超临界水冷反应堆(SCWR)是一种高温高压水冷反应堆,其运行温度高于水的热力学临界点(374℃,22.1 MPa)。一般而言,SCWR的概念设计可分为两大类:首先由日本提出的,最近由欧洲原子能共同体伙伴和中国提出的压力容器概念。还有加拿大提出的压力管概念。除了堆芯设计的细节外,这两种概念还具有许多相似的特点(例如出口压力和温度,热中子谱,蒸汽循环选项,材料等)。因此,每种反应堆类型的研发需求是共同的。这使得合作研究得以开展。
SCWR的主要优点是,由于具有较高的热力学效率和简化核电站的潜力,因此可提高经济性。在安全性,可持续性和PR&PP方面的改进也是可能的,并且正在考虑使用热谱和快谱的几种设计方案,包括使用先进的燃料循环。
目前,SCWR系统内有三个项目管理委员会(PMB):系统综合与评价(暂定)、材料与化学、热工水力与安全。加拿大、中国和欧洲原子能共同体(Euratom)于2017年签署了热工水力与安全以及材料与化学方面的项目安排延期协议。
研发目标
SCWR系统研究计划中确定了以下关键路径研发项目:
· 系统集成和评估:根据压力管和压力容器概念,确定一个参考设计,满足第四代可持续性、提高济性性、安全可靠的性能和的可演示的抗扩散性的要求。一个重要的合作研发项目是设计和建造一个反应堆内燃料试验回路,以确认参考燃料的设计。由于SCWR以前从未运行过,在原型反应堆获得许可之前,认为必须进行此类通用试验。
· 热工水力与安全:SCWR的传热和临界流量数据库中存在空白。为了验证热工水力规范,需要原型SCWR工况下的数据。超临界水堆的设计基准事故与传统的水堆有一些相似之处,但与在较低温度和压力下的水相比,需要更好地理解临界点附近的热工水力特性和流体性质的较变化。
· 材料与化学:用于压力管和压力容器设计的堆内和堆外部件的关键材料的鉴定。参考水化学的选择将寻求最小化材料降解和腐蚀产物传输,并将基于材料兼容性和对水辐射分解的理解。
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