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沸水堆(沸水堆與壓水堆的區別)

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核反應堆,是一種可以控制和維持自我連鎖反應的裝置。核反應堆主要用途是發電(核電廠)和作為船舶的動力裝置。

 

位于瑞士的一座小型研究反應堆

其中,一些反應堆還被用來生產醫療和工業用的同位素或者生產武器級钚。截止2019年初,全球共有680座核反應堆在運行,其中包括226座研究堆。現有的核反應堆主要包括輕水堆,沸水堆,重水堆,高溫氣冷堆和熔鹽堆。下面將逐一介紹:

1.輕水堆


 

輕水堆中,冷卻劑起著減速劑的作用

這種反應堆使用壓力容器來容納核燃料、控制棒、慢化劑和冷卻劑。離開壓力容器的熱放射性水通過蒸汽發生器循環,蒸汽發生器又將次級(非放射性)水環加熱成蒸汽,使渦輪機運轉。它們占據了當前反應堆的大多數(約80%)。

 

VVER1000反應堆結構

 

華龍一號示范工程航拍

 

美軍核動力航母編隊

輕水堆最新的典型代表有俄羅斯的VVER-1000,美國的AP1000,中國的華龍一號和歐洲的EPR。美國海軍軍艦上的反應堆也都屬于這種類型。

2.沸水堆


  

福島核事故的反應堆類型就是沸水堆

沸水堆就像沒有蒸汽發生器的壓水堆。冷卻水的較低壓力使其在壓力容器內沸騰,產生運行渦輪機的蒸汽。與壓水堆不同,沒有主回路和副回路。這些反應堆的熱效率更高,結構也更簡單,發生兩次嚴重核事故(切爾諾貝利和福島核事故)的堆型都屬于沸水堆。

3.重水堆(CANDU)


 

秦山核電站的兩座重水堆(CANDU堆)

重水堆非常類似于壓水堆,但使用重水。雖然重水比普通水貴得多,但它具有更大的中子經濟性(產生更多的熱中子),允許反應堆在沒有燃料濃縮設施的情況下運行。燃料不是像壓水堆那樣使用一個大型壓力容器,而是包含在數百個壓力管中。這些反應堆以天然鈾為燃料,重水反應堆可以在滿功率時加燃料,這使得它們在鈾的使用方面非常高效(這使得堆芯中的流量控制更加精確)。加拿大、阿根廷、中國、印度、巴基斯坦、羅馬尼亞和韓國都建造了重水堆。

4.高能通道反應堆(RBMK)