大规模替代化石及其他有限能源的固有安全高温核动力

• 作者: 吕应中
• 来源期刊: 核科学与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 高温核能生产 自然循环 固有安全 简单一体化回路
• 年，卷（期）: 2011,（1）
• 所属期刊栏目: 特别约稿
• 页码范围: 1-8,14
• 分类号: TL32
• 字数: 6321字
• 语种: 中文

摘要

为充分发挥核能的巨大潜力,使之在21世纪内早日更大规模地替代煤炭和其他化石与水力能源,本文介绍如何通过创造性地改进融盐冷却球床高温堆-回路的热工水力设计,实现"在任何功率下长期自动运行生产高温核能方法".该方法在充满高沸点(融盐)一次载热剂的深池内,采用特别简单的一体化回路布置,使融盐沿水平方向流过位于池底的环状堆芯,吸收其中球形燃料元件的裂变热,升温后由中央流道上升;再通过位于池顶、淹没在融盐内的敞口式超低阻力换热器,可完全利用自然循环,将全部裂变能量输送给二次载热剂.冷却后的融盐依靠重力沿下降流道回到位于池底的堆芯.由于载热剂利用上升与下降流道间密度差产生的浮力进行自然循环,故无需任何循环泵.由于采用在线连续换料方法,该融盐反应堆可保持在很低的过剩反应性下运行.反应堆具有较大负温度系数,故可不依靠设置刚性控制棒系统,只跟随外负荷变化自动调节其堆芯裂变功率.此种固有安全核动力堆具有高度简单的反应堆结构,高度透明的安全性,高度灵活的功率范围与厂址选择,与比其他同类先进高温反应堆更低的投资和运行成本,其单堆的功率大小没有限制,既可与小型模块式电站竞争,又可建成以超过世界最大水电站的巨型电站,从而可以全面地大规模代替化石及其他受自然资源制约的能源,并与未来廉价的大规模可再生能源配合,保证世界可持续发展.