1、核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院1第十章：核動(dòng)力反應(yīng)堆技術(shù)第十章：核動(dòng)力反應(yīng)堆技術(shù)核反應(yīng)堆工程概論核反應(yīng)堆工程概論2第十章：核動(dòng)力反應(yīng)堆技術(shù)第十章：核動(dòng)力反應(yīng)堆技術(shù)一、概況一、概況二、核反應(yīng)堆的分類二、核反應(yīng)堆的分類三、動(dòng)力反應(yīng)堆的類型三、動(dòng)力反應(yīng)堆的類型四、新型反應(yīng)堆的分類和簡(jiǎn)介四、新型反應(yīng)堆的分類和簡(jiǎn)介3一、概況一、概況1 1、核能：核能：裂變能和聚變能（裂變能和聚變能（其能量形式為熱能）其能量形式為熱能）2 2、核能的利用：、核能的利用： 不可控的核反應(yīng)不可控的核反應(yīng)：炸彈（裂變、聚變均已炸彈（裂變、聚變均已實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)） 可控的核反應(yīng)可控的核反應(yīng)：核反應(yīng)堆（裂變已經(jīng)商業(yè)核反應(yīng)堆（裂變已經(jīng)商業(yè)化，聚變處

2、于研究階段）化，聚變處于研究階段） 核反應(yīng)堆是核反應(yīng)堆是核能和平利用的重要裝置。核能和平利用的重要裝置。 核反應(yīng)堆是核反應(yīng)堆是可控鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)可控鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)的裝置。的裝置。4二、核反應(yīng)堆的分類二、核反應(yīng)堆的分類1 1、按、按用途用途分類：分類： 實(shí)驗(yàn)堆、生產(chǎn)堆、動(dòng)力堆實(shí)驗(yàn)堆、生產(chǎn)堆、動(dòng)力堆2 2、按、按中子能量中子能量分類：分類： 熱中子堆、中能中子堆、快中子堆熱中子堆、中能中子堆、快中子堆3 3、按、按核燃料核燃料分類分類 固體燃料反應(yīng)堆、液體燃料反應(yīng)堆固體燃料反應(yīng)堆、液體燃料反應(yīng)堆4 4、按、按慢化劑慢化劑和和冷卻劑冷卻劑分類分類 輕水堆、重水堆、石墨氣冷堆、鈉冷快堆輕水堆、重水堆、

3、石墨氣冷堆、鈉冷快堆5三、動(dòng)力反應(yīng)堆的類型三、動(dòng)力反應(yīng)堆的類型1、壓水堆（、壓水堆（PWR）2、沸水堆（、沸水堆（BWR）3、重水堆（、重水堆（HWR）4、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）5、快中子增值堆（、快中子增值堆（LMFBR、GCFR）6中國核電站中國核電站71、壓水堆（、壓水堆（PWR）81、壓水堆（、壓水堆（PWR）91、壓水堆（、壓水堆（PWR）101、壓水堆（、壓水堆（PWR）111、壓水堆（、壓水堆（PWR）121、壓水堆（、壓水堆（PWR）131、壓水堆（、壓水堆（PWR）141、壓水堆（、壓水堆（PWR）151、壓水堆（、壓水堆（PWR）161、壓水堆（、壓

4、水堆（PWR）171、壓水堆（、壓水堆（PWR）181、壓水堆（、壓水堆（PWR）191、壓水堆（、壓水堆（PWR）202、沸水堆（、沸水堆（BWR）212、沸水堆（、沸水堆（BWR）222、沸水堆（、沸水堆（BWR）232、沸水堆（、沸水堆（BWR）242、沸水堆（、沸水堆（BWR）252、沸水堆（、沸水堆（BWR）262、沸水堆（、沸水堆（BWR）272、沸水堆（、沸水堆（BWR）282、沸水堆（、沸水堆（BWR）292、沸水堆（、沸水堆（BWR）303、重水堆（、重水堆（HWR）313、重水堆（、重水堆（HWR）324、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）334、氣冷堆（、氣冷

5、堆（HTGR、THTR、HTR）344、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR） 354、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR） 364、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）374、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）384、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）394、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）404、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）414、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）424、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）434、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）444、氣冷堆（、氣冷堆

6、（HTGR、THTR、HTR）454、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）464、氣冷堆（、氣冷堆（HTGR、THTR、HTR）475、快中子增值堆（、快中子增值堆（LMFBR、GCFR）485、快中子增值堆（、快中子增值堆（LMFBR、GCFR）496、低溫供熱堆（、低溫供熱堆（HR）50四、新型反應(yīng)堆的分類和簡(jiǎn)介四、新型反應(yīng)堆的分類和簡(jiǎn)介1 1、近期新型反應(yīng)堆、近期新型反應(yīng)堆2 2、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆511、近期新型反應(yīng)堆、近期新型反應(yīng)堆n先進(jìn)型壓水堆先進(jìn)型壓水堆有美國發(fā)展的有美國發(fā)展的APWR、歐洲發(fā)展的、歐洲發(fā)展的EPWR、中國發(fā)展的、中國發(fā)展的AC600等都屬此

7、型，是在壓等都屬此型，是在壓水堆基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，達(dá)到或基本達(dá)到新的水堆基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，達(dá)到或基本達(dá)到新的“用戶用戶要求要求”的先進(jìn)堆型。的先進(jìn)堆型。n先進(jìn)型沸水堆先進(jìn)型沸水堆（ABWR）是在已有的沸水堆的基礎(chǔ)）是在已有的沸水堆的基礎(chǔ)上，由美國、日本聯(lián)合發(fā)展并在日本建立了示范站上，由美國、日本聯(lián)合發(fā)展并在日本建立了示范站的先進(jìn)堆型，目前在日本已經(jīng)建立了的先進(jìn)堆型，目前在日本已經(jīng)建立了2座，還有幾座，還有幾座在計(jì)劃建造中，它是一種先進(jìn)而又現(xiàn)實(shí)的沸水堆。座在計(jì)劃建造中，它是一種先進(jìn)而又現(xiàn)實(shí)的沸水堆。n非能動(dòng)簡(jiǎn)化先進(jìn)沸水堆非能動(dòng)簡(jiǎn)化先進(jìn)沸水堆（SBWR）是美國）是美國GE和日本和日本東芝、日立公司聯(lián)合

