我国测试HTR-PM球床核反应堆的固有安全性

2024-08-01 09:10  来源:中国核电网    HTR-PM  四代核电  核反应堆  压水堆

清华大学通过关闭电源并让被动系统保持对反应堆堆芯的控制,证明了中国 HTR-PM 商用球床核电站的固有安全性。该实验的详细介绍刊登在7 月 17 日出版的《焦耳》第 8 卷上。


清华大学通过关闭电源并让被动系统保持对反应堆堆芯的控制,证明了中国 HTR-PM 商用球床核电站的固有安全性。该实验的详细介绍刊登在7 月 17 日出版的《焦耳》第 8 卷上。

压水反应堆 (PWR) 需要采取积极措施才能在紧急情况下关闭,安全系统需要电源来运行循环冷却剂的泵。然而,第四代反应堆,如石岛湾核电站高温气冷 (HTGR) 球床反应堆,在设计上是固有安全的。球床反应堆本质上是一个大型非加压料斗,里面装满了由浓缩铀燃料层、充当慢化剂的碳和碳化硅涂层制成的球形球。此外,冷却剂是氦气,它呈化学中性,在低温范围以外的所有温度下始终保持气态。

燃料球可承受高达 1,600°C (3,000°F) 的温度,尽管反应堆核心无法达到这一水平。燃料球产生的热量使氦气在泵关闭时自然循环,燃料球的高表面体积比意味着热量损失超过热量产生。

此外,反应堆在核反应方面具有自我调节功能。当反应堆温度升高时,燃料中的原子移动得更快,产生一种称为多普勒增宽的效应,即中子以不同的速度移动。这意味着燃料将吸收更多的快中子,留下更少的中子来维持反应。温度越高,反应越弱。

在石岛湾试验中,两座球床反应堆与一台 210 MWe 蒸汽涡轮机相连,缓和了各自的核反应,维持了安全温度,堆芯在几分钟内关闭。反应和温度在约 35 小时内稳定下来。此外,核燃料没有出现任何劣化。

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