世界核电发展趋势与高温气冷堆

核能的发展面临经济竞争力、核安全、核废物的最终处置及防止核武器材料扩散的挑战。为改善公众的可接受性 ,核电厂的安全性进一步改进。电力市场体制的非管制化改革加剧了电力技术的竞争。环境保护意识增强使核废物的处置倍受关注。 80年代中期以来发展的先进轻水堆核电厂如ABWR ,System 80 ,EPR ,AP60 0等是今后一段时期内商用核电的主力堆型。进入 2 0 0 0年之际 ,美国能源部正在规划发展第四代先进核能系统 ,目标是在 2 0 2 0年或之前 ,向市场提供经过验证的成熟的第四代核电厂技术 ,以替代美国退役的核电容量。球床高温气冷堆被认为是第四代先进核能系统的优选技术。南非ESKOM电力公司选择了球床高温气冷堆作为今后核电发展的堆型。清华大学承担设计和建设的 10MW高温气冷实验堆计划在 2 0 0 0年内临界。通过10MW高温气冷堆的建造 ,我国已形成了高温气冷堆技术的自主知识产权 ,初步具备了自主设计、制造和建造的能力     

高温气冷堆氦气/氨水联合循环热力性能分析

对由顶部高温气冷堆简单循环、底部Kalina循环构成的氦气/氨水联合循环系统(HAC)进行热力性能分析。研究表明HAC循环相对HCC循环热效率提高6.0%,?效率提高8.1%,最终达到46.2%与62.0%。实现HAC循环对核能的高效转化利用具有良好的发展前景。     

高温气冷堆氦气/氨水联合循环热力性能分析

对由顶部高温气冷堆简单循环、底部Kalina循环构成的氦气/氨水联合循环系统(HAC)进行热力性能分析。研究表明HAC循环相对HCC循环热效率提高6.0%,?效率提高8.1%,最终达到46.2%与62.0%。实现HAC循环对核能的高效转化利用具有良好的发展前景。     

高温气冷堆技术背景和发展潜力的初步研究

从能源供应和环境保护的角度 ,论证了核能工业的重要性 ;然后对高温堆氦气轮机循环进行了分析 ,结果表明发电效率达 4 7 9% ;最后通过几种先进堆型的对比 ,阐明了高温气冷堆的技术优势。高温气冷堆很有潜力成为第四代核能系统的堆型之一。     

我国高温气冷堆的发展

模块化高温气冷堆具有的固有安全特性、建造周期短和相处容量小等优势正好符合电力系统非管制化（Ｄｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）发展趋势对于发电厂的要求,清华大学核能设计研究院正在建造一座１０ＭＷ高温气冷实验堆。本文着重分析了高温气冷堆的安全特性和提高发电效率的氦循环方式。     

高温气冷堆热电联产技术经济研究

分析我国热电联产的市场前景,并对高温气冷堆热电联产的技术和经济可行性进行分析。结果表明,高温气冷堆热电联产在保证运行安全性和供热效率的同时,对周围公众和环境影响足够小;通过商业化推广,高温气冷堆的经济性有显著的优化空间;高温气冷堆相比燃气机组具有经济性优势,具备替代燃气机组进行热电联产的潜力。     

高温气冷堆氦气轮机基本特性研究

高温气冷堆氦气轮机循环被认为是将来核能发电领域中最有潜力的方案之一。首先对高温堆氦气轮机循环进行分析和优化 ,然后着重从热力学和气体动力学角度研究氦气轮机的基本特性。结果表明 ,氦气轮机有两个主要设计特点不同于通常的燃气轮机 :一个是叶片级数多 ;另一个是叶片高度低 ,这些特性分别由氦气的物性和闭式循环的高压所导致。     

小型高温气冷堆的堆型方案比较

本文对模块式高温气冷堆的棱柱状和球床两种堆芯型式和一体化与肩并肩分置式两种总体设计方案分别进行了技术特点、设计制造、运行经验和安全性与经济性的比较,提出了在我国发展高温气冷堆的堆型选用原则和建议.     

高温和超高温气冷堆动力转换方案研究

动力转换单元是高温和超高温气冷堆的重要组成部分。本文对高温和超高温气冷堆的动力转换单元进行研究。从4个关键参数（反应堆出口温度、反应堆入口温度、压缩比和主蒸汽参数）入手,对5个循环方案进行比较分析。综合考虑各种工程因素,上位循环为简单氦气透平循环、下位循环为有再热的蒸汽轮机循环的联合循环方案是具有竞争力的,其中下位循环在高温气冷堆范围是亚临界参数循环,在超高温气冷堆范围是超临界参数循环。联合循环可实现高温和超高温气冷堆热量的高效率转化,且反应堆入口温度在反应堆压力壳材料允许的范围内,具有足够的安全性。     

