高温气冷堆技术的发展历史.pdf

《高温气冷堆技术的发展历史.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、高温气冷堆技术的发展历史1000MWe电功率固有安全300100－300MWeMWe早期气冷堆高温气冷堆模块式高温气冷堆Magnox+AGRHTGRMHTGRCO2冷却剂陶瓷包覆燃料元件陶瓷包覆燃料36+14台机组元件氦气冷却剂氦气冷却剂700-950个°C700-950个°C3台试验堆2台试验堆1950年代21970台原型堆年代1980年代123SIEMENSHTR-Module功率：200MW电功率：80MW堆芯平均功率密度：3MW/M3主回路氦气压力：6.0MPa堆芯出口热氦气温度：700℃堆芯入口冷氦气温度：250℃46厘米直径的“煤球

2、形”核燃料5模块式高温气冷堆的固有安全特性1，高温气冷堆停堆后的余热通过反应堆压力壳表面散出。不需要专设设施以防止堆芯熔化。排除堆芯熔化。0.080.07燃料元件耐1600℃高温0.060.050.040.03堆内石墨提供大热容0.02剩余发热量（相当于满功率的份额）0.0101.E-61.E-41.E-21.E+01.E+21.E+4瘦长型堆芯有利于散热时间（小时）限制反应堆功率高温堆：对付1000kW余热（约1/200）2，简化系统ReactorSystem62个实验堆：中国的HTR-10；日本的HTTR。3个商业示范电站：南非的P

3、BMR，热功率400MW，球床；中国的HTR-PM，热功率458MW，球床；美俄的GT-MHR，热功率600MW，棱柱。7南非PBMR：热功率400MW，电功率165MW，氦气温度：500/900℃，直接氦气循环，主设备已经订货8美国GA和俄罗斯OKBM的GT-MHR：600MW热功率9美国2004年启动NGNP(NextGenerationNuclearPlant,下一代核电站)项目，计划在美国爱达荷建设热功率400-600MW超高温气冷堆，50MW用于制氢，其余发电。西屋公司、AREVA公司和GA公司正在积极准备竞标获得建造合同。法国A

4、REVANP公司也在加快发展高温气冷堆，2004年已经投入超过100人年，2600万美元的预算，2005年进一步增加人力。他们的反应堆技术方案同GT-MHR类似，正在研究中间热交换器，以采用间接氦气轮机循环发电。法国原子能委员会正在开展一系列有关高温气冷堆的研究。日本在HTTR堆运行之后，已把高温气冷堆列入长期研发计划。韩国政府计划发展高温气冷堆技术，韩国原子能研究院和清华大学于2004年成立了中韩联合核能制氢研究中心。10中国“863”计划高温气冷堆历史回顾1986－1990：单项关键技术研究1990－1992：报国务院立项1992－

5、1994：工程前期工作1995－2000：设计建造安装调试2000年12月：建成并首次临界2003年1月：满功率发电1110MW高温气冷堆外景12反应堆系统反应堆热功率,MW10一回路压力,MPa3氦气入口温度,℃250/300氦气出口温度,℃700/900燃料球数目2700013反应堆和蒸汽发生器舱室1410MW高温气冷堆实现满功率运行2003年1月29日主控制室仪表显示达到10MW满功率核裂变产生的热量经发电后通过冷凝器排出15堆芯横截面16直径6厘米的燃料球17包覆颗粒燃料元件主要性能指标达到国际先进水平制作了20000个燃料元件，

6、每一批的34项性能均达到10MW高温气冷堆的设计要求燃料元件的破损率达到世界最好水平清华日本德国计划指标1.4×10-53.1×10-53×10-53×10-4燃料元件在俄罗斯的辐照燃耗已达100000MWd/t(U)，受辐照的4个燃料元件中的3万多个包覆燃料颗粒没有一个因为辐照破损18至2006年3月累计运行469天35250.0DaysofoperationIntegratedpower30200.025150.02015100.0Daysofoperation10Integratedpower(MWD)50.0500.0135791113

7、15171921232527293133353739Time(MonthsinceJanuary2003)19丧失冷却+不紧急停堆实验按照核安全局批准的程序，旁通反应堆紧急停堆系统。关闭风机，关闭二回路隔离阀：丧失冷却。控制棒不下落，反应堆堆芯温度缓慢上升由于堆芯燃料的负温度系数（当温度升高，反应堆功率下降），反应堆功率自动下降。。最终堆芯剩余发热和通过反应堆压力壳表面散发的热量建立平衡，反应堆温度开始下降。反应堆堆芯燃料最高温度始终低于安全限制(1600℃)，放射性释放没有明显增加。20重要安全实验：功率和风机转速的变化过程3500

8、30002500功率(kw)2000风机转速（rpm)15001000500015:2015:5016:2016:5017:2017:5018:202