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楼主: Nighthawk
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[民用核能] 高温气冷堆讨论专贴

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shaolin1254 发表于 2011-3-12 18:36 | 显示全部楼层
切尔诺贝利事故再次上演
 楼主| Nighthawk 发表于 2011-3-12 18:49 | 显示全部楼层
发一张在成就展上看到的山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站规划模型。提醒一下,日本福岛核电站的话题请到此贴讨论:http://www.9ifly.cn/sub/redirect.php?tid=5745&goto=lastpost#lastpost

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超人men 发表于 2011-3-13 09:16 | 显示全部楼层
到底是谁先把“turbine”翻译成“透平”的?搞得我当初纠结了好久…………
sarchiel 发表于 2011-3-21 20:46 | 显示全部楼层
石岛示范堆要是敢这么试试,我才会相信

不过按照清华的文章,这种情况下堆芯石墨不会起火,包覆燃料颗粒不会破损,裂变产物的释放微小
wxx160 发表于 2011-1-19 23:44
云从龙 发表于 2011-3-23 21:16 | 显示全部楼层
接近实用化的的是高温气冷堆,前途是两者的结合。
横空出世 发表于 2011-1-25 16:36



    高温气冷快堆?好科幻啊!
kktt 发表于 2011-3-26 13:28 | 显示全部楼层
江西省鹰潭市政府到核研院考察高温气冷堆技术   

    2011年3月4日上午,江西省鹰潭市市长钟志生、副市长熊茂平、发改委主任周瑛等一行9人在华能核电开发公司副总经理刘川等人的陪同下访问了核研院。核研院党委副书记唐亚平接待了来宾。

    唐亚平就核研院的历史和特色、主要研究领域和成果、目前重大项目和发展规划等情况向来宾做了总体介绍,并阐述了高温堆示范电站国家科技重大专项对于我国自主创新能力建设的重要意义。来宾一行对高温气冷堆技术及其广泛的应用前景表现出浓厚的兴趣。

    来宾随后参观了10MW高温气冷实验堆和先进反应堆工程实验室,详细了解了高温气冷堆的技术特点、安全性能及其在核能制氢等领域的应用前景。

http://www.inet.tsinghua.edu.cn/ ... A%C4%DA%D0%C2%CE%C5
kuangshan 发表于 2011-3-27 17:51 | 显示全部楼层
鹰潭想干嘛!
国产航发 发表于 2011-3-31 15:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 国产航发 于 2011-3-31 15:52 编辑

高温气冷堆的致命缺陷:乏燃料尚不能回收利用

  优点:模块化高温气冷堆设计,采用耐高温包覆颗粒燃料,不会出现堆芯熔化事故,石墨慢化、氦气做冷却剂、全寿命的负温度系数,是安全性能很好的机型。由于采用高温氦气透平直接循环,热效率高;非能动安全系统,简化系统;采用一次通过循环,乏燃料不作后处理,因而有较好的经济性。
  缺点:乏燃料后处理技术十分困难,难于实现裂变物质的转化和增殖,所包含的裂变物质和锕系元素难于处理处置,在资源和环境上都不符合可持续发展的要求。
  缺点是致命的,没有前途!
国产航发 发表于 2011-3-31 15:55 | 显示全部楼层
  高温气冷堆顶多算准四代,燃料处理上不符合四代标准要求。
StarDreadnought 发表于 2011-3-31 16:11 | 显示全部楼层
国产航发 发表于 2011-3-31 15:51
高温气冷堆的致命缺陷:乏燃料尚不能回收利用
  优点:模块化高温气冷堆设计,采用耐高温包覆颗粒燃料, ...

如果有快堆的话可以用快堆来烧。
国产航发 发表于 2011-3-31 16:16 | 显示全部楼层
  快中子增殖堆也只能算准四代,缺点是快中子增值反应堆中的核反应会产生核武器的重要原料钚-239,因而有较大的核武器扩散风险。
国产航发 发表于 2011-3-31 16:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 国产航发 于 2011-3-31 16:22 编辑

