超临界水冷堆述评

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1、万方数据第43卷第8期原子能科学技术V01．43，No．82009年8月AtomicEnergyScienceandTechnologyAug．2009超临界水冷堆述评陆道纲1，彭常宏2(1．华北电力大学核科学与工程学院，北京102206I2．中科华核电技术研究院概率安全与可靠性研究所，广东深圳518026)摘要：超临界水冷堆(SCWR)是在高于水的临界点(374℃，22．1MPa)的温度和压力下运行的反应堆。相对于传统的轻水堆，它的热效率显著提高，可达45％。由于冷却剂在超临界状态下不发生相变，可直接与能量转换设备相联，从而简化了反应堆的结构

2、。在SCWR中不需再循环和射流泵、稳压器、蒸汽发生器、汽水分离器和干燥器。它的主要特点是经济性好。关键词：超临界水冷堆；概念设计；安全性中图分类号：TL421文献标志码：A文章编号：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为满足21世纪世界核电市场的需求，须面对以下挑战：1)降低建造成本(尤其是资本费)；2)改善安全性(尤其是公众安全)；3)减少因废物处置政策的变更而出现的长期性经济脆弱性，实现废物量的最少化；4)减少核物质扩散的可能性。面对上述挑战

6、，美国能源部核能科学技术办公室组织政府、企业及世界范围内的一些科研机构，就下一代核能技术(第4代，Genera—tionIV)的开发进行了广泛讨论，并组织成立了从事第4代核能技术研究开发的国际组织，即第4代国际论坛(GenerationIVInternational收稿日期：2008—05—23，修回日期：2008—07—25作者简介：陆道编J(1965--)，男，江苏江都人，教授，博士，核能科学与工程专业万方数据744原子能科学技术第43卷Forum，GIF)。GIF章程建立了国际间合作研究开发第4代核能系统的框架，并计划在2030年前使第4

7、代核能系统投入商业运行。在经过广泛的概念设计征集和比较论证后，GIF选定了6种第4代核能系统的设计概念作为研究开发的重点。6种核能系统包括：钠冷快堆系统(SFR)、铅冷快堆系统(LFR)、气冷快堆系统(GFR)、超高温堆系统(VHTR)、超临界水冷堆(SCWR)和熔盐堆系统(MSR)。成员国相信这些研究工作能够使核能成为全球的一种基本能源，并指出，第4代核能系统在经济性、安全性和可靠性、可持续性、防止核扩散等方面具有明显的优势。1)经济性。第4代核能发电系统的投资风险必须最小，希望核电站的投资费用为1000$／kw，建造时间为3～4a。2)安全

8、可靠性。第4代反应堆的设计要公开，通过具有透明度的综合反应堆试验，最可能发生事故的后果必须证明不会发生重大堆芯损伤。要制定出应急时防止给场外公众带来影