快中子增殖堆

1、 第五章：第五章：快中子增值堆快中子增值堆一、快堆簡(jiǎn)介一、快堆簡(jiǎn)介二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn)三、三、幾個(gè)典型鈉冷快堆幾個(gè)典型鈉冷快堆四、鈉冷快堆的挑戰(zhàn)四、鈉冷快堆的挑戰(zhàn)一、快堆簡(jiǎn)介一、快堆簡(jiǎn)介 2121座快堆，座快堆，300300堆年運(yùn)行經(jīng)堆年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。驗(yàn)。 法國(guó)，前蘇聯(lián)建造和運(yùn)行大法國(guó)，前蘇聯(lián)建造和運(yùn)行大型商用快堆。型商用快堆。 基本全部關(guān)閉（有基本全部關(guān)閉（有8 8座沒(méi)徹座沒(méi)徹底關(guān)閉），日本（底關(guān)閉），日本（MOUJUMOUJU）命運(yùn)難測(cè)，三年內(nèi)計(jì)劃重新命運(yùn)難測(cè)，三年內(nèi)計(jì)劃重新開(kāi)啟。開(kāi)啟。 中國(guó)在建試驗(yàn)快堆中國(guó)在建試驗(yàn)快堆6565MWth MWth (20MWe,(20MWe,池

2、式池式) ) 印度、韓國(guó)仍感興趣。印度、韓國(guó)仍感興趣。印度政府已經(jīng)批準(zhǔn)在英迪拉印度政府已經(jīng)批準(zhǔn)在英迪拉甘地原子研究中心甘地原子研究中心 建造一座建造一座500MWt500MWt的原型快堆的原型快堆一、簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介 40-5040-50年代年代 英、法、德、日、美、蘇等國(guó)優(yōu)先發(fā)展英、法、德、日、美、蘇等國(guó)優(yōu)先發(fā)展，重點(diǎn)為燃料增殖。，重點(diǎn)為燃料增殖。 熔鹽，氣冷，鈉冷快堆。熔鹽，氣冷，鈉冷快堆。 6060年代注重經(jīng)濟(jì)性，用氧化物燃料（深燃耗，耐高年代注重經(jīng)濟(jì)性，用氧化物燃料（深燃耗，耐高溫，但氧有慢化作用）代替金屬燃料溫，但氧有慢化作用）代替金屬燃料 7070年代建原型堆：年代建原型堆：PFRPF

3、R（英國(guó)）（英國(guó)）、PhenixPhenix（法國(guó)）、（法國(guó)）、BNBN350350（蘇聯(lián)）、（蘇聯(lián)）、SNR-300SNR-300（德國(guó)）、（德國(guó)）、CRBRCRBR（美國(guó)（美國(guó)擬建），都是氧化物燃料不銹鋼結(jié)構(gòu)鈉冷擬建），都是氧化物燃料不銹鋼結(jié)構(gòu)鈉冷 8080年代示范快堆：年代示范快堆：BNBN600600（蘇聯(lián)）（蘇聯(lián)）、SuperPhenixSuperPhenix（法國(guó)），試驗(yàn)堆（法國(guó)），試驗(yàn)堆JoyoJoyo（日本常陽(yáng)）（日本常陽(yáng)） 19941994年年 MonjuMonju（日本文殊）（日本文殊） 9090年代后期，各國(guó)停止發(fā)展計(jì)劃，快堆發(fā)展進(jìn)入低年代后期，各國(guó)停止發(fā)展計(jì)劃，快堆發(fā)展

4、進(jìn)入低潮。潮。二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn)n冷冷 卻卻 劑：劑：早期用汞，鈉鉀合金早期用汞，鈉鉀合金現(xiàn)一致采用液態(tài)鈉現(xiàn)一致采用液態(tài)鈉 - - 運(yùn)行溫度高：運(yùn)行溫度高： 550 550 C C（高效發(fā)電）高效發(fā)電） - - 運(yùn)行壓力低：運(yùn)行壓力低：0.50.5MPaMPa（避免失壓、失冷）避免失壓、失冷） - - 冷卻劑熱容大：抗熱沖擊冷卻劑熱容大：抗熱沖擊 - - 流動(dòng)性好：利于自然循環(huán)被動(dòng)載熱流動(dòng)性好：利于自然循環(huán)被動(dòng)載熱二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn) n鈉鈉 冷冷 卻卻 劑：劑：最好的熱工性能最好的熱工性能 - - 沸點(diǎn)高：沸點(diǎn)高：88883 3C C - - 熔點(diǎn)高：熔點(diǎn)高

