核电厂系统与动力设备课件08第七章高温气冷堆.ppt

/ * * 第七章 高温气冷堆 HTGR * /Public/WorldStatistics/OperationalReactorsByType.aspx Reactor Type Reactor Type Descriptive Name Number of Reactors Total Net Electrical Capacity [MW] BWR Boiling Light-Water-Cooled and Moderated Reactor 84 77726 FBR Fast Breeder Reactor 2 580 GCR Gas-Cooled, Graphite-Moderated Reactor 16 8545 LWGR Light-Water-Cooled, Graphite-Moderated Reactor 15 10219 PHWR Pressurized Heavy-Water-Moderated and Cooled Reactor 47 23140 PWR Pressurized Light-Water-Moderated and Cooled Reactor 272 250289 Total ? 436 370499 各种堆型的数量和装机容量 * 超高温气冷堆 气冷快堆 钠冷快堆 超临界水堆 铅/鉍冷快堆 熔盐堆 第四代先进核能系统－六个入选堆型： * 第四代先进核能系统－高温气冷堆 模块式高温气冷堆：日本、中国领先 高温堆＋氦气透平＝未来高温堆 南非、美国、法国、俄罗斯、韩国等 都开 始投入研究，准备建堆。 * 高温气冷堆发展历史 气冷堆是反应堆发展史上最早的堆型 第一代气冷堆－Magnox型气冷堆： 石墨为慢化剂，CO2气体为冷却剂，金属天然铀为燃料，镁诺克斯(Magnox）合金为燃料棒的包壳材料。 1956年英国建成50MWe气冷堆电站，商用化。 70年代初期，在英、法、意、日和西班牙等国建造36座，总装机容量达到8.2 GW（电）。 * 第二代气冷堆－改进型AGR 包壳：镁铍合金 不锈钢 ， 燃料：天然 2%UO2， CO2温度400℃ 670℃。 1963年英国建造32MWe原型堆， 1976-1988年，运行的AGR共有14座，8.9GW。 尽管AGR在性能上比Magnox堆有了很大改进，但由于受到CO2与不锈钢元件包壳材料化学相容性的限制(690 ℃ )，使出口温度难以进一步提高，再加上功率密度低、燃耗低的限制，使其仍难以和压水堆在经济上竞争 。 * 高温气冷堆－设计概念的提出 1944 / USA Daniels‘ SECRET REPORT on an HTR PEBBLE PILE * 高温气冷堆－关键技术的突破 1960 / UK HUDDLE PATENT: TRISO COATED PARTICLE 氦气－冷却剂 全陶瓷型的热解炭涂敷颗粒作燃料（技术突破） Tristructural-isotropic * TRISO 燃料元件 不易破损 耐高温 核心 包覆颗粒 燃料元件 * 高温气冷堆－实验堆 英国1960年建造20MWth试验堆“龙堆”（Dragon）。 美国1967年建成40MWe桃花谷（Peach Bottom）实验堆。 德国1967年建成15MWe的球床高温气冷堆（AVR），并发展了具有自己特色的球形燃料元件和球床高温堆。 这三座实验堆的成功运行，证明了高温气冷堆在技术上是可行的。 * 高温气冷堆－原型堆 美国1968年建造330MWe圣?符伦堡（Fort Stvrain）电站，1976年并网。 德国1971年 建造300MWe 钍高温球床堆THTR-300， 1985年并网运行。 高温气冷堆在设计、燃料和材料的发展、建造和运行方面都积累了成功的经验，开始进入发电和工业应用的商用化阶段。 * 高温气冷堆－模块式 客观要求 美国三里岛事故发生后，人们设法实现核反应堆的“绝对安全”。 希望在任何事故情况下都不会发生大的核泄漏，不会危及公众与周围环境的安全，也就是人们常说的实现反应堆的固有安全性。 概念提出 模块式高温气冷堆就是在这样的背景下发展起来的一种新堆型。1981年德国电站联盟（KWU）首先提出球床模块式高温气冷堆的概念。 * 高温气冷堆－模块式 小型化＋具有固有安全特性 技术上：安全停堆，燃料温度1600℃以下； 经济上：以模块式组合、标准化生产、建造时