快中子增值反应堆的优缺点
  快中子增殖堆也只能算准四代。
  优点:发展和推广快堆,因此被认为从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题。快中子反应堆代表了第四代核能系统的发展方向,其形成的核燃料闭合式循环,可使天然铀资源利用率从压水堆的约1%提高至60%以上,同时还能让核废料充分燃烧,减少污染物质的排放,实现放射性废物最小化。由于利用率的提高,相对较贫的铀矿也有了开采的价值,这将使世界可采铀资源增加千倍。快堆是当今惟一现实的增殖堆型。运行时一方面消耗裂变燃料(铀-235或钚-239等),同时又生产出裂变燃料(-239),而且产大于耗,真正消耗的是在热中子反应堆中不大能利用的、且在天然铀中占99.2%以上的铀-238,-238吸收中子后变成钚-239。在快堆中,裂变燃料越烧越多,得到了增殖,故快堆的全名为快中子增殖反应堆。
  缺点:快中子增值反应堆中的核反应会产生核武器的重要原料钚-239,因而有较大的核武器扩散风险。
国产航发 发表于 2011-3-31 16:24 | 显示全部楼层
  对已经有核国家来说,快堆比高温气冷堆来得好。
北极企鹅 发表于 2011-3-31 22:14 | 显示全部楼层
球床堆没有传说的那么安全,存在堆芯温度过高燃料球破裂的危险
(道)听(途)说
sssabc 发表于 2011-4-7 16:22 | 显示全部楼层
德国的原型堆都停了。燃料球的温度不可控,过热导致破裂,放射性比压水堆高不少,而且放射性石墨粉尘更难处理。
北极企鹅 发表于 2011-4-13 22:20 | 显示全部楼层
好像大家对这个都不太感冒,召唤CD电网
kktt 发表于 2012-1-18 14:42 | 显示全部楼层
http://www.chinaequip.gov.cn/2012-01/12/c_131355999.htm

上鼓高温气冷堆氦气压缩机各项试验圆满成功
www.chinaequip.gov.cn         2012-01-12 来源: 中国工业报          

    2011年12月20日下午,上海鼓风机厂有限公司承担设计制造的国家科技重大专项研发课题——高温气冷堆核电站燃料球输送用氦气压缩机,经过72小时连续运转试验达标后,圆满通过了清华大学核研院的型式试验的出厂验收。为了保证压缩机的高安全性,上鼓公司先后进行了10公斤压力的氮气全性能试验,1公斤、30公斤压力额定转速下的氦气性能试验,以及要求极严格的70公斤氦气全性能试验、72小时可靠性试验、无冷却气条件下的性能试验、降速防喘振试验、转子从最高连续运转的转速进行跌落试验等,各项试验均取得了圆满成功。

高温气冷堆是世界上正在研发的核电第四代技术,具有高安全性,能满足安全、经济、可持续发展的要求,废物极少生成,核扩散的风险很低,在机组失稳失水、控制捧失控等情况下,也不会出现日本福岛核电站泄漏情况,是里程碑式的堆型。上鼓公司研制的燃料球输送用氦气压缩机是高温堆核电站研制中的关键设备,已列入国家科技重大专项研发课题,该课题由我国清华大学核研院总负责,其发展宗旨是要成为我国第四代核电技术的研发基地。作为主要配合研发的上鼓公司,将通过“产学研”,在产业化的过程中,实现双方的“协同创新”,共同为第四代核电技术做出贡献。

核电堆型的成熟,一般要经历三个阶段,即实验堆、示范堆和商业堆。目前处在示范堆阶段,其标志性最终成果是在山东荣城形成20万千瓦机组发电。然后是推广,形成批量的商业堆。在实验堆中,上鼓公司提供的10MW高温气冷堆主氦风机已安全运行10多年,2006年荣获国家科技进步一等奖。在示范堆中,上鼓公司承担了主氦风机在内的众多科研任务。其中,按1∶1进行研发制造的燃料球输送用氦气压缩机,既是科研用的装置,也是今后用于示范堆山东荣城核电站的实体装置。

高温气冷堆的燃料球是颗粒状的,约为1毫米,由多层不同介质的碳和一层陶瓷包裹成为60毫米大小的燃料球,通过燃料装卸系统把几万只燃料球输送进入核反应堆。上鼓公司研制的燃料球输送用氦气压缩机就是用来向核反应堆输送燃料球的,是燃料球装卸系统中的关键设备。

燃料球输送用氦气压缩机是全新设计,在结构上,把压缩机和电机安置在一个共用的筒形壳体中。是在国内第一次在压缩机上采用电磁轴承。并在小流量、高压力下,采用了三元气动设计叶轮,保证了节能效果。

为了发展第四代核电高温堆主氦风机和压缩机技术,上鼓公司已历经十多年,付出了极大的心血,组成了老中青团队,有资深的高级工程师,也有年轻的博士、硕士,并先后自筹资金用于企业技术改造。最近,上鼓公司总经理蔡精毅随上海电气董事长徐建国一起赴清华大学核研院拜访,并对已安全运行十多年之久的高温堆10MW实验堆进行考察。提出了在上鼓公司要建立“主氦风机研发中心”,进行有规模的技术改造,为产业化打下坚实基础。12月23日,国家开发银行、中核能源公司、中国机械联合会等领导又来到上海电气和上鼓公司考察高温堆主氦风机的进展情况,均有力地推动了上鼓的核电事业。(吕群力)
naugty 发表于 2012-2-22 21:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 naugty 于 2012-2-22 22:09 编辑

