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我国首座钠冷快中子反应堆满功率运行72小时 全面掌握快堆核心技术
关键字: 实验快堆钠冷中子快堆快中子反应堆中国核电核反应堆国家“863”计划重大项目、我国首座钠冷快中子反应堆——中国实验快堆12月15日17时首次达到100%功率,18日17时实现满功率稳定运行72小时。主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求,标志着我国全面掌握了快堆的设计、建造、调试、运行的核心技术。
国防科工局局长、国家原子能机构主任许达哲指出,满功率运行72小时的实现为后续快堆技术的发展、产业化应用以及基于快堆及核燃料循环技术的发展打下坚实的基础。他提出,要做好后续性能验证试验,尽快实现快堆工业化、产业化。
中国实验快堆满功率稳定运行72小时现场
“核科技研发基地要充分利用实验快堆装置,尽快取得技术突破,并把研究成果变成现实生产力,为我国‘热堆—快堆—聚变堆’三步走核能战略的实施和建成先进核燃料循环体系作出更大贡献。”许达哲说。
中国实验快堆是中国快堆发展的第一步,核热功率65兆瓦,实验发电功率20兆瓦,是目前世界上为数不多的具备发电功能的实验快堆。该反应堆于2010年7月21日首次达到临界,2011年7月21日首次实现40%功率并网发电,达到了国家规定的项目验收目标。2012年通过了国家科技部和国防科工局联合组织的课题验收。
钠冷快中子反应堆不用铀-235,而用钚-239作燃料,不过在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238。钚-239产生裂变反应时放出来的快中子, 被装在外围再生区的铀-238吸收,铀-238就会很快变成钚-239。这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖,所以这种反应堆又称"快速增殖堆"。堆芯和增殖层都浸泡在液态的金属钠中。因为快堆中核裂变反应十分剧烈,必须使用导热能力很强的液体把堆芯产生的大量热带走,同时这种热也就是用作发电的能源。钠导热性好而且不容易减慢中子速度,不会妨碍快堆中链式反应的进行,所以是理想的冷却液体。
中国实验快堆满功率稳定运行72小时现场
钠冷快中子反应堆于上世纪美苏研制的液态金属反应堆不同,钠冷快中子反应堆在体积上不具备显著优势,主要用于增殖核原料和发电;后者使用浓缩铀作为裂变材料,没有再生钚-239的铀-238材料,结构更加紧凑,适合核潜艇等对高小体积高功率反应堆有特别需要的平台,历史上,美国的“海狼”号核潜艇和苏联的705型(北约称A级)核潜艇都使用过液态金属反应堆。但在当时的技术下,液态金属冷却剂的核动力装置可靠性很差,事故频繁。因此各国随后放弃了使用液态金属反应堆作为核潜艇动力的尝试。
截至目前,中国实验快堆已经累计并网运行438小时,发电量超过300万度,上网电量超过180万度,并已同期开展材料和燃料辐照考验试验。后续, 将开展满功率下的紧急停堆试验、堆内自然循环试验及堆本体氩气泄漏率试验等3项总体性试验及其他伴随性试验。预计在2015年上半年完成第一阶段全部试验内容。
中国实验快堆
据专家介绍,快堆主要有三大优势:一是增殖核燃料,可将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上。二是焚烧长寿命放射性核素,变废为宝,减低放射性危害。快堆与压水堆匹配发展形成的闭式燃料循环系统,可以有效实现核能的可持续发展。三是安全性高。基于此,快堆是国际公认的第 四代先进核能系统中的优选堆型。
参考世界先进快堆国家的经验和已有的基础,2012年12月,中核集团宣布了自主创新的“龙腾2020”发展规划,其中以“龙原工程”为型号提出了开发具有自主知识产权的六十万千瓦示范快堆电站—CFR600的战略目标。目前中核集团正在组织力量开展CFR600示范快堆的研发工作。
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- 责任编辑:施佬
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