- 2021-07-20 14:47:07 来源:仪器网整合 浏览量:2040次
- 【导读】玲龙一号(ACP100),是全球首个陆上商用模块化小堆,是中国核工业集团有限公司自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型。
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核反应堆又称为原子能反应堆或反应堆,是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。严格来说,反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆,但一般情况下仅指裂变堆。
2021年7月13日,中核集团海南昌江多用途模块式小型反应堆“玲龙一号”科技示范工程正式开工。玲龙一号发电功率12.5万千瓦,建成后年发电量可达10亿千瓦时,满足52.6万户家庭生活所需。
小型核动力堆指小型且简单的核能发电和产热机组。随着上个世纪50年代有核电生产以来,反应堆的规模已经从60MWe增加至1300MWe以上。国际原子能机构(IAEA)将"小型"定义为300 MWe以下。驱动力来源,利用高温氦气来直接驱动汽轮机。传统反应堆安全系统是"有源的",即它们涉及到根据指令进行电气或机械操作,其中有部分设计的系统无源操作,如压力释放阀等。它们都要求相应的备用系统。固有安全仅依靠诸如对流电流、重力或抗高温等物理现象,而不是工程部件发挥功能。
玲龙一号(ACP100),是全 球首 个陆上商用模块化小堆,是中国核工业集团有限公司自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,是继“华龙一号”后的又一自主创新重大成果。2021年7月13日,全 球首 个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”(ACP100)在海南昌江核电基地正式开工。
与电功率百万千瓦级的三代大型反应堆“华龙一号”相比,电功率仅12.5万千瓦的“玲龙一号”除了可以发电以外,还可实现核能的多用途,比如城市供热和制冷、工业供汽、海水淡化、稠油开采等。
“玲龙一号”具有一体化反应堆技术、高效直流蒸汽发生器技术、屏蔽主泵技术、固有安全加非能动安全技术、模块化技术等技术特征;具有技术先进及成熟、多用途、部署灵活、设备成熟度高、工程可实施性好等突出优势。适用于海岛、矿区、高耗能企业等多种场景的能源供应,具有大型核电机组无法取代的功能。
相比核电站几十乃至上百万千瓦的核电机组来说,小堆拥有小型化、模块化、一体化、非能动等先进革新型技术,具有安全性高、灵活性好、用途广泛等优势,可以作为分布式电源建在接近工业区和人口密集区的地点,实现城市区域供热和工业工艺供热,可以为偏远地区的中小型电网供电,可以作为移动电源为海洋资源开发等供电,并可以用于海水淡化等。
小堆因其安全性、灵活性和多用途等方面的独特优势,在新一轮核能技术变革和国际产业竞争中的作用日益凸显。本世纪初,国际原子能机构(IAEA)正式启动革新型中小反应堆的开发计划。据IAEA统计,截至2017年全 球范围内正在开发的小堆技术有超过40种。美、俄、英、日、韩等核电大国均将小堆技术列入国家战略,加大研发和产业推广力度。
模块式小堆(ACP100)是中核集团基于军 用核动力和成熟压水堆技术研发的、具有完全自主知识产权的小型压水堆,是军民深度融合、创新发展的重大成果,同时,为加快推动小堆产业化发展,中核集团专门为ACP100注册了“玲龙一号”商标。
“玲龙一号”具有一体化反应堆技术、高效直流蒸汽发生器技术、屏蔽主泵技术、固有安全加非能动安全技术、模块化技术等技术特征;具有技术先进及成熟、多用途、部署灵活、设备成熟度高、工程可实施性好等突出优势。
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核反应堆是核电站的心脏,它的工作原理是这样的:
原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。
用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气,推动汽轮机发电。由此可知,核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。但是只有这两项是不能工作的。因为,高速中子会大量飞散,这就需要使中子慢化增加与原子核碰撞的机会;核反应堆要依人的意愿决定工作状态,这就要有控制设施;铀及裂变产物都有强放射性,会对人造成伤害,因此必须有可靠的防护措施;核反应堆发生事故时,要防止各种事故工况下辐射泄漏,所以反应堆还需要各种安全系统。
综上所述,核反应堆的合理结构应该是:核燃料+慢化剂+载热体+控制设施+防护装置+安全设施。
还需要说明的是,铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序,制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒或者球状燃料才能参与反应堆工作。
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