5、：97.897.8C C - - 導(dǎo)熱系數(shù)大導(dǎo)熱系數(shù)大 na400na400/ / water20water20=100=100 - - 粘性小粘性小 na500na500/ / water20water201/41/4 - - 密度小密度小 na400na400/ / water20water20 =0.86 =0.86 液態(tài)金屬鈉液態(tài)金屬鈉具有較高的傳熱特性具有較高的傳熱特性很寬的溫度范圍內(nèi)很寬的溫度范圍內(nèi)保持為液態(tài)保持為液態(tài)普朗特?cái)?shù)很小普朗特?cái)?shù)很小1 可以在很高的溫度下，在較小的溫差情況下可以在很高的溫度下，在較小的溫差情況下 移走大量的熱能移走大量的熱能2 堆內(nèi)燃料元件的熱流很高，可以

6、達(dá)到較高的堆內(nèi)燃料元件的熱流很高，可以達(dá)到較高的 比功率比功率 3 由于熱鈉的熱導(dǎo)好，熱點(diǎn)因子也會(huì)減小，活由于熱鈉的熱導(dǎo)好，熱點(diǎn)因子也會(huì)減小，活 性區(qū)內(nèi)溫度變化隨之降低，即使在熱沖擊的性區(qū)內(nèi)溫度變化隨之降低，即使在熱沖擊的 情況下，結(jié)構(gòu)變形的幾率也非常小。情況下，結(jié)構(gòu)變形的幾率也非常小。 其熔點(diǎn)僅為其熔點(diǎn)僅為97.8，沸點(diǎn)高達(dá)，沸點(diǎn)高達(dá)882.9。這樣使得快堆采用比較低的系統(tǒng)壓力這樣使得快堆采用比較低的系統(tǒng)壓力就可以得到高的反應(yīng)堆堆芯出口溫度。就可以得到高的反應(yīng)堆堆芯出口溫度。從而獲得較高的動(dòng)力循環(huán)效率，而堆從而獲得較高的動(dòng)力循環(huán)效率，而堆容器內(nèi)的壓力又不高，降低了造價(jià)，容器內(nèi)的壓力又不高，降

7、低了造價(jià)，也就降低了發(fā)電成本。也就降低了發(fā)電成本。 1 與其它流體不同，在液態(tài)鈉流道內(nèi)的熱阻不是集中在層流底層或緩沖層內(nèi)，而是比較均勻的與其它流體不同，在液態(tài)鈉流道內(nèi)的熱阻不是集中在層流底層或緩沖層內(nèi)，而是比較均勻的 分布在整個(gè)截面上。分布在整個(gè)截面上。 2 液鈉的高熱導(dǎo)使得邊界條件的影響達(dá)到更遠(yuǎn)的范圍，因而流道的幾何形狀對(duì)液鈉的熱傳遞影液鈉的高熱導(dǎo)使得邊界條件的影響達(dá)到更遠(yuǎn)的范圍，因而流道的幾何形狀對(duì)液鈉的熱傳遞影 響很大。由于分子熱導(dǎo)在整個(gè)流道中起著很重要的作用，流體中溫度分布與邊界的形狀有很響很大。由于分子熱導(dǎo)在整個(gè)流道中起著很重要的作用，流體中溫度分布與邊界的形狀有很 大關(guān)系大關(guān)系 3

8、 湍流狀態(tài)的液鈉的熱入口效應(yīng)比普通流體大的多，發(fā)熱面的熱流分布情況對(duì)傳熱系數(shù)有很大湍流狀態(tài)的液鈉的熱入口效應(yīng)比普通流體大的多，發(fā)熱面的熱流分布情況對(duì)傳熱系數(shù)有很大 影響。影響。燃料包殼與冷卻劑間溫差小燃料包殼與冷卻劑間溫差小與堆內(nèi)材料相容性好（堆芯材料用奧氏體不銹鋼）與堆內(nèi)材料相容性好（堆芯材料用奧氏體不銹鋼）與各種燃料相容性好與各種燃料相容性好缺點(diǎn)缺點(diǎn)在中子輻照下有活性在中子輻照下有活性化學(xué)性質(zhì)活潑，與氧、水有激烈反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)活潑，與氧、水有激烈反應(yīng)必須裝二回路必須裝二回路不透明性不透明性溫度低于溫度低于100 100 C C（97.8 97.8 C)C)將冷凍將冷凍 二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、

