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  • 1 # 星羅大千

    壓水堆

    (pressurized water reactor)

    使用加壓輕水(即普通水)作冷卻劑和慢化劑,且水在堆內不沸騰的核反應堆。燃料為加濃鈾。20世紀80年代,被公認為是技術最成熟,執行安全、經濟實用的堆型。其裝機總容量約佔所有核電站各類反應堆總和的60%以上。最早用作核潛艇的軍用反應堆。1961年,美國建成世界上第一座商用壓水堆核電站。壓水堆由壓力容器、堆心、堆內構件及控制棒元件等構成。壓力容器的壽命期為40年。堆心裝核燃料元件。

    沸水堆是由壓力容器及其中間的燃料元件、十字形控制棒和汽水分離器等組成。汽水分離器在堆芯的上部,它的作用是把蒸汽和水滴分開、防止水進入汽輪機,造成汽輪機葉片損壞。沸水堆所用的燃料和燃料元件與壓水堆相同。沸騰水既作慢化劑又作冷卻劑。

    沸水堆與壓水堆不同之處在於冷卻水保持在較低的壓力(約為70個大氣壓)下,水透過堆芯變成約285℃的蒸汽,並直接被引入汽輪機。所以,沸水堆只有一個迴路,省去了容易發生洩漏的蒸汽發生器,因而顯得很簡單。

    核燃料裂變反應釋放的中子為快中子,而在熱中子或中能中子反應堆中要應用慢化中子維持鏈式反應,慢化劑就是用來將快中子能量減少,使之慢化成為中子或中能中子的物質。選擇慢化劑要考慮許多不同的要求。首先是核特性:即良好的慢化效能和儘可能低的中子俘獲截面;其次是價格、機械特性和輻照敏感性。有時慢化劑兼作冷卻劑,既使不是,在設計中兩者也是緊密相關的。應用最多的固體慢化劑是石墨,其優點是具有良好的慢化效能和機械加工效能,小的中子俘獲截面和價廉。石墨是迄今發現的可以採用天然鈾為燃料的兩種慢化劑之一;另一種是重水。其他種類慢化劑則必須使用濃縮的核燃料。從核特性看,重水是更好的慢化劑,並且因其是液體,可兼做冷卻劑,主要缺點是價格較貴,系統設計需有嚴格的密封要求。輕水是應用最廣泛的慢化劑,雖然它的慢化效能不如重水,但價格便宜。重水和輕水有共同的缺點,即產生輻照分解,出現氫、氧的積累和複合。

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