球床模块高温气冷堆能用天然铀么

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/30 00:51:56
球床模块高温气冷堆的慢化剂是石墨，那么他能用天然铀燃料么球床模块高温气冷堆的慢化剂是石墨，那么他能用天然铀燃料么
天然铀235丰度不足，链式反应无法维持的
难道有球床气冷堆用的不是天然铀？
用的浓缩铀。
好像也可以，不过我国htr-10的燃料浓度印像是１７％。另外球床堆有着很麻烦的问题难以解决，估计短期内不会投入大规模应用。我估计棱柱堆会比球床堆先成熟。
superdirex 发表于 2013-4-10 20:32
用的浓缩铀。
重水反应堆似乎不需要浓缩铀，可以直接用天然铀？
xtal 发表于 2013-4-10 21:09
重水反应堆似乎不需要浓缩铀，可以直接用天然铀？
是的，现在准备将轻水堆乏燃料用于重水堆，以提高燃料利用。
回收铀里有中子毒物236U吧，还是把回收铀稍微浓缩一下再用于重水堆好，这样能提高燃耗，减少换料
铀236的多寡，要看燃耗，燃耗低的乏燃料中铀236的含量不算高，回收铀用于重水堆的话，对铀235的丰度要求本就不高，其燃料丰度在天然铀的基础上，加上对铀236反应性的补偿即可。
燃耗深的乏燃料不适合进行回收，用于MOX掺混倒是个选择。
superdirex 发表于 2013-4-10 20:32
用的浓缩铀。
问问业内人士, 山东那个高温气冷堆现在还搞不搞流动球床?


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该工程厂址位于山东荣成石岛湾，一期工程建设1×20万千瓦级高温气冷堆核电机组，是在由清华大学自主设计、建造和运营的1万千瓦高温气冷实验堆的技术基础上建设的。工程预计2013年11月投产发电。  

资料来源——中国超级工程一览博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5a53af350100bh57.html

我的问题是，单堆20万千瓦级高温气冷堆（200兆瓦），如果实现10万千瓦（100兆瓦）的小型化核反应堆，那我们的核鱼和核航妈动力应该解决了吧
歼20威龙 发表于 2013-4-11 15:22
歪下楼

       山东荣成石岛湾核电站项目是我国第一座高温气冷堆示范电站。2006年12月25日，华能山东石岛 ...
你以为那么巨大的体积缩小一半就能上核潜艇了？更何况100MW的体积比200MW的一半还要大一点。
sarchiel 发表于 2013-4-11 13:56
问问业内人士, 山东那个高温气冷堆现在还搞不搞流动球床?
和原型版本基本类似，两个反应堆模块带一套汽轮机，燃料是9%浓缩铀。
山东的石岛湾高温气冷堆用的是二氧化铀球床堆。
superdirex 发表于 2013-4-11 16:34
和原型版本基本类似，两个反应堆模块带一套汽轮机，燃料是9%浓缩铀。
因为以前看过一个文章说流动球床超温导致燃料球破碎问题很严重
按文章的说法
德国的堆最后里面泄露成一锅糨糊, 根本处理都没法处理
所以如果还用流动球床, 很让人担心

业内人士对此有啥看法?

paini 发表于 2013-4-11 15:39
你以为那么巨大的体积缩小一半就能上核潜艇了？更何况100MW的体积比200MW的一半还要大一点。


首先感谢指教

可问题是  民用核电站使用的技术先进性应该低于军用核反应堆  民用堆受成本限制  体积大些很正常  你怎么就能确认现有技术水平下无法实现小型化的100MW级的高温气冷堆啊
更何况海狼级和洛杉矶级核潜艇反应堆功率只有33MW和26MW  实现起来难度应该小多了
paini 发表于 2013-4-11 15:39
你以为那么巨大的体积缩小一半就能上核潜艇了？更何况100MW的体积比200MW的一半还要大一点。


首先感谢指教

可问题是  民用核电站使用的技术先进性应该低于军用核反应堆  民用堆受成本限制  体积大些很正常  你怎么就能确认现有技术水平下无法实现小型化的100MW级的高温气冷堆啊
更何况海狼级和洛杉矶级核潜艇反应堆功率只有33MW和26MW  实现起来难度应该小多了
秦山的CANDU堆好像已经开始用回收铀了，不知道以前是否一直是用天然铀的
sarchiel 发表于 2013-4-11 19:04
因为以前看过一个文章说流动球床超温导致燃料球破碎问题很严重
按文章的说法
德国的堆最后里面泄露成一 ...
了解有限，虽然高温气冷堆热电效率高一些，但在商用上，目前并没什么优势。
回收铀在CANDU堆的实堆应用是成功的，不过要保障回收铀在两座重水堆全堆使用，建立改造生产线和现场改造，还需要时间，项目已经列入国家中央技改投资预算。
tourbillion 发表于 2013-4-11 20:06
秦山的CANDU堆好像已经开始用回收铀了，不知道以前是否一直是用天然铀的
就是秦山三期吧，秦山三期重水堆明显是用来利用核废料的
歼20威龙 发表于 2013-4-11 19:20
首先感谢指教