9、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn) n裂變材料裂變材料：钚：钚239239，鈾，鈾235235n轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)換材料：鈾：鈾238238n中子類型中子類型：快中子（：快中子（0.080.08MeVMeV）n慢慢 化化 劑劑：無(wú)：無(wú)n堆堆 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)：回路式（：回路式（1 16/21)6/21)，池式，池式( (5/21)5/21)n三回路傳熱三回路傳熱：鈉鈉水：鈉鈉水/ /蒸汽蒸汽二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn) n增值比大于增值比大于1 1 n 1.24 1.24超鳳凰，（超鳳凰，（0.60.6壓水堆）壓水堆） n裂變截面小，要求裝料多裂變截面小，要求裝料多n富集度高富集度高

10、n 堆越小越高，中國(guó)試驗(yàn)快堆堆越小越高，中國(guó)試驗(yàn)快堆6565，大型堆大型堆18% 18% n功率密度大功率密度大n 超鳳凰超鳳凰270270kW/L, PWR100kW/LkW/L, PWR100kW/L，BWRBWR5050kW/LkW/Ln傳熱問(wèn)題突出，燃料棒細(xì)傳熱問(wèn)題突出，燃料棒細(xì)（d d6mm6mm）n 發(fā)電效率高發(fā)電效率高41.3%41.3% n 蒸汽溫度蒸汽溫度/ /壓力壓力490 490 C C /18 /18MPaMPa二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn) n戰(zhàn)略意義戰(zhàn)略意義: :鈾資源充分利用鈾資源充分利用 PWR + FBR PWR + FBR 匹配發(fā)展，實(shí)現(xiàn)封閉燃料循環(huán)匹

11、配發(fā)展，實(shí)現(xiàn)封閉燃料循環(huán)中國(guó)計(jì)劃：中國(guó)計(jì)劃： - - 先發(fā)展先發(fā)展PWRPWR，積存工業(yè)钚。積存工業(yè)钚。 - - 2025 2025年建快堆，年建快堆， - - 2050 2050年年P(guān)WRPWRFBR 616GWFBR 616GW 二、鈉冷快堆的特點(diǎn)二、鈉冷快堆的特點(diǎn) 焚燒長(zhǎng)壽命錒系核素，環(huán)境保護(hù)焚燒長(zhǎng)壽命錒系核素，環(huán)境保護(hù) - - 處置技術(shù)保證數(shù)百年，處置技術(shù)保證數(shù)百年， - - 但核素影響數(shù)百萬(wàn)年但核素影響數(shù)百萬(wàn)年 - - 錒系核素在快中子轟擊下裂變，錒系核素在快中子轟擊下裂變， 其裂變產(chǎn)物在堆中在快中子作用下嬗變掉。其裂變產(chǎn)物在堆中在快中子作用下嬗變掉。池式及回路式鈉冷快堆池式及回路式

12、鈉冷快堆Reactor NameReactor NameCountryCountryLocationLocationCriticalityCriticalityMWthMWthMWeMWeFuelFuelCooling SystemCooling SystemEBR-IEBR-IUSAUSAArco - IdahoArco - Idaho195119511.21.20.20.2U U1 loop1 loopBR5BR5USSRUSSRObninskObninsk195819585.95.9- -PuOPuO2 2/UC/UC2 loops2 loopsDFRDFRUKUKDounreayDou

13、nreay1959195960601414UOUO2 224 loops24 loopsEnrico FermiEnrico FermiUSAUSADetroitDetroit196319633003006161U U3 loops3 loopsEBR-IIEBR-IIUSAUSAArco - IdahoArco - Idaho1963196362.562.52020U UpoolpoolKNK-IIKNK-IIW.GermanyW.GermanyKarlsruheKarlsruhe19771977- -2020PuOPuO2 2- -UOUO2 22 loops2 loopsRapsodie

14、RapsodieFranceFranceCadaracheCadarache196719674040- -PuOPuO2 2- -UOUO2 22 loops2 loopsSEFORSEFORUSAUSAArkansasArkansas196919692020- -PuOPuO2 2- -UOUO2 21 loop1 loopBOR 60BOR 60USSRUSSRMelekessMelekess1969196960601212UOUO2 22 loops2 loopsBN 350BN 350USSRUSSRChevchenkoChevchenko1972197210001000150150P

