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你希望更多的人了解哪些类型的核电站?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-09-03 17:42:05

首先让我列出一些基本条款。核反应堆是由它们的定义特性来描述的。他们使用什么燃料?陶瓷氧化物,金属合金,熔盐,三氧化石墨,碳化物板?他们用什么方式降温?轻水,重水,气体,液态钠,液态铅,熔融盐?他们使用什么版主?无,石墨,铍,重水,轻水?

你希望更多的人了解哪些类型的核电站

利用这三个描述因素,有几十种潜在的组合,其中一些已经在模块化规模上建立起来,更多的是在原型规模上作为概念的证明。

那么在所有这些可能性中我认为什么是最有利的呢?至少有五个国家已经建造了液态钠快反应堆,因为这些反应堆在低压和燃料效率方面具有巨大的优势,它们生产的燃料比消耗的燃料更多。通过类比,它就像有两个油箱的汽车,一个小的是柴油燃料,一个大的是原油。想象一下这样一辆车给两个油箱都加满油,在行驶了400英里后,小油箱是空的,但大油箱现在已经被蒸馏,以生产所有有用的石油产品,包括足够的新鲜柴油,为你的小油箱补充剩余20%的额外柴油。这个类比并不完美,因为蒸馏原油可以产生十几个有用的产品,但本质上,钠冷却快堆会在堆盖和堆芯中产生足够的新裂变燃料来给自己补充燃料,并贡献足够的额外燃料来部分地为一个全新的反应堆提供燃料。对于每一个燃料循环,你操作5个快速增殖反应堆,它们转化足够的燃料,为下一个循环开始时的6个反应堆提供动力。大多数尝试过这种技术的国家都出于政治原因而不是技术原因关闭了它们的项目。法国建造了超级凤凰,在解决了所有的bug后,政客们下令让它退役。美国建造了EPR-2,并从中设计了集成快堆,可以在消耗贫铀作为补充燃料的同时自行回收燃料,但IFR在1990年代克林顿政府建造之前就被取消了。日本和英国也有类似的经历,很多进步突然被政治领导人叫停。然而,有一个国家已经部署了该技术,俄罗斯继承了前苏联建造的原型机,并进行了充分的测试,作为BN-800设计的基础,该设计非常成功,目前正在运行,提供电网电力。

我第二喜欢的设计是一个气体冷却熔盐燃料的设计。这个系统的核心燃料管道类似于加拿大的CANDU设计,但它是一个快堆设计。该盐以氟化钠、氟化锆、氟化钍为基础,以反应堆级氟化钚和氟化铀HALEU为裂变部分的混合物。熔融盐通过一个化学分离器循环,该分离器将裂变产物从混合物中分离出来,并通过在必要时去除繁殖的铀或添加反应堆级的钚,使可裂变钚和铀混合物保持在正确的水平,从而平衡反应性。裂变产物经化学处理器分离后,会进一步细化,在短寿命产物衰变为稳定同位素后,从中等寿命的放射性核(如锶-90和铯-137)中除去稳定的和超长寿命的核。钼、钕、银等稳定有用的产品进入市场,以抵消化学加工的成本。该系统产生的多余铀被用于启动额外的熔盐芯,通过与从乏燃料储备中回收的铀进行稀释,制造新的HALEU。采用这一系统将消耗乏燃料库存,并取消在几十年内开采新鲜铀的要求。该系统的冷却气体足够热,可以驱动Brayton-Rankin热电联产循环,并且非常高的温度气体适用于工业过程加热或海水淡化。

我最喜欢的第三个是更传统的慢化石墨芯熔盐反应堆,它经常被讨论,所以我不会重复所有的。

我的第四个是圣弗兰堡高温石墨慢化钍铀燃料气体冷却反应堆。它加热了气体冷却剂,足够有效地操作一个热交换器,蒸汽发生器产生电力,但不够热,一个更高效的布雷顿涡轮和潜在的热电联产系统,如非常高温Fas反应器。
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