全球现有的核反应堆技术概述：轻水堆压水堆重.docx

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1、全球现有的核反应堆技术概述：轻水堆，压水堆，重水堆，熔盐堆等核反应堆，是一种可以控制和维持自我连锁反应的装置。核反应堆主要用途是发电（核电厂）和作为船舶的动力装置。位于瑞士的一座小型研究反应堆其中，一些反应堆还被用来生产医疗和工业用的同位素或者生产武器级杯。截止2019年初，全球共有680座核反应堆在运行，其中包括226座研究堆。现有的核反应堆主要包括轻水堆，沸水堆，重水堆，高温气冷堆和熔盐堆。下面将逐一介绍：1轻水堆Contro1rodModerator轻水堆中，冷却剂起着减速剂的作用这种反应堆使用压力容器来容纳核燃料、控制棒、慢化剂和冷却剂。离开压力容器的热放射性水通过蒸汽发生器循环，蒸汽

2、发生器又将次级（非放射性）水环加热成蒸汽，使涡轮机运转。它们占据了当前反应堆的大多数（约80%）oVVER1000反应堆结构美军核动力航母编队轻水堆最新的典型代表有俄罗斯的VVER-1000,美国的AP1OOO,中国的华龙一号和欧洲的EPRo美国海军军舰上的反应堆也都属于这种类型。2 .沸水堆福岛核事故的反应堆类型就是沸水堆沸水堆就像没有蒸汽发生器的压水堆。冷却水的较低压力使其在压力容器内沸腾，产生运行涡轮机的蒸汽。与压水堆不同，没有主回路和副回路。这些反应堆的热效率更高，结构也更简单，发生两次严重核事故（切尔诺贝利和福岛核事故）的堆型都属于沸水堆。3 .重水堆(CANDU)秦山核电站的两座重

3、水堆（CANDU堆）重水堆非常类似于压水堆，但使用重水。虽然重水比普通水贵得多，但它具有更大的中子经济性（产生更多的热中子），允许反应堆在没有燃料浓缩设施的情况下运行。燃料不是像压水堆那样使用一个大型压力容器，而是包含在数百个压力管中。这些反应堆以天然铀为燃料，重水反应堆可以在满功率时加燃料，这使得它们在铀的使用方面非常高效（这使得堆芯中的流量控制更加精确）。加拿大、阿根廷、中国、印度、巴基斯坦、罗马尼亚和韩国都建造了重水堆。4 .高能通道反应堆（RBMK）切尔诺贝利核电站（RBMK,沸水堆）RBMKs是一种苏联设计，在某些方面与CANDU相似，因为它们在动力运行期间可以重新加料，并采用压力管

4、设计。然而，与CANDU不同的是，它们非常不稳定且体积庞大，使得它们的密闭建筑非常昂贵。RBMK的设计后来被发现了一系列严重的安全缺陷，尽管其中一些在切尔诺贝利灾难后得到了纠正。他们的主要特点使用轻水和未浓缩的铀。RBMK反应堆目前仅在前苏联时期部署了一部分。5 .高温气冷堆高温气冷堆发电原理示意图由于工作温度较高，这些设计与压水堆相比具有较高的热效率。有许多这种设计的运行中的反应堆，大部分在英国，这一概念就是在那里发展起来的。高温气冷堆由于反应堆堆芯体积大，退役成本可能会很高。6 .液态金属快中子增殖反应堆这种反应堆产生的燃料比消耗的多。它们繁殖燃料，因为会在运行过程中由于中子俘获而产生裂变

5、燃料。就效率而言，这些反应堆的功能非常类似于压水堆，并且不需要高压密封，因为液态金属不需要保持高压，即使在非常高的温度下也是如此。该反应堆主要有两种类型，铅冷堆和钠冷堆。(1)铅冷堆神秘的阿尔法级核潜艇铅冷却使用铅作为液态金属提供了极好的辐射屏蔽，并允许在非常高的温度下运行。止匕外，铅对中子是可穿透的，因此冷却剂中损失的中子较少，冷却剂也不具有放射性。与钠不同，铅大多是惰性的，因此爆炸或事故的风险较小，但从毒理学和处置的角度来看，使用如此大量的铅可能是有问题的。这种类型的反应器通常使用铅物共晶混合物。在这种情况下，娜会出现一些轻微的辐射问题，因为它对中子不太友好，而且比铅更容易转化成放射性同位

6、素。俄罗斯阿尔法级潜艇使用铅钩冷却快堆作为主要动力装置。(2)钠冷堆对于钠冷堆，钠相对容易获得和使用，它还能有效防止浸入其中的各种反应堆部件的腐蚀。然而，钠在暴露于水时会剧烈爆炸，所以必须小心。日本的孟州反应堆在1995年发生了钠泄漏，直到2010年5月才得以重启。7 .熔盐堆(MSR)熔盐堆示意图熔盐反应堆将燃料溶解在氟化物盐中，或者使用氟化物盐作为冷却剂。熔盐反应堆具有许多安全特性、高效率和适合车辆的高功率密度。值得注意的是，它们的核心没有高压或易燃成分。熔盐堆使用社作为燃料，作为一种增殖反应堆类型，它可以对乏燃料进行再加工，提取铀和超铀元素，与目前使用的常规一次性铀燃料轻水反应堆相比,只留下0.1%的超铀元素废物。它们产生的少量放射性裂变产物不可再加工，需要像常规反应堆一样进行处理。