超高温气冷堆介绍

超高温气冷堆(VHTR)调研报告 3 31.1高温气冷堆—实验堆 31.2高温气冷堆—原型堆 3 42.目前各个国家的发展状况 4 5 8 9 9 6.总结 参考文献 1.1高温气冷堆—实验堆英国1960年建造20MW实验堆“龙堆”(Dragon).美国1967年建成40MW的桃花谷(PeachBottom)实验堆。德国1967年建成15MW的球床高温气冷堆(AVR),并发展了具有自己特色的球形燃1.2高温气冷堆—原型堆美国1968年建造330MW圣·符伦堡(FortStvrain)电站，1976年并网发电。客观要求：美国三里岛事故发生后，人们设2.目前各个国家的发展状况和圣弗伦堡核电站等)建设和运行中已得到了充分的开发和验证，并且是GT-MHR欧盟也在积极研发高温气冷堆电站，组织了欧洲工业界和科研机构的近20多家单位在EURATOM框架内开展了下一代高温气冷堆HTR/VHTR的研究项目，作为世界著名核供应商的阿海珐(AREVA)集团也正在以往参与GT-MHR设计中获得的经验的基础上开发甚高温VHTR以1000℃的堆芯出口温度供热，这种热能可用于制氢或为石化和其它工业提供工艺热。参考堆的热功率为600MWt,堆芯通过与其相连的一个中间热交换器释放工艺热，反应堆芯可以是像正在日本运行的HTTR那样的棱柱形块堆芯，或者是象正在我国运行的VHTR参考堆的主要参数见表1³],反应堆参数参考值反应堆功率600MWth冷却剂进/出口温度640/1000℃堆芯进/出口压力取决于具体的工艺氦气质量流量堆平均功率密度6~10MWth/m³参考燃料组成碳化锆包层的燃料颗粒，可以是块状、柱状或球状核电厂净热效率涂层颗粒(c)球状燃料元件图1球状燃料元件冷却剂孔，真径18.2mm(6个)燃料孔，五径15.8mm(132个)2可燃毒物棒冷却剂流汉燃料稀亮接A-A副丽定位销槽(3个)《b)校枉形元件图2柱形燃料元件5g.1VHTNmelvehersurshuotmmert/SDDEremnemsMinHRRsVHTR设计主要设计特点体现在：奉冷却剂氦为单相、不冷凝、惰性，不受反应性影响。氦冷却剂决定了泄漏率必须低。奉石墨堆芯热容量高，减缓热响应和在超高温条件下结构稳定，功率密度约是轻水的奉有限的反应堆总功率需通过传导和辐射就具备了最终热阱的能力，同时不会损伤燃料4.VHTR堆型的优缺点剂出口温度高(高于850℃)、功率密度大(大于6MW/m³)、燃料和材料寿命长(大于40和很大的温升裕度，使反应堆在任何情况下即使不进行人为的干预也能安全停堆，同时停堆后的热量(余热)可以依靠自然对流、热传导和辐射等自然机理传输到堆外，保证堆芯燃料元件的最高温度限制在其允许温度以下，因而在任何情况下也不会发生堆芯熔毁、放射性外奉综合效益高：VHTR冷却剂出口温度在1200℃时的热效率能达到60%。这不仅能提图6VHTR热效率与冷却剂出口的温度对比到世界先进水平，为商业化开发奠定了坚实的基础。20万千瓦级高温气冷商用示范堆5.2VHTR需要填补的技术缺口4使堆芯出口温度从850℃提高到1000℃,甚至更高温度；综上所述，超高温气冷堆(VHTR)是一种功率高、应用范围广、安全性高的重要设计方多50%的电能。同时由于出口温度高，VHTR还可以应用于多种工艺应用，如制氢、工业热或联产利用的各种领域等。这是解决未来电力和运输用燃料需求的一个有效途径和方向。温反应堆材料的研究，将会对未来反应堆材料的研究起重要作用。[2]刘志铭.四代核能系统中高温气冷堆VHTR技术的初步跟踪分析[C].中国电机工程学会核能发电分会2009年学术年会，2009;453-461.[6]TimAbram,SueIon.Generatio