核專業(yè)知識講座-第四代核能系統(tǒng).ppt

1,核專業(yè)知識講座 第四代核能系統(tǒng),2,一、第四代核能系統(tǒng)簡述,六種第四代核能系統(tǒng),3,1.氣體冷卻快堆系統(tǒng)（gfr),系統(tǒng)描述：氣體冷卻快堆是一種快中子能譜的氦氣冷卻反應堆，具有封閉的燃料循環(huán)。堆芯布局可以基于菱形的塊狀、柱狀或板狀燃料組件進行布置。gfr采用直接循環(huán)的布朗循環(huán)氣輪機進行發(fā)電，或者可以隨時利用其為生產(chǎn)氫的熱化工產(chǎn)品供熱。,4,優(yōu)點：快中子跟錒系元素結(jié)合將放射性廢物減到最少。能更有效利用易裂變和可轉(zhuǎn)換的材料。 發(fā)展情況：gfr的技術(shù)主要來源于大量的熱中子氣體反應堆和少量的快中子氣體冷卻反應堆的設計。英、德、美、日、中、南非、俄。,5,2.鉛冷卻快堆系統(tǒng)（lfr）,系統(tǒng)描述：鉛冷卻快堆是一種快中子能譜的鉛或鉛/鉍合金液態(tài)金屬冷卻的反應堆，并且具有封閉的燃料循環(huán)，便于可轉(zhuǎn)換鈾的有效轉(zhuǎn)化和錒系元素的管理。,6,優(yōu)點：裝置具有較長的壽期，整個堆芯可以在工廠制造組裝完全、不需要任何電氣化學方面的能量轉(zhuǎn)換。 發(fā)展情況：俄羅斯?jié)撏в玫你U-鉍合金冷卻反應堆技術(shù)、一體化快堆金屬合金燃料重復利用和再加工技術(shù)的開發(fā)。,7,3.熔鹽反應堆系統(tǒng)（msr）,系統(tǒng)描述：熔鹽反應堆是在超熱能中子譜反應堆和完全重復利用錒系元素的燃料循環(huán)，以及在熔鹽燃料混合物的循環(huán)流動中產(chǎn)生裂變能。熔鹽燃料流經(jīng)石墨堆芯通道，產(chǎn)生超熱能中子。在熔鹽中產(chǎn)生的熱量通過一臺中間熱交換器傳遞到二回路冷卻系統(tǒng)，然后通過一臺三級熱交換器傳遞到能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 。,8,優(yōu)點：采用封閉的燃料循環(huán)特別能夠提高钚和微量錒系元素的燃耗。熔化的氟化鹽具有優(yōu)良的熱傳遞性能，并且蒸發(fā)壓力非常低，降低了壓力容器和管系的應力。 發(fā)展情況：主要是用于航天器推動。1954年的航天器反應堆試驗對堆能否達到的最高溫度(850)進行了驗證。以及溶鹽燃料的穩(wěn)定性問題及與石墨鎳基材料的兼容性問題。,9,4.鈉冷卻快堆系統(tǒng)（sfr）,系統(tǒng)描述：鈉冷卻快堆是一種快中子能譜的鈉冷卻反應堆，具有封閉的燃料循環(huán)，有利于錒系元素的有效管理和可轉(zhuǎn)換鈾的有效轉(zhuǎn)化。該系統(tǒng)重要的安全特征是較長的熱響應時間、較寬的冷卻劑沸騰范圍、主回路系統(tǒng)在接近大氣壓的條件下運行、在一回路系統(tǒng)中的放射性鈉與電廠的水和蒸汽之間有一個中間的鈉系統(tǒng)。,10,優(yōu)點：sfr 可用于電力市場，同時由于sfr是快中子能譜反應堆，sfr更能夠有效的利用那些可再利用的易裂變和可轉(zhuǎn)換的材料。 發(fā)展情況：法國、日本、德國、英國、俄羅斯和美國等國家已建造和運行了鈉冷液態(tài)金屬反應堆,功率范圍從1.1mwt到1200mwt不等。,11,5.超臨界水冷卻反應堆系統(tǒng)（scwr),系統(tǒng)描述：超臨界水冷卻反應堆系統(tǒng)是一種高溫高壓的水冷反應堆，它可以在高于水的熱力學臨界點的工況下運行。反應堆所采用的燃料為氧化鈾。scwr系統(tǒng)設計的主要目的是為了生產(chǎn)高效的電力產(chǎn)品。,12,優(yōu)點：系統(tǒng)的熱效率比目前的輕水反應堆高大約三分之一，同時也可以簡化裝置的配置。 發(fā)展情況：其中許多技術(shù)可以在現(xiàn)有的輕水堆和超臨界水冷化石燃料商用電站中找到，目前還沒有scwr的原型堆。,13,6.超高溫反應堆系統(tǒng)（vhtr）,系統(tǒng)描述：超高溫反應堆系統(tǒng)是一種石墨慢化氦氣冷卻的、具有一次性鈾燃料循環(huán)的反應堆。反應堆是一個600mwt的堆芯，它與一臺中間熱交換器相連進行熱量的傳遞可以用于生產(chǎn)氫產(chǎn)品、或為石化工業(yè)或其它工業(yè)用途供熱。,14,優(yōu)點：高效率，可以用于供熱、發(fā)電。同時，靈活地采用鈾/钚燃料循環(huán)并有助于廢物的最小化。 發(fā)展情況：基本技術(shù)已經(jīng)在先前的高溫氣冷堆項目中形成了，在中國的htr-10中也準備驗證在10mwt的功率水平上進行發(fā)電和熱電聯(lián)供的可行性。,15,二、第四代核能系統(tǒng)的研究開發(fā)計劃,第四代核能系統(tǒng)的目標是使這些系統(tǒng)能夠在2030年之前得到廣泛的應用下表列出了六種第四代核能系統(tǒng)研究開發(fā)的主要時間節(jié)點及其研究開發(fā)所需的經(jīng)費初步預算。,在可行性研究和論證階段，要證明一些關(guān)鍵技術(shù)是可行的如果上述兩個階段的研究工作進展順利的話，至少還需要用6年的時問開展實際驗證 工作，估計需要幾十億美元的資金。,16,中國核電的未來,目前，中國核電發(fā)展已經(jīng)走過了20年的路程，運行與在建的核電機組總?cè)萘恳呀咏?0gw，核電發(fā)電量約占全國總發(fā)電量的2%左右，已形成了浙江秦山、廣東大亞灣、江蘇田灣三大核電基地，因此已具備了穩(wěn)定發(fā)展的基礎。 第四代核電中，達成共識的六種新型核電堆型中至少三種是快堆，由此可見由熱堆電站向快堆電站過渡的態(tài)勢。中國已開始快堆技術(shù)的開發(fā)研究，在國家“863計劃”的支持下，中國的實驗快堆正在加緊建設，預計在“十一五”初期即可建成并投入運行。目前我國加快大型快堆電站的開