中国第四代核电技术有多稳,水冷变气冷,世界首座高温气冷堆要发电了

近日,据科技日报报道,中国建造的全球首座20万千瓦高温气冷堆,将在今年正式发电

据了解,该核电反应堆将在4月份装料,年底发电并投入商业运行。

其实,作为未来重要清洁能源,一座核电站的投入商业运用从表面上看没有什么特别的,然而这座利用高温气冷的发电技术却引起了关注,那么高温气冷堆到底是什么样的技术,到底有多先进,下面就来了解一下。

核电

解决空气污染和全球变暖,现在已经成为全世界都在关注的话题,而最主要的解决办法就是要控制普通化石能源的使用量,大力开发和使用各种可再生的清洁能源。
太阳能,水能,风能以及地热能等等,都是非常好的清洁能源,但与这些清洁能源比较,核能显然更具有优势,几乎可以达到零排放的要求。
所以,全世界很多国家都在大力开发核能,我们国家同样也将核能视为,未来主要的清洁能源。
目前,中国在建核电机组容量已连续多年处于世界第一,并且这些核电站的各项技术都处于世界最高水平,比如说第四代核电使用的高温气冷堆技术。

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什么是高温气冷堆

高温气冷堆核技术是安全性极高的第四代核技术,是与探月过程,深海下潜以及大飞机一样,也是我国十六个科技重大专项之一,其重要性不言而喻。
之所以叫高温气冷堆,是因为它在冷却过程中不是使用水,而是采用惰性气体氦气来冷却的,使用氦气的主要特点是能够充分吸收热量,从而产生700多度的高温,而现在普遍使用的水冷反应堆则只能产生300多度的高温。
在出口处能够产生更高的温度,也就能让发电效率更高,使用高温气冷能让发电效率提高30%以上,是目前发电效率最高的核反应堆。

它的反应堆使用的是,耐高温的石墨和碳砖所砌成的一个像炉子形状的装置,内部则装满了耐高温石墨制成的圆形的燃料球,而那些产生高温的放射性物质则被做成更小的颗粒放入到燃料球中。
高温气冷堆不只是能发电,其应用也比较广,还可以用于石油,化工以及炼钢等领域,同样可以为这些行业提供高温热能,所有说它的市场前景比较广阔。

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高温气冷堆的安全性

只要提到核能发电,人们首先就会想到它的安全性,因为毕竟出现过像俄罗斯的切尔诺贝利,以及日本福岛这些因为核泄漏而导致无数人伤亡的事件,这也是制约核电这种新能源发展的原因。

切尔诺贝利核电站
所有每一代核电站开始就将安全性放在首位,而到了现在的第四代核电站,它已经不止通过安全罩等硬件上提供安全,而且还要通过从核电站的设计上开始就提高它的安全性。
而高温气冷堆的核心就是它具有很高的安全性,这也是它被称为第四代核技术的原因之一。
例如说以前的反应堆当在工作中温度过高时,就会用水去为其冷却降温,而高温气冷堆则是将燃料做成直径只有0.5毫米的颗粒,再分散在高温石墨做成的燃料球里面,只要温度不超过1600度,所有的核反应都在燃料球内部进行,也就不会有反射性物质的外泄。
而且现在的燃料颗粒中还会添加一些新的物质,例如会添加铀238这种与铀235特性相差很大的原子,当铀235反应剧烈时,铀238利用其并不活泼的特性从而能抑制住铀235的过快裂变,这就相当于增加了一道天然的安全防护墙。
不需要人为的去控制,靠内部的物质就可以自动控制,再加上将这些核原料做成颗粒小型化,就不会出现超高温或者是物质泄漏等严重问题时才去补救,这就杜绝了核电站大事故的发生。
高温气冷堆从燃料到反应堆结构都进行了优化,通过各种极限条件下的安全性测试,也验证了它超过其它反应堆的安全性。
高温气冷堆所具有的安全性好、出口温度高等特点,被国际核能界认定为最具发展潜力的先进堆型之一。
作为世界上第一个利用高温气冷堆技术,建造20万千瓦第四代核电站的国家,为保持我国在高温气冷堆技术及应用领域的领先地位,高温气冷堆技术后续还将不断创新和改进。
据介绍我国目前已经完成60万千瓦高温气冷堆改进版项目的方案设计,技术研发预计也将于2023年完成。
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