15、uOPuO2 2- -UOUO2 26 loops6 loopsJoyoJoyoJapanJapanOaraiOarai19771977100100- -PuOPuO2 2- -UOUO2 22 loops2 loopsPhenixPhenixFranceFranceMarcouleMarcoule19731973560560250250PuOPuO2 2- -UOUO2 2poolpoolPFRPFRUKUKDounreayDounreay19741974600600250250PuOPuO2 2- -UOUO2 2poolpoolFFTFFFTFUSAUSAHanfordHanford19

16、801980400400- -PuOPuO2 2- -UOUO2 23 loops3 loopsBN 600BN 600USSRUSSRBeloyarskBeloyarsk1980198014701470600600PuOPuO2 2- -UOUO2 2poolpoolSuperphenixSuperphenixFranceFranceCreys-MalvilleCreys-Malville198519852900290012001200PuOPuO2 2- -UOUO2 2poolpoolSNR 300SNR 300W.GermanyW.GermanyKalkarKalkar-7367363

17、12312PuOPuO2 2- -UOUO2 23 loops3 loopsMONJUMONJUJapanJapanTsurugaTsuruga19941994714714300300PuOPuO2 2- -UOUO2 23 loops3 loops世界快堆一覽世界快堆一覽三、幾個(gè)典型鈉冷快堆三、幾個(gè)典型鈉冷快堆 PFR （UK）flow sheet4 x 8 MWt1、PFR池式鈉冷快堆池式鈉冷快堆2、前蘇聯(lián)回路式鈉冷快堆、前蘇聯(lián)回路式鈉冷快堆 1973 1973建成建成, ,位于馬爾庫(kù)爾核位于馬爾庫(kù)爾核研究中心，是法國(guó)研究長(zhǎng)壽研究中心，是法國(guó)研究長(zhǎng)壽命核廢物管理的重要設(shè)施命核廢物管理的重要

18、設(shè)施 250MWe.250MWe.3 3回路（回路（3SG 3SG 模塊）模塊） 運(yùn)行業(yè)績(jī)不錯(cuò)運(yùn)行業(yè)績(jī)不錯(cuò) 對(duì)燃料輻照、钚、錒系長(zhǎng)放對(duì)燃料輻照、钚、錒系長(zhǎng)放射性嬗變?cè)囼?yàn)。射性嬗變?cè)囼?yàn)。19991999年開(kāi)始全面檢修年開(kāi)始全面檢修鳳凰堆鳳凰堆20032003年年6 6月重新啟動(dòng)。月重新啟動(dòng)。3、鳳凰堆鳳凰堆（PhenixPhenix） 法國(guó)法國(guó)池式鈉冷快堆池式鈉冷快堆根據(jù)新核安全法規(guī)，根據(jù)新核安全法規(guī)，1999年開(kāi)始全面檢修。主要包括年開(kāi)始全面檢修。主要包括防震設(shè)備加固、鈉火防護(hù)措施、堆芯結(jié)構(gòu)防震設(shè)備加固、鈉火防護(hù)措施、堆芯結(jié)構(gòu)全面檢查、全面檢查、更更換蒸汽發(fā)生器、檢測(cè)其它相關(guān)部件等。換蒸汽發(fā)生

19、器、檢測(cè)其它相關(guān)部件等。運(yùn)行準(zhǔn)備：為兩個(gè)運(yùn)行準(zhǔn)備：為兩個(gè)二回路裝鈉二回路裝鈉，完成了，完成了嬗變實(shí)驗(yàn)用堆芯嬗變實(shí)驗(yàn)用堆芯的裝料、對(duì)控制棒重新鑒定試驗(yàn)、檢查汽輪發(fā)電機(jī)和蒸的裝料、對(duì)控制棒重新鑒定試驗(yàn)、檢查汽輪發(fā)電機(jī)和蒸汽回路等。汽回路等。歐洲唯一能夠有效開(kāi)展長(zhǎng)壽命核廢物嬗變實(shí)驗(yàn)的大型試歐洲唯一能夠有效開(kāi)展長(zhǎng)壽命核廢物嬗變實(shí)驗(yàn)的大型試驗(yàn)裝置。法國(guó)對(duì)長(zhǎng)壽命核廢物嬗變的科研工作已經(jīng)進(jìn)行驗(yàn)裝置。法國(guó)對(duì)長(zhǎng)壽命核廢物嬗變的科研工作已經(jīng)進(jìn)行了了15年，下一步要通過(guò)鳳凰堆從工業(yè)和技術(shù)角度開(kāi)展可年，下一步要通過(guò)鳳凰堆從工業(yè)和技術(shù)角度開(kāi)展可行性研究，如輻照下嬗變裝置的性能等。行性研究，如輻照下嬗變裝置的性能等。鳳凰

