《第八章低温核供热堆》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章低温核供热堆（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第八章第八章低温核供热堆低温核供热堆1 u核能供热是利用核反应堆生产的能量直接供热。它可以用这种能量核能供热是利用核反应堆生产的能量直接供热。它可以用这种能量单纯供热，也可以用综合利用。如热电联供。核能供热是核能应用单纯供热，也可以用综合利用。如热电联供。核能供热是核能应用的一个重要方面。目前约有的一个重要方面。目前约有70%一次能源用于供热，而核能供热的一次能源用于供热，而核能供热的优点是环境污染小，燃料运输量小，因此核能供热的市场前景十分优点是环境污染小，燃料运输量小，因此核能供热的市场前景十分广阔的。应用核能供热方式有两种：广阔的。应用核能供热方式有两种：u第一种是在发电的同时采用抽气
2、供热，这与常规热电厂相似。这种第一种是在发电的同时采用抽气供热，这与常规热电厂相似。这种方式从有效利用燃料角度来分析，经济性较好。但是核供热电站一方式从有效利用燃料角度来分析，经济性较好。但是核供热电站一般蒸汽参数较低，相应的汽轮发电机效率低，设备大，相应的热效般蒸汽参数较低，相应的汽轮发电机效率低，设备大，相应的热效率低于烧有机燃料的供热电站。率低于烧有机燃料的供热电站。u第二种为建造单纯核供热站，即建造只产生低压蒸汽和热水而不发第二种为建造单纯核供热站，即建造只产生低压蒸汽和热水而不发电。则反应堆不必采用高温高压，只有电。则反应堆不必采用高温高压，只有1.52.0兆帕，甚至更低压力。兆帕，
3、甚至更低压力。这样反应堆等一回路系统设备管道的制造安装容易成本低。另外，这样反应堆等一回路系统设备管道的制造安装容易成本低。另外，核供热站低温低压，安全可靠，可以建造在热用户附近，降低热管核供热站低温低压，安全可靠，可以建造在热用户附近，降低热管网投资，直接向市区供热。网投资，直接向市区供热。2 世界已有的主要低温供热堆型世界已有的主要低温供热堆型（1）壳式一体化自然循环压水堆，如前苏联设计的）壳式一体化自然循环压水堆，如前苏联设计的AST500，其热功，其热功率为率为500MW，工作压力为，工作压力为2.0兆帕；兆帕；（2）池式核供热堆，如加拿大建成的）池式核供热堆，如加拿大建成的SLOW
4、POKE堆热功率堆热功率2000千瓦。千瓦。反应堆为池式常压；自然循环，冷却水出口温度为反应堆为池式常压；自然循环，冷却水出口温度为80，在热交换，在热交换器处被冷却剂器处被冷却剂50后通用反应堆，热利用率可达后通用反应堆，热利用率可达50%。 (3) 瑞典的瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站。公司也设计成类似的供热站。 (4) 德国西门子公司发展一种微沸腾式供热堆德国西门子公司发展一种微沸腾式供热堆KWU200以及压水式以及压水式供热堆供热堆HERE-300. (5) 瑞士：发展了三种类型的供热反应堆：气冷式，壳式，深水池式瑞士：发展了三种类型的供热反应堆：气冷式，壳式，深水池式（6）法
5、国开发了）法国开发了THERMOS型反应堆型反应堆3 一座一座20万千瓦的低温核热站可以满足万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。万平方米的建筑面积供暖。每年节省标准煤每年节省标准煤30万吨，减少万吨，减少1亿多万吨公里的运输量。同时减亿多万吨公里的运输量。同时减少排放烟尘。少排放烟尘。我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供热堆，热功率为热堆，热功率为5MW，池表面为常压，冷却水温度可达，池表面为常压，冷却水温度可达114，向热网提供，向热网提供90左右热水，该核供热站已于左右热水，该核供热站已于1
