超临界水堆的技术特性 超临界水堆

网上有很多关于超临界水堆的技术特性的问题，也有很多人解答有关超临界水堆的知识，今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

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一、超临界水堆的技术特性

一、超临界水堆的技术特性

表11给出了几种主要的SCWR设计方案，它们在堆芯布局、燃料、慢化剂和运行参数方面各有特点。总的来说，与已知的水冷堆相比，SCWR在技术上有许多优势，但也有一些劣势。1)热效率高：采用超临界压力的轻水作为冷却剂，在高温高压下工作，出口温度更高，热效率明显高于可运行的轻水反应堆，可达38%-45%。

2)系统结构简化：由于超临界水的物理性质是连续变化的，不存在相变，所以可以采用直接循环。由于其比焓高，反应堆所需的冷却剂流量大大减少，使得反应堆和安全壳更加紧凑，压力容器、安全壳、厂房、乏燃料池和冷却塔更小。与传统压水堆相比，取消了蒸汽发生器、调压器和相关的二回路系统；与传统沸水堆相比，取消了蒸汽干燥器、汽水分离器和再循环泵。

因此，SCWR器件的工艺简单，系统简化。3)安全性好：超临界压力水无相变，与传统水冷堆相比，不存在沸腾危机，消除了堆芯传热状态的不连续性，堆芯无燃烧现象。再加上采用被动安全系统，SCWR具有良好的安全特性。4)经济性好：超临界水反应堆由于系统简化、设备减少、热效率高、单堆功率大等优点，具有突出的经济竞争力。

5)有利于核燃料的利用：通过改变堆芯燃料组件的设计，超临界水冷堆可以设计为热中子谱堆或快中子谱堆，有两种可选的燃料循环方式。1)更高的材料性能要求：包壳和结构材料需要在超临界条件下具有更好的耐高温、耐腐蚀性能和更高的强度(基本上是用镍基合金代替锆合金)。

2)镍基合金具有较大的中子吸收截面，使得SCWR的燃料富集度远高于石墨水冷堆。4.超临界水堆的主堆型SCWR的发展可以基于一些现有的主要技术，如：沸水堆直接循环系统，不需要蒸汽发生器，冷却剂直接进入汽轮机；超临界火电厂超临界汽轮机有多年运行经验等等。

因此，SCWR一般可分为两种有代表性的反应堆类型：类似于传统压水堆和沸水堆设计的压力容器SCWR；压力管SCWR类似于传统的CANDU重水堆和RBMK堆。美、日、欧、韩和中国主要倾向于发展具有传统一回路的压力容器SCWR，而俄罗斯和加拿大主要发展压力管SCWR。日本提出的热中子谱超临界水反应堆系统是典型的压力容器反应堆。

如图11所示，取消了蒸汽发生器、稳压器和二次回路相关系统，整个装置是一个简单的封闭直接循环系统。超临界压力水通过加热堆芯直接引入汽轮机发电，实现了直接循环，大大简化了系统。系统压力约为25.0MPa，反应堆冷却剂入口温度为280，出口温度为530。该装置热功率为2740MW，净效率高达44.4%，输出功率为1217MW。

该系统的燃料棒设计类似于水冷堆，使用UO2芯块。由于镍基合金在高温下的强度等性能较好，所以采用镍基合金代替锆合金作为燃料棒包壳，但这也导致了较高的燃料富集度6.1%，包壳温度的设计极限为650。其堆芯装有121个方形燃料组件，每个组件包含300根燃料棒，组件内布置多个方形水棒作为慢化剂。

控制棒束作为反应性控制的主要手段，控制棒驱动机构安装在反应堆压力容器顶部。辅助停堆反应性控制由硼水注入系统实现。两个系统都可以在冷态下关闭反应堆。

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