石墨高溫氣冷堆是一種用較高富集度鈾的包覆顆粒作核燃料、石墨作中子慢化劑、氦氣作為冷卻劑的先進熱堆。堆芯出口溫度為850~1000℃，甚至更高。根據堆芯形狀，石墨高溫氣冷堆分球床石墨高溫氣冷堆和稜柱狀石墨高溫氣冷堆。
基本介紹
- 中文名：石墨（慢化）高溫氣冷（反應）堆
- 外文名：Graphitefor high temperature gas cooled reactor
主要特點
石墨高溫氣冷堆具有下列與眾不同的特點：
- 由於採用耐高溫的包覆顆粒核燃料，並用耐高溫石墨作堆芯結構材料，因此允許反應堆冷卻劑的出口溫度達到750～950℃。
- 採用傳熱性能較好、化學性能穩定、中子吸收截面小的氦氣作冷卻劑：主要優點是不會發生相變；氦氣是一種惰性氣體，化學性質不活潑，容易淨化，不引起材料的腐蝕；氦氣的中子吸收截面極小，反應堆的中子經濟性好；氦氣是透明的，便於裝卸料操作。
- 安全性好：溫度係數是對反應堆安全運行具有重要意義的堆芯反應性係數之一。定義為：由堆芯內溫度的變化所引起的反應性的變化；為了使溫度係數對固有安全性有貢獻，該係數必須是負值。也就是說，溫度增加時，引入的必須是負反應性，即引起反應性下降；石墨高溫氣冷堆就具有很大的負溫度係數，而且堆芯熱容量也大，因此在事故工況下溫度上升緩慢，即使在失去氦氣冷卻的情況下堆芯結構也不至於熔化，增大了採取相應安全措施的裕度。
- 有綜合利用的廣闊前景：石墨高溫氣冷堆不僅可以用於發電，在反應堆冷卻劑的出口溫度提高到1000～1200℃時，還可將反應堆的高溫工藝供熱直接套用於煉鋼、制氫、煤的液化或氣化等工業生產中，達到綜合利用的目的。
- 堆芯工作壓力需要提高：由於氣體冷卻劑的密度低，導熱能力差，循環時消耗的功率大，因此工作壓力需要提高。
- 當前還有限制石墨高溫氣冷堆發展的因素：包括高燃耗包覆顆粒燃料元件的製備和輻照考驗，高溫高壓氦氣迴路設備的工藝技術，燃料後處理及再加工等問題。
石墨高溫氣冷堆示意圖