[拼音]：qilengdui

[外文]：gas cooled reactor

利用氣體作冷卻劑來傳送反應堆內(nèi)熱量的一種核反應堆堆型。迄今世界上典型的氣冷堆是使用石墨作慢化劑的石墨氣冷堆。它經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，產(chǎn)生了天然鈾氣冷堆、改進型氣冷堆和高溫氣冷堆3種。

天然鈾氣冷堆

原稱鎂諾克斯堆。以金屬天然鈾為燃料，二氧化碳為冷卻劑。它的堆心由精純的石墨塊堆砌而成。在石墨砌體中有許多裝有棒狀燃料元件的通道，以便加壓的冷卻劑流過，將堆內(nèi)的熱量帶出。為了改善傳熱，燃料元件包殼上帶有許多肋片。從堆心出來的熱氣體在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路內(nèi)的水以產(chǎn)生蒸汽，然后借助于循環(huán)風機將二氧化碳冷卻劑壓送回堆心。整個堆心包容在一個鋼制或預應力混凝土的壓力殼內(nèi)。第一座天然鈾氣冷堆電站是1956年開始運行的英國卡德蒙爾核電站。這種堆型的最大優(yōu)點是采用價廉易得的天然鈾；缺點是功率密度低，堆心體積大，造價高，同時受金屬鈾和鎂合金許用溫度的限制而使冷卻劑的出口溫度只能達到400℃左右。因而所產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)較低，核電站的熱效率僅為30％左右。因此，在60年代末便不再建造此種堆了。

改進型氣冷堆 (AGR)

為了提高冷卻劑的堆心出口溫度和蒸汽發(fā)生器傳熱效率，從而提高二回路的蒸汽參數(shù)和熱效率，將燃料元件的包殼改用不銹鋼，燃料改用二氧化鈾。由于采用這些材料會使堆內(nèi)的有害中子吸收增大，因此需將二氧化鈾中的豐度提高到2～3％，即使用低濃鈾燃料。其堆心結構與天然鈾氣冷堆類似，但蒸汽發(fā)生器布置在反應堆四周并一起包容在預應力混凝土壓力殼內(nèi)。二氧化碳冷卻劑的堆心出口溫度為 650℃左右。英國自1965年起已建造了14座改進型氣冷堆，裝機容量8658MW_e。

高溫氣冷堆

一種新型的先進氣冷堆。它采用陶瓷型涂敷顆粒燃料。即在直徑為 200～400的氧化鈾或碳化鈾心的外面涂敷2～3層的熱解炭和碳化硅，然后將此近于 1mm的燃料顆粒彌散在石墨基體中壓制成燃料元件。同時采用傳熱性好的惰性氣體氦作為冷卻劑以替代二氧化碳。這樣，高溫氣冷堆的冷卻劑出口溫度可提高到750℃以上，并具有以下3個突出的優(yōu)點：

（1）具有良好的固有安全性。此種堆心熱容量大并具有較大的負反應性溫度系數(shù)。因此，當發(fā)生事故時會自動停堆，溫升緩慢，不可能發(fā)生堆心熔化。同時，氦不活化，在運行和維修時放射性低。

（2）燃料循環(huán)靈活。核燃料轉換比高和燃料的燃耗深。高溫氣冷堆不僅可以使用高濃鈾＋釷燃料，也可使用低濃鈾燃料。燃料的燃耗深度可達10萬兆瓦/比。因此燃料的經(jīng)濟性好，燃料成本低。

（3）當前可以采用高郊率的常規(guī)發(fā)電機組(電站熱效率達40％)生產(chǎn)電力和工業(yè)用蒸汽（供石油化工企業(yè)和重質(zhì)稠油開采用），今后可使用燃氣輪機進一步提高熱效率，并利用高溫工藝熱進行煤的氣化油頁巖提取和裂解水制氫等。

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