6、989年建成运行。年建成运行。目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆。其热功率为目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆。其热功率为200MW，工作压力为，工作压力为2.5兆帕，反应堆堆芯和主热交换器均布兆帕，反应堆堆芯和主热交换器均布置在压力壳内。系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混置在压力壳内。系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混合物压力维持。合物压力维持。由于该堆采用了一体化、自稳压、全功率自然循环冷却，控制棒动由于该堆采用了一体化、自稳压、全功率自然循环冷却，控制棒动压水力驱动，双层结构及非能动安全系统等措施。具有优异的压水力驱动，双层结构及非能动安全系统等措施。具有优异的固
7、有安全特性，因此该堆可以建造钢密的居民区附近。固有安全特性，因此该堆可以建造钢密的居民区附近。4 5MW低温核供热堆特点低温核供热堆特点自自1986年，功率为年，功率为5MW的模拟试验壳式供热堆升始动工兴的模拟试验壳式供热堆升始动工兴建，至建，至1989年建成并投入远行，向周围的建筑物供暖，成年建成并投入远行，向周围的建筑物供暖，成为世界上第一座投入运行的壳式堆核供热站，为世界上第一座投入运行的壳式堆核供热站，总使用面积总使用面积15001500平方米。平方米。5 5 5兆瓦低温核供热堆具有一兆瓦低温核供热堆具有一体化布置、自稳压、全体化布置、自稳压、全功率自然循环冷却、非功率自然循环冷却、非
8、能动余热排出、采用新能动余热排出、采用新型水力驱动控制棒设置型水力驱动控制棒设置中间回路中间回路 等先进的技术等先进的技术特点。特点。在该堆上先后开展了供热堆在该堆上先后开展了供热堆运行特性研究，热电联运行特性研究，热电联供实验研究，核能低温供实验研究，核能低温制冷实验研究，核能海制冷实验研究，核能海水淡化实验研究等水淡化实验研究等 6 一体化布置和分置式布置一体化布置和分置式布置7 5 5兆瓦低温核供热堆是一体化自然循环壳式轻水核反应堆，兆瓦低温核供热堆是一体化自然循环壳式轻水核反应堆，其热功率为其热功率为50005000千瓦，堆芯高度为千瓦，堆芯高度为0.690.69米，堆芯当量直径米，堆
9、芯当量直径0.570.57米，堆芯功率密度米，堆芯功率密度2424千瓦千瓦/ /升，共装有升，共装有1616盒燃料组件，盒燃料组件，燃料棒直径燃料棒直径1010毫米，总数毫米，总数12921292根，燃料加浓度为根，燃料加浓度为3%3%；二氧；二氧化铀总装载量化铀总装载量507.8507.8千克，包壳材料为锆千克，包壳材料为锆4 4合金，反应堆合金，反应堆装有装有1313根根b4b4控制棒。低温供热堆共有控制棒。低温供热堆共有3 3个热工回路，主回路个热工回路，主回路压力压力1.471.47兆帕，温度兆帕，温度186/146.6186/146.6，中间回路压力，中间回路压力1.671.67兆帕
10、，兆帕，温度温度142/102142/102，热网压力，热网压力0.490.49兆帕，温度兆帕，温度90/6090/60。该反。该反应堆设有应堆设有2121个主系统和个主系统和3535个子系统，共含工艺设备个子系统，共含工艺设备319319台，台，电器设备电器设备132132台以及各种阀门、仪表达千余件。台以及各种阀门、仪表达千余件。8 低温核供热堆系统设备低温核供热堆系统设备1 1 冷却剂堆内流程冷却剂堆内流程2 32 3回路系统回路系统3 3 燃料组件设计特点燃料组件设计特点4 4 压力容器，安全壳压力容器，安全壳5 5 主换热器设备主换热器设备9 低温核供热堆安全特性低温核供热堆安全特性1 1 负温度反馈系数负温度反馈系数2 2 一体化自稳压设计一体化自稳压设计3 3 自然循环冷却自然循环冷却4 4 双层壳结构双层壳结构5 5 设置隔离回路设置隔离回路6 6 运行参数低，热惯性大运行参数低，热惯性大7 7 可靠棏停堆系统可靠棏停堆系统8 8 系统简单，操作方便系统简单，操作方便10 200MW 低温堆低温堆11 12 13 14 15