可问题是  民用核电站使用的技术先进性应该低于军用核反应堆  民用堆受成本限制  体积 ...
裂变反应堆堆芯的功率密度极限受减速剂+结构材料的比例以及冷却剂单位体积热容（或者叫热容密度）限制，高温气冷堆一方面需要用高比例的结构材料兼减速剂来承受高温，另一方面冷却剂热容密度低，所以先天不足，再怎么“军用技术”也改变不了其堆芯功率密度低的固有缺陷，不管是现有技术还是未来技术都无法实现小型化。想要实现小型化得开发气冷快堆。

至于洛杉矶级核潜艇的反应堆功率，反应堆热功率是150MW左右，轴功率才是26MW，如果反应堆只有26MW的功率，可以找座海山一头撞死算了。
高温气冷要是能做氦气透平就厉害了，氦气温度可以做的很高。根据卡诺循环，冷源温度不变，热源温度越高，热效率也就越高
歼20威龙 发表于 2013-4-11 19:20
首先感谢指教

可问题是  民用核电站使用的技术先进性应该低于军用核反应堆  民用堆受成本限制  体积 ...
同体积的气体热容量远小于高压水。
风不悲 发表于 2013-4-11 21:44
就是秦山三期吧，秦山三期重水堆明显是用来利用核废料的
重水堆处理不了核废料，除了其具有的燃料优势，主要用于同位素生产。
paini 发表于 2013-4-11 23:06
裂变反应堆堆芯的功率密度极限受减速剂+结构材料的比例以及冷却剂单位体积热容（或者叫热容密度）限制，高 ...
关键问题还是效率问题  对核潜艇来说根本用不了那么高的热功率
由于高温气冷堆用氦气冷却堆芯并将能量带出来 而且作为冷却用的氦气导热能力强 诱生放射性低
如果能够如楼下所说 用冷却用的氦气直接做工 带动发电机发电 那效率至少比现在的压水堆提高两倍以上
另外还可以省下安全壳的重量和体积

不过美国是氦气和液氦的最大生产国 中国的氦气（液氦）产量较低 成本相对较高

paini 发表于 2013-4-11 23:06
裂变反应堆堆芯的功率密度极限受减速剂+结构材料的比例以及冷却剂单位体积热容（或者叫热容密度）限制，高 ...


要是高温气冷+快种子增殖堆那就更棒了 核燃料利用率还高（铀燃料的利用率可以从1％—2％提高到60%以上）
paini 发表于 2013-4-11 23:06
裂变反应堆堆芯的功率密度极限受减速剂+结构材料的比例以及冷却剂单位体积热容（或者叫热容密度）限制，高 ...


要是高温气冷+快种子增殖堆那就更棒了 核燃料利用率还高（铀燃料的利用率可以从1％—2％提高到60%以上）
歼20威龙 发表于 2013-4-12 15:33
关键问题还是效率问题  对核潜艇来说根本用不了那么高的热功率
由于高温气冷堆用氦气冷却堆芯并将能量带 ...
He本身没有什么感生放射性，但是目前的高温气冷堆燃料模块破碎问题比较严重，高速的He气流里面夹带大量从高温燃料模块中泄漏出来的放射性气体和微尘，所以整个一回路放射性比起理论上要高很多。
paini 发表于 2013-4-12 16:04
He本身没有什么感生放射性，但是目前的高温气冷堆燃料模块破碎问题比较严重，高速的He气流里面夹带大量从 ...
看来还得提高球形燃料元件包覆层的工艺水平啊

不过听说这些球形燃料原件在1600℃的高温下加热几百小时，仍能保持完整性，裂变产物的释放率仍低于万分之一
paini 发表于 2013-4-12 16:04
He本身没有什么感生放射性，但是目前的高温气冷堆燃料模块破碎问题比较严重，高速的He气流里面夹带大量从 ...
TRISO的技术比当年德国人的包覆燃料BISO的破损率低两个数量级，应该问题要小很多。但是大型球床堆局部热点超设计温度的问题不好解决，所以这次才200MW电功率。目前提出的解决方法是规则床，不能在线换料了。
wxx160 发表于 2013-4-14 22:10
TRISO的技术比当年德国人的包覆燃料BISO的破损率低两个数量级，应该问题要小很多。但是大型球床堆局部热点 ...
如果是长杆状的燃料元件，可以设计成每过一段时间（数周）推过去一截，也差不多可以实现近似于在线换料
paini 发表于 2013-4-14 22:29
如果是长杆状的燃料元件，可以设计成每过一段时间（数周）推过去一截，也差不多可以实现近似于在线换料
棱柱堆和压水堆类似，是周期换料，主要问题是燃料和石墨基体变形。