总结一下目前华能石岛湾高温气冷堆示范工程主设备进展:

核岛
压力容器:上海电气制造,2012-12-16上重完成所有锻件制造并交货,目前处于焊接制造阶段
蒸汽发生器:哈电集团哈尔滨锅厂制造,锻件分包商是二重和中信重工,情况不明
蒸汽发生器换热管:江苏银环精密钢管制造,不同于压水堆的690合金,采用800H无缝钢管。2009-10-11已经完成60米样管制造。
堆内构件和控制棒驱动机构:上海第一机床厂(上海电气)制造,2011年上重已完成堆内构件成套大锻件研制和交付。2011/6上海第一机床厂研制的控制棒驱动机构样机通过专家验收。
主氦风机:哈电佳木斯电机厂制造,这个风机的磁悬浮轴承是一大难点,应该选择的是瑞士的进口货,但是集成并可靠运行仍然是个难题。
氦气压缩机:上海鼓风机制造,2011-12-20通过试验,制造成功。


常规岛:

汽轮机:上海汽轮机厂(上海电气)制造,双缸双排气,额定参数13.24MPa/566℃,热耗8356KJ/kw.h.
发电机:哈尔滨电机厂制造。

///////////////////////////////////////

这个气冷堆是个亮点,怎么说是自主设计和制造的,不同于AP1000,EPR的引进,希望核岛国标早日出台,石岛湾早日开建,提高核电安全和效率!

浙江诸暨 发表于 2012-2-22 23:24 | 显示全部楼层
我觉得中国应该大力发展快堆好,反正有核武器了,但是要注意核能安全,从快堆后直接走向聚变
kktt 发表于 2012-3-4 13:00 | 显示全部楼层
http://www.stdaily.com/stdaily/c ... /content_436909.htm

    一年前的3月,日本东北海域发生9级大地震,由此引发的海啸及福岛核事故让核电得到了前所未有的关注。对大多数人陌生而遥远的“核电”一词频繁地出现在公众的视野中。它到底是洪水猛兽,还是环保的高效能源?人类是否有能力安全利用复杂的原子能?富有挑战性却又不能不回答的问题摆在了人们面前。高温气冷堆作为国际核能界公认的具有固有安全特性的堆型进一步受到人们的关注。

    等待中的“石岛湾”

    2011年3月初,我国第一座高温气冷堆商业化示范电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站项目即将启动。核电业内人士说:“全世界这个领域的科学家从上世纪80年代开始,就梦想着能研究出具有固有安全性,并能够提供高温热能的先进核反应堆,现在由中国人第一个走上了建设商业示范电站的阶段。”然而,一切并没有他们希望的那么顺利,突如其来的福岛核危机让一切变得不同。

    福岛事件之后,国务院做出了“关注核电工程质量,确保核电安全运行”的指示。能源局与科技部的相关官员接受本报记者采访时都一再强调:“核电站选址设计时应充分考虑各类极端事故先后发生或同时发生的叠加状况,在规划设计中,安全,永远都是第一位的。”为此,中国对现役核电站进行了安全大检查,并暂停了新项目的审批。

    在2011年“两会”期间(福岛事故之前),中核建的相关负责人还曾告诉本报记者,3月底4月初石岛湾项目将正式开工建设。确实,2011年3月1日,国务院批准了石岛湾核电站的建设。但是福岛核事故之后,如大多数核电站项目进入等待中一样,石岛湾核电站的建设也在等待,尽管它的科研与设计从未停止。

    荣成石岛湾核电站项目是我国拥有自主知识产权的第一座高温气冷堆示范电站,也是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性模块式高温气冷堆商用规模示范电站。由华能集团、中核建和清华大学投资共同建设运营。该项目一期工程建设1×20万千瓦级高温气冷堆核电机组,及相应配套设施,其建设及运营管理,由华能山东石岛湾核电有限公司负责项目建设。电厂建设费用30多亿元,加上科研投入大概需要50多亿元。

    福岛核事故的余波在一年之后仍未消退,世界各国为应对这一灾难性事件,对核电发展策略都在不断调整。中国作为正在崛起的核能国家,同样深受影响。尽管如此,高温气冷堆的科研与工程等相关工作一直在稳步扎实前进,2011年7月山东荣成20万千瓦高温气冷堆核电站示范工程通过了国家核安全局牵头的福岛事故后核安全大检查。

    商业空间值得期待

    “石岛湾”处在悬停之中等待其最终的“号令”,与此同时,对于高温气冷堆经济性与安全性的探讨也仍在继续。

    “国家对于核电项目的批准是非常审慎的,尤其是高温气冷堆作为一种新技术,需要充分验证其安全性。”一位核电业内专家对记者表示。另一方面则是出于对核电整体布局的考虑。目前,三大核电公司(中核集团、中广核集团、国家核电技术公司)与包括华能集团、中电投集团在内的五大发电集团角逐核电这块上万亿的大蛋糕。