8、發(fā)展的一種安全、簡(jiǎn)單的沸水東芝、日立公司聯(lián)合發(fā)展的一種安全、簡(jiǎn)單的沸水堆，它采用全功率自然循環(huán)，取消了主循環(huán)泵并簡(jiǎn)堆，它采用全功率自然循環(huán)，取消了主循環(huán)泵并簡(jiǎn)化了安全系統(tǒng)，是一種很有前途的先進(jìn)反應(yīng)堆?；税踩到y(tǒng)，是一種很有前途的先進(jìn)反應(yīng)堆。521、近期新型反應(yīng)堆、近期新型反應(yīng)堆n供熱反應(yīng)堆供熱反應(yīng)堆是近年發(fā)展起來的可建在城市附近的安是近年發(fā)展起來的可建在城市附近的安全性很好的專供熱式反應(yīng)堆，對(duì)提高城市環(huán)境衛(wèi)生、全性很好的專供熱式反應(yīng)堆，對(duì)提高城市環(huán)境衛(wèi)生、改善城市能源結(jié)構(gòu)方面很有意義，它在中、俄、加、改善城市能源結(jié)構(gòu)方面很有意義，它在中、俄、加、瑞、法等國獲得了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。瑞、法等國獲得了相

9、當(dāng)?shù)陌l(fā)展。n高溫氣冷堆高溫氣冷堆被認(rèn)為是安全性好，能滿足高溫特殊用被認(rèn)為是安全性好，能滿足高溫特殊用途，極具發(fā)展前途的先進(jìn)堆型，我國已于途，極具發(fā)展前途的先進(jìn)堆型，我國已于2000年建年建成清華大學(xué)成清華大學(xué)10MW高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆。高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆。n快中子增值堆快中子增值堆以它能增值核燃料，有效地防止鈾資以它能增值核燃料，有效地防止鈾資源枯竭的威脅，及能燃耗在熱中子反應(yīng)堆中產(chǎn)生出源枯竭的威脅，及能燃耗在熱中子反應(yīng)堆中產(chǎn)生出來的長半衰期核廢料等的優(yōu)點(diǎn)，在核能工業(yè)的發(fā)展來的長半衰期核廢料等的優(yōu)點(diǎn)，在核能工業(yè)的發(fā)展和保護(hù)環(huán)境方面占有重要的地位。是中期發(fā)展的主和保護(hù)環(huán)境方面占有重要的地位。是中期發(fā)展的

10、主力堆型。力堆型。532、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆n聚變反應(yīng)堆：聚變反應(yīng)堆：是指主要靠輕原子（氘、氚、氦等）是指主要靠輕原子（氘、氚、氦等）合成，釋放大量結(jié)合能并加以利用的反應(yīng)堆。目合成，釋放大量結(jié)合能并加以利用的反應(yīng)堆。目前，瞬時(shí)的、斷續(xù)的聚變反應(yīng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。前，瞬時(shí)的、斷續(xù)的聚變反應(yīng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。n聚變裂變堆：聚變裂變堆：是聚變反應(yīng)堆和裂變反應(yīng)堆組合是聚變反應(yīng)堆和裂變反應(yīng)堆組合的裝置，在聚變反應(yīng)堆達(dá)不到能量自給時(shí)，這種的裝置，在聚變反應(yīng)堆達(dá)不到能量自給時(shí)，這種裝置具有重要的實(shí)用價(jià)值。其結(jié)構(gòu)原理為，在裝裝置具有重要的實(shí)用價(jià)值。其結(jié)構(gòu)原理為，在裝置中心設(shè)置聚變堆，外圍是裂變堆，聚變產(chǎn)生的置中心

11、設(shè)置聚變堆，外圍是裂變堆，聚變產(chǎn)生的中子逸出到裂變堆即可參與裂變反應(yīng)、釋放裂變中子逸出到裂變堆即可參與裂變反應(yīng)、釋放裂變能量，作為聚變能的補(bǔ)充。能量，作為聚變能的補(bǔ)充。542、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆、遠(yuǎn)期新型反應(yīng)堆n能量放大器：能量放大器：這是一種在這是一種在20世紀(jì)末才提出來的一種世紀(jì)末才提出來的一種新型能源裝置，它是一個(gè)質(zhì)子加速器和裂變反應(yīng)堆新型能源裝置，它是一個(gè)質(zhì)子加速器和裂變反應(yīng)堆的組合裝置。加速器使質(zhì)子獲得高能量，高能質(zhì)子的組合裝置。加速器使質(zhì)子獲得高能量，高能質(zhì)子被引入裂變反應(yīng)堆，轟擊重原子核，使重核崩潰，被引入裂變反應(yīng)堆，轟擊重原子核，使重核崩潰，造成大量中子逸出，這些逸出的中子在裂變反應(yīng)堆造成大量中子逸出，這些逸出的中子在裂變反應(yīng)堆中引發(fā)裂變放出大量裂變能。這種裝置是脈沖式工中引發(fā)裂變放出大量裂變能。這種裝置是脈沖式工作的，每發(fā)出質(zhì)子束，到反應(yīng)堆內(nèi)就造成一個(gè)脈沖，作的，每發(fā)出質(zhì)子