你这个想法是不行的，核反应堆不是木材炉子，要屏蔽的
wxx160 发表于 2013-4-19 21:35
棱柱堆和压水堆类似，是周期换料，主要问题是燃料和石墨基体变形。

你这个想法是不行的，核反应堆不是 ...

这不是我的想法，是CANDU的实际工作方式，CANDU用这种在线间断式推送燃料棒的办法已经安全运行几十年了
paini 发表于 2013-4-20 04:31
这不是我的想法，是CANDU的实际工作方式，CANDU用这种在线间断式推送燃料棒的办法已经安全运行几十年了
CANDU是棒束更换，一个燃料通道里列放有8根短燃料棒束，换料的时候用新的顶旧的，把旧燃料顶出来。一般情况换料机和孔道脱离。

气冷堆也有在线换料的，英国的改进型气冷堆就死在在线换料上，由于在线换料技术不可靠，利用率只有60%左右，结果成本太高，被淘汰了。

wxx160 发表于 2013-4-20 19:13
CANDU是棒束更换，一个燃料通道里列放有8根短燃料棒束，换料的时候用新的顶旧的，把旧燃料顶出来。一般情况换料机和孔道脱离。


棒束是为了提高冷却水的热交换效率，用实心棒还是细棒的棒束不在本主题讨论范围之内。

间断式的推送当然不可能直接去拨弄堆芯中的燃料棒，设计反应堆的工程师又不是傻子——
虽然自动换料机和堆芯一样罩在屏蔽壳内，但机电设备和控制电路本身也抗不住堆芯的强辐射。

如果CANDU像你想的那么简单仿照“木柴炉子”来换料，那当然是无法运行的，自动机械辐照个几天就得BG了。
wxx160 发表于 2013-4-20 19:13
CANDU是棒束更换，一个燃料通道里列放有8根短燃料棒束，换料的时候用新的顶旧的，把旧燃料顶出来。一般情况换料机和孔道脱离。


棒束是为了提高冷却水的热交换效率，用实心棒还是细棒的棒束不在本主题讨论范围之内。

间断式的推送当然不可能直接去拨弄堆芯中的燃料棒，设计反应堆的工程师又不是傻子——
虽然自动换料机和堆芯一样罩在屏蔽壳内，但机电设备和控制电路本身也抗不住堆芯的强辐射。

如果CANDU像你想的那么简单仿照“木柴炉子”来换料，那当然是无法运行的，自动机械辐照个几天就得BG了。
paini 发表于 2013-4-20 23:12
棒束是为了提高冷却水的热交换效率，用实心棒还是细棒的棒束不在本主题讨论范围之内。

间断式的推送 ...
CANDU的压力排管外侧端部有屏蔽层的，水和钢球，换料机并不会受到堆芯的直接辐射，最多也就是乏燃料的而已。短棒束燃料一段一段的，换料机的料仓有点类似左轮。

你的近似在线换料难道不是讲燃料元件设计长了，前段在活性区里，后半截备用的想法？
wxx160 发表于 2013-4-21 19:06
你的近似在线换料难道不是讲燃料元件设计长了，前段在活性区里，后半截备用的想法？

当然是棒子推棒子，每截棒子所处的局部环境近似均匀，不然光温差棒子就够呛能扛住。
间断的周期性推进去一截棒子，另一端出来一截棒子送走。
paini 发表于 2013-4-21 22:40
当然是棒子推棒子，每截棒子所处的局部环境近似均匀，不然光温差棒子就够呛能扛住。
间断的周期性推进 ...
那你的问题就和英国改进型气冷堆的麻烦差不多，高压气体密封的工作比水难，而且气体泄漏不像水那样易于回收处理，结果换料机可靠性不佳。
另外高温气冷堆如果铀浓缩度较高并且使用合理的堆芯设计的话，棱柱堆几乎不需要在线换料，球床堆在线换料是移动球床的问题决定的。
俄国人有个高温气冷堆概念是气冷的类似CANDU的燃料孔道，慢化剂用重水，但是我不知道毛子如何解决高温结构材料的问题——高温氦气里头不锈钢都够呛，现在的概念都是靠石墨衬着。
被科普了！
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