    清华大学核研院相关专家认为,高温气冷堆的安全性得到了世界广泛认可,日本福岛事故对先进堆有巨大的促进意义。但就发电而言,压水堆核电站仍然是主力,高温气冷堆仅是压水堆核电站的一种补充,可以在高温工艺热和制氢方面取得很好的应用,而且高温气冷堆的出口前景很好。

    2011年3月23日,美国纽约时报刊登一个普林斯顿大学教授的文章。文章说:“福岛同时表明为什么我们需要更加固有安全的反应堆。一个有前景的设计是高温气冷堆。中国正在计划建设两个原型反应堆模块。这样一个示范工程将决定这种反应堆是否在世界范围内具有商业可行性。美国能源部应当利用它的国立实验室的知识协助中国使之获得成功。”面对这样一个必须兼顾安全性和经济性的世界性难题,中国已经走到世界的最前沿,每个决策都是创新的,一举一动都受到了世界同行的关注和评判。

    如果高温气冷堆核电站重大专项预定目标获得成功的话,中国将率先向世界奉献一种不会熔化的反应堆。工业示范电站的建设将证明它不仅具有固有安全特性,而且经济上有竞争力。

    研究一直在不断进展

    “高温气冷堆”是国家科技重大专项以及核电战略中非常重要的一部分已经是无可争论的事实。作为专项的主要承担者,清华大学核研院的研究从未因为外界环境的变化而稍有放缓,过去一年里,高温气冷堆研究取得了非常显著的进展。

    2011年10月8日,高温气冷堆核电站示范工程重大专项科研工作取得重大突破性进展——清华大学核研院球形燃料元件原型生产线试生产顺利结束、球形燃料元件辐照测试样品制造成功。2011年12月1日,国家能源局会同科技部、财政部在清华大学核研院召开了“高温气冷堆燃料元件原型生产线试生产成果汇报会”。华能集团、中核建集团、中核集团、中广核集团、华能山东石岛湾核电有限公司等多家单位的代表参加了会议。球形燃料元件是高温气冷堆安全性的第一道屏障,也是示范电站建成投运后仍需要持续不断生产供应的关键部件。形成工业化的高质量球形燃料元件的生产能力,是高温气冷堆重大专项最重要的任务之一。

    位于清华大学核研院东区的“核电国家重大专项基地”已经基本建成,包括先进反应堆工程实验室、国家核电研发中心综合实验室、35kV变电站改扩建等项目相继完成,使得核研院具备了世界一流的大型工程实验室的条件。未来几年内,大型氦气实验回路、燃料装卸系统、吸收球停堆系统、蒸汽发生器、氦气净化系统、大型压水堆综合实验台架、安全壳整体实验台架、两相流热工水力实验台架等一批世界一流水平的工程实验台架将进驻基地,为高温气冷堆核电站示范工程的顺利开展提供技术依据和可靠性验证。

    目前,高温气冷堆示范工程超过90%的设备已经完成订货。反应堆压力容器突破了400吨核级大锻件的技术难关,开始进入总装阶段;蒸汽发生器突破了Incoloy-800H长螺旋管的轧制难题; 2011年10月,随着最后一台主要设备氦气风机的就位,热功率10MW的大型氦气工程实验回路开始进入调试阶段。

    ■科技热词

    高温气冷堆

    通俗地说,反应堆就是“原子锅炉”,是通过控制核燃料的反应来产生原子能的装置。通常,反应堆的核燃料是铀235,在中子的作用下能够产生核裂变。一个铀235原子核吸收一个中子以后,会分裂成两个较轻的原子核,以热的形式释放出能量,并产生两个或者三个新的中子。在一定的条件下,新产生的中子会引发其他的铀235原子核裂变,这种反应延续下去,就是“链式裂变反应”。要形成“链式裂变反应”,不仅铀235要达到一定数量,还必须用慢化剂把高能量的中子减慢为“热”中子。控制反应堆中核燃料的反应使核能缓慢释放,并用载热剂从反应堆中导出热量,就能对核能加以利用。

    现在世界上大部分反应堆用的是金属管棒状燃料元件,载热剂是水,不耐高温。即使是压水堆,最高温度也只能达到328摄氏度。而高温气冷堆的载热剂是氦气,用石墨作为慢化剂和结构材料,通过高科技工艺制造球形包覆燃料元件。它的堆芯温度可达1600摄氏度,氦气出口的温度高达900摄氏度,这是其他任何类型的反应堆都达不到的。(记者 李艳)
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