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1、1.气冷快堆系统GFRGFR系统是一种快中子能谱的氦冷却反应堆具有闭合燃料循环特征像热中子谱氦冷却反应堆一样由于 使用氦作为冷却剂所以出口温度高这就有可能高效率地发电产氢或进行热处理这座氦冷却系统反应堆功率 为288MWe出口温度为850为提高热效率采用布雷顿循环气体透平机。圏1气冷快堪系统（GFR）为在高温下运行并确保极好裂变产物的滞留GFR系统提出了几种候选燃料形式包括合成的陶瓷燃料先 进的燃料颗粒或具有锕系化合物的陶瓷包壳元件堆芯结构基以棱柱块或细棒/板状燃料元件GFR有一个综 合在址乏燃料处理和再加工厂GFR使用一个直接循环的氦透平机发电机或用它处理氢热化学产品的热量 通过快能谱和锕系
2、元素完全循环相结合GFR把长寿命放射性废物减少到最小在一次通过循环中GFR快中 子谱在有效利用裂变材料和增殖材料包括贫铀方面比热能谱反应堆更有效。气冷快中子堆（GFR）气冷快中子堆（GFR）（见图2 ）原来主要是用于电力生产和锕系元素处理，它也 同时能够支持制氢生产。参考的GFR系统的特征是一种快中子流和一种布雷顿循 环的氦气冷反应堆，一个封闭的锕再生的燃料循环。该核电站的效率为48 %。 在2006年11月，美国和欧洲原子能共同体（Euratom），法国，日本，和瑞士 共同签署了气冷快中子堆系统（GFR）的合作安排。气冷快中子堆（GFR）的燃料组件有几种形式的结构正在考虑中（陶瓷制品，燃料
3、颗粒，陶瓷制品的包复金属），但它们都有一个共同点：即它们将允许核反应堆 在非常高的温度下运行，并在保护壳内获得良好的裂变产物。在堆芯的布置中， 将不采用基于针形或板形的燃料组件或块状的棱柱形组件。目的是增强核反应的 性能。它的可能性仍然正在研究，包括选用能在很高的温度下运行，并对快中子 流（全部时间的综合通量）具有高阻抗的材料。以及研发出一个氦冷却气轮机， 来达到高效率的发电。其中一些关键参数的目标值，例如功率密度和燃料燃烧率， 在第一批研制的GFR核电技术中将有出色的表现。0刃图2 气冷实验快堆。资料来源：能源部二台气冷快中子堆项目已在美国兴建，第一个在宾州的纽约县，是一个40兆瓦 的实验氦
4、气冷却，石墨减速的反应堆，从1967年至1974年运行。另一个是在科 罗拉多州的圣堡，它从1979年到1989年运行，在一个较高的温度下燃烧铀，钍 燃料，产生330兆瓦的热功率。圣堡的燃料组件为六边形截面，其能量密度低， 即使失去了主要的冷却剂也不会导致反应堆堆芯的立即过热。该反应堆因堆芯损 坏，已关闭。这试验电站在1996年被改建为燃用天然气的联合循环电厂。在建的其它示范气冷快中子堆技术，包括日本的石墨减速快中子高温气冷试验堆 （HTTR），在1999年达到30 MWth满负荷。它使用细长和六角形燃料组件，和 球状颗粒床核反应堆（PBR）设计不一像。测试表明，核堆芯的温度已达到制氢 所需的高
5、温。另外，由南非公用事业Eskom公司设计的300 MWth球床模块化反应堆（PBMR ） 采用闭式循环燃气轮机电力转换系统正在开发中。最后，俄罗斯一个财团的研究机构与通用原子公司合作正在设计30-300 MWth 燃气轮机模块化氦反应堆（GT - MHR ）。整个的GT -MHR核电站（图3 ）基 本上是载于两个相互关联且设在地下混凝土保护壳内的密封的压力容器组成。GT -MHR堆芯正在设计中，它能使用任何各种各样的核燃料（包括钍/高浓缩铀和 钍/U-233），它甚至可以把武器级或反应堆级钚燃料转换成电能。地llu汕岂肚饴 ccreatSIEFTurbine ：Gniwrte也蚕(Si团p乍弟WE differ smial 1JI：iiinsri|：5 rolata!t-3fffl 已捞01indxn(Lr835Cfaid pce- p-jXLdicn 圧鉅 M ground:2 BadMilyTn血re cut et 950F f 3l5SiTurtme nte 1FIMPS阳口0哂卯 refers ma at of reriining- 血 back iu Hib iMiiinrFib咗叩1盯Fwje- proiuitinf! Illi III I!tll3Wfi-stlU2F图3。燃气轮机-模块化氦气冷反应堆。资料来源：通用Atomics