高温气冷堆甲烷蒸汽重整制氢蒸汽重整器的初步研究

基于一维拟均相模型，针对高温气冷堆具有单根转化管的甲烷蒸汽重整器建立了动态数学模型，开发了相应的计算程序，并对日本原子能研究所设计的甲烷重整器进行了稳态计算与分析。研究结果表明：重整器氦气入口的散热损失对重整器性能有明显影响，而化学反应速度则不是影响其性能的主要因素。稳态计算结果与实验结果较好吻合。      

高温气冷堆联合循环技术潜力研究

模块式高温气冷堆与燃气联合循环发电分别代表着当今核能界和常规发电界的最先进技术,两者的结合为提高核电的安全性和经济性提供了一条新的思路,是一个极具竞争优势的选择方案。本文通过分析高温气冷堆和联合循环的现状及发展趋势,着重从今后10～20年技术潜力的角度研究高温气冷堆联合循环技术,并给出各种堆芯出口温度条件下的循环方案。例如,堆芯出口温度为1050℃,循环效率可达51.4%。     

高温气冷堆气体透平循环方式的技术评价

气体透平循环被认为是高温气冷堆发电的发展方向。循环方式包括直接循环，开式间接循环和闭式间接循环，工质包括氦气，空气和氮气，对于每一种循环都进行了热力学分析和优化计算，并对透平压气机进行了气动设计，研究结果表明，氦气直接循环是一个理想的选择，但是基于现有技术水平难度较大，氦气和氮气闭式间接循环是目前比较现实的方案，可以实现气体透平循环的设想并为将来的直接循环做技术积累。     

高温气冷堆联合循环发电的初步分析

对模块式高温气冷堆的氦气轮机与汽轮机联合循环方案以及氦气轮机进行初步的分析 ,揭示高温堆联合循环发电的一些基本设计特点     

商用高温气冷堆联合循环方案研究

本文针对高温气冷堆动力转换单元设计了3种联合循环方案,并将3种循环方案在反应堆出口温度900℃的情况下与闭式Brayton循环进行比较。结果表明:闭式Brayton循环在反应堆出口温度较高时,相应反应堆入口温度也较高,这受到反应堆压力壳材料限制,且所需压气机压比较大;联合循环方案的反应堆入口温度低于370℃,反应堆压力壳可使用SA533钢材,无需内壁冷却,且所需压气机压比较小。方案比较显示,提高联合循环效率需增加下位循环出力。方案3的上位循环是简单Brayton循环,下位循环是再热Rankine循环,循环效率可达50.1%。     

高温气冷堆和轻水堆超铀元素管理特性研究

乏燃料中长寿命锕系元素对环境造成长期潜在危害,本文研究球床高温气冷堆不同燃料循环中超铀元素的产生和焚烧特性。在250 MW球床模块式高温气冷堆示范电站HTR-PM铀钚循环的乏燃料中提取铀和钚作为核燃料,设计了PuO₂和MOX燃料元件,将新设计的燃料元件重新装入与HTR-PM相同结构和尺寸的堆芯,分别形成纯钚燃料循环和MOX燃料循环。采用高温气冷堆物理设计程序VSOP,研究了高温气冷堆一次通过燃料循环和不同闭式燃料循环的超铀元素焚烧特性,并与轻水堆燃料循环结果进行比较和分析。结果表明：高温气冷堆一次通过燃料循环超铀元素生成率约为轻水堆的1/2;高温气冷堆闭式燃料循环能有效嬗变超铀元素。     

南非高温气冷堆的开发现状

【日本《原子能视野》2000年1月刊第29～30页报道】 ◆ 热效率为45%的小型堆 南非共和国的国有电力公司(ESKOM)以高温气冷堆来实现安全、经济的小型动力反应堆(即球床模块式反应堆(PBMR))的实用化。在今后开发的新动力反应堆中,美国能源部将首先推出该种堆型,据悉它将成为21世纪动力堆的示范堆。 南非的高温气冷堆预定将在2000年7月完成详细设计,在2003年1月完成建造工程,2003年7月达到临界,2004年12月取得运营许可证。 该反应堆为球床型反应堆,即使用形状像煤球的燃料。就是在石墨球中分散着直径为0.7 mm的、像仁丹粒那样的铀燃料。燃…     

高温气冷堆甲烷蒸汽重整制氢系统重整器性能数值分析

甲烷转化率和产氢量是反映重整器性能的重要指标。本文对匹配高温气冷堆HTR-10的蒸汽重整器性能进行数值分析。设定重整器氦气入口流量不变，研究不同氦气入口温度、压力，不同工艺气入口温度、压力、流量，以及不同水碳比对重整器性能的影响。在所研究的范围内，结果表明：氦气的入口温度对重整器性能有明显的影响；氦气的入口压力、工艺气的入口温度和压力对重整器性能影响较小；提高工艺气流量，甲烷转化率降低，但产氢量增加，而提高水碳比则有相反的变化关系。     

浅析10MW高温气冷实验堆对于高温气冷堆示范工程的作用

介绍了10MW高温气冷实验堆(简称HTR-10)工程的实践经验成果,论述了HTR-10的成功对于高温气冷堆示范工程的现实意义。