核電站有哪些類型 核電站常見的6種類型
核電站有哪些類型 核電站常見的6種類型
1942年美國科學(xué)家費(fèi)米在芝加哥大學(xué)運(yùn)動場看臺下面的石墨反應(yīng)堆內(nèi)，首次實(shí)現(xiàn)了原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，開創(chuàng)人類利用核能新紀(jì)元。
經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，核能是公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)、清潔、技術(shù)先進(jìn)且具有廣泛發(fā)展前景的能源。根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)2011年1月公布的最新數(shù)據(jù)，目前全球正在運(yùn)行的核電機(jī)組共433個，核電發(fā)電量約占全球發(fā)電總量的16%;正在建設(shè)的核電機(jī)組65個。
在當(dāng)前以發(fā)電為目的的核能動力領(lǐng)域，世界上應(yīng)用比較普遍或具有良好發(fā)展前景的主要有壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、高溫氣冷堆(HTGR)和快中子堆(LMFBR)等五種堆型。在運(yùn)行的核電站中，壓水堆占67.2%，沸水堆占21.1%，重水堆占6.3%，氣冷堆2.8%，快堆0.2%，其他堆型2.4%。
核電站有哪些類型 核電站常見的6種類型
1、石墨堆：以石墨作慢化劑材料，以水(輕水)作為冷卻劑。切爾諾貝利事故后，即廢止此堆型的建設(shè)。
2、壓水堆：最初是美國為核潛艇設(shè)計(jì)的一種熱中子堆堆型。使用水(輕水)作為慢化劑和冷卻劑。它主要由核島和常規(guī)島組成。在核島中的系統(tǒng)設(shè)備主要有壓水堆本體，一回路系統(tǒng)，以及為支持一回路系統(tǒng)正常運(yùn)行和保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)。常規(guī)島主要包括汽輪機(jī)組及二回等系統(tǒng)，其形式與常規(guī)火電廠類似。一環(huán)路、燃料包殼、安全殼構(gòu)成壓水堆的三道安全屏障。壓水堆經(jīng)過一系列的重大改進(jìn)，已經(jīng)成為技術(shù)上最成熟的一種堆型。壓水堆最顯著的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，堆型的功率密度大。同時與其他核電堆型比，經(jīng)濟(jì)上基建費(fèi)用低、建設(shè)周期短、輕水價格便宜。三里島核事故中發(fā)生堆芯損壞的為壓水堆。目前我國已運(yùn)行和在建的核電機(jī)組大部分為壓水堆。
3、沸水堆：使用水(輕水)作為慢化劑和冷卻劑。沸水堆只有一個回路。水通過反應(yīng)堆堆芯，轉(zhuǎn)化為蒸汽后直接到汽輪機(jī)廠房做功。因此，沸水堆具有直接循環(huán)、工作壓力低、堆型出現(xiàn)空泡安全系數(shù)高等特點(diǎn)。由于減少了一個回路，雖然與壓水堆相比減少了大量的設(shè)備降低了成本，但也帶來不足，如導(dǎo)致汽輪機(jī)帶有放射性，輻射防護(hù)和廢物處理復(fù)雜。福島核事故中發(fā)生事故的均為沸水堆。
4、重水堆：用重水(D2O)作為慢化劑的反應(yīng)堆。目前重水堆主要以加拿大CANDU為代表。重水堆是以重水作慢化劑的反應(yīng)堆，可以直接利用天然鈾作為核燃料。重水堆可用輕水或重水作冷卻劑。重水堆的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用天然鈾作為核燃料，同時實(shí)現(xiàn)不停堆換料。但基礎(chǔ)投資比重大、堆芯體積大。我國秦山三期為兩臺加拿大技術(shù)的重水堆。
5、高溫氣冷堆：一種用高富集度鈾的包敷顆粒作核燃料、石墨作中子慢化劑、高溫氦氣作為冷卻劑的先進(jìn)熱中子轉(zhuǎn)化堆核電站。高溫氣冷堆的核燃料經(jīng)復(fù)雜的工藝加工制成直徑達(dá)60毫米的球形燃料元件。球形元件重疊時，彼此間有空隙可供高溫氦氣流過。在氦循環(huán)風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，氦氣不斷通過堆芯將裂變熱帶出，進(jìn)行閉式循環(huán)。目前高溫氣冷堆有直接循環(huán)、間接循環(huán)和特高溫冷堆三種形式。高溫氣冷堆具有選址靈活且熱效率高、高轉(zhuǎn)化比、安全性高、對環(huán)境污染小、有綜合利用的廣闊前景等優(yōu)點(diǎn)。在燃料制造、工藝技術(shù)和后處理等方面存在困難。目前我國在建的石島灣核電站為高溫氣冷堆。
6、快中子堆：是快中子引起鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所釋放出來的熱能轉(zhuǎn)換為電能的核電站。快堆中沒有慢化劑，主要的冷卻劑是液態(tài)金屬鈉或氦氣?？於言谶\(yùn)行中既消耗裂變材料，又生產(chǎn)新裂變材料，而且所產(chǎn)可多于所耗，能實(shí)現(xiàn)核裂變材料的增殖。從某種意義上說，其他核電堆型是小號核燃料產(chǎn)生電能的工廠，而快堆核電站則是可以同時產(chǎn)生核燃料和電能的工程。但是實(shí)際中還有一些技術(shù)問題正在克服。隨著快堆技術(shù)的日臻完善，將來在反應(yīng)堆中將逐漸占主導(dǎo)地位。目前我國的試驗(yàn)快堆項(xiàng)目已經(jīng)臨界并投入運(yùn)行。
