熔盐堆(MSR)
发布时间:2021-08-12      来源:中国核能行业协会先进核能系统专业委员会       分享:

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熔盐反应堆(MSR)的概念自20世纪50年代初就开始研究,但在20世纪60年代,只有一个试验反应堆在橡树岭国家实验(ORNL)运行。大约15年来,人们对这种反应堆技术的兴趣在不断更新,特别是其公认的反应堆固有安全性和灵活性。

熔盐反应堆使用熔盐作为燃料和/或冷却剂。当氟化盐只是冷却剂时,这样的概念被命名为FHR(氟化盐冷却高温反应堆)。今天,在GIF-pSSC-MSR中,虽说不上是全部,但大多数所研究的概念实际上都是使用液体燃料的熔盐反应堆。

熔盐反应堆是一个概念,而不是一种技术。实际上,熔盐反应堆的通用名称涵盖了热反应堆和快堆,使用U/PuTh/233U燃料循环运行,或作为超铀元素(TRU)的燃烧器,使用氟化物或载体氟盐。MSR 1给出了研究最多的概念的说明。

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MSR 1. 研究最多的MSR概念及主要参与者(RTO或供应商)

根据燃料循环的不同,熔盐反应堆可以再利用轻水堆中的可裂变和增值材料,也可以燃烧高浓缩铀、钚或少量锕系元素。它们具有更高的功率转换效率(裂变直接发生在载盐中,它将热量传递给热交换器中的冷却剂盐)。熔盐反应堆在低压但略高于大气压的条件下运行。它们可以部署为大功率反应堆或小型模块化反应堆(SMR)。如今,它们的应用受到诸如高温、结构材料、腐蚀等技术挑战的限制。

目前,MSR pSSC包括七个正式成员(澳大利亚、加拿大、欧洲原子能共同体、法国、俄罗斯、瑞士和美国)和观察员(中国、日本、韩国),并正朝着一种系统安排迈进。MSR pSSC的任务是支持未来核能概念的发展,这些概念有可能为现有反应堆概念提供重大的安全和经济性改进。

研发目标

熔盐反应堆项目的共同目标是为反应堆堆芯、后处理装置和废物处理提出具有最佳系统配置的概念设计,该系统配置是通过物理、化学和材料研究得出的。从技术上掌握熔盐反应堆面临的挑战性技术需要协调一致的长期国际研发努力,即:

·           研究熔盐的化学和热力学性质;

·           系统设计:开发先进的中子和热工水力耦合模型;

·           研究材料与熔盐的相容性;

·           掌握反应堆容器腐蚀的熔盐氧化还原控制技术;

·           开发通过氦气鼓泡从冷却剂中提取气体裂变产物的有效技术;

·           熔盐再处理:还原萃取试验(锕系元素-镧系元素分离);

·           开发专门针对液体燃料反应堆的安全方法。



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