)散等方面具有明顯的優(yōu)勢。1)經(jīng)濟(jì)性。第4代核能發(fā)電系統(tǒng)的投資風(fēng)險(xiǎn)必須最小,希望核電站的投資費(fèi)用為1000$/kw,建造時間為3~4a。2)安全
8、可靠性。第4代反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)要公開,通過具有透明度的綜合反應(yīng)堆試驗(yàn),最可能發(fā)生事故的后果必須證明不會發(fā)生重大堆芯損傷。要制定出應(yīng)急時防止給場外公眾帶來影