20、堆也是鳳凰堆也是第四代國(guó)際論壇第四代國(guó)際論壇計(jì)劃的重要實(shí)驗(yàn)工具。計(jì)劃的重要實(shí)驗(yàn)工具。該計(jì)劃旨在研究未來(lái)有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、可使用鈾作燃料、該計(jì)劃旨在研究未來(lái)有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、可使用鈾作燃料、能焚燒核廢物的反應(yīng)堆。能焚燒核廢物的反應(yīng)堆。08年前將完成年前將完成6次輻照周期。次輻照周期。3、鳳凰堆鳳凰堆（PhenixPhenix） p “超鳳凰超鳳凰”是世界上功率最大的快中子增殖反應(yīng)堆核電站，是世界上功率最大的快中子增殖反應(yīng)堆核電站，p 然而運(yùn)行以來(lái)，技術(shù)故障頻發(fā)，停停修修，總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不過(guò)十幾個(gè)月。然而運(yùn)行以來(lái)，技術(shù)故障頻發(fā)，停停修修，總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不過(guò)十幾個(gè)月。p “超鳳凰超鳳凰”在設(shè)計(jì)之初，投資預(yù)算為在設(shè)計(jì)

21、之初，投資預(yù)算為6 3 億法郎，到億法郎，到1 9 8 6 年投產(chǎn)時(shí)，年投產(chǎn)時(shí)， 資金已追加到資金已追加到2 5 0 億法郎，而且比預(yù)定投產(chǎn)時(shí)間推后了億法郎，而且比預(yù)定投產(chǎn)時(shí)間推后了3 年。年。4、超、超鳳凰堆鳳凰堆（PhenixPhenix） 法國(guó)法國(guó)池式鈉冷快堆池式鈉冷快堆 19971997年法國(guó)政府宣布將關(guān)閉年法國(guó)政府宣布將關(guān)閉位于法國(guó)里昂附近的歐洲位于法國(guó)里昂附近的歐洲“超超鳳凰鳳凰”堆核電站。堆核電站。 “超鳳凰超鳳凰”堆核電站由法國(guó)、堆核電站由法國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)和英國(guó)聯(lián)合修建，德國(guó)、比利時(shí)和英國(guó)聯(lián)合修建，法國(guó)電力公司占有一半的股份。法國(guó)電力公司占有一半的股份。 1 9 7 6 1

22、9 7 6 年開(kāi)始動(dòng)工，年開(kāi)始動(dòng)工，1 9 8 1 9 8 6 6年并網(wǎng)發(fā)電。年并網(wǎng)發(fā)電。 19981998年關(guān)閉。年關(guān)閉。 p從開(kāi)始到從開(kāi)始到97年，投資金額已高達(dá)年，投資金額已高達(dá)4 1 6 億法郎，億法郎，p 無(wú)論電站運(yùn)轉(zhuǎn)與否，每年都要耗掉無(wú)論電站運(yùn)轉(zhuǎn)與否，每年都要耗掉6 5 億法郎。億法郎。p“超鳳凰超鳳凰”核電站從興建之初到現(xiàn)在，圍繞著是否核電站從興建之初到現(xiàn)在，圍繞著是否該該 修建一直爭(zhēng)論不休：修建一直爭(zhēng)論不休：p支持者認(rèn)為，快堆利用資源豐富的钚作為燃料，支持者認(rèn)為，快堆利用資源豐富的钚作為燃料， 為開(kāi)發(fā)和利用新的能源開(kāi)辟了新領(lǐng)域。為開(kāi)發(fā)和利用新的能源開(kāi)辟了新領(lǐng)域。p反對(duì)者則認(rèn)為保

23、證安全的技術(shù)還不夠成熟。反對(duì)者則認(rèn)為保證安全的技術(shù)還不夠成熟。p 據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，這項(xiàng)巨大的關(guān)閉工程將耗資據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，這項(xiàng)巨大的關(guān)閉工程將耗資 1 0 0 億到億到1 6 0 億法郎左右。（實(shí)際數(shù)據(jù)不祥）億法郎左右。（實(shí)際數(shù)據(jù)不祥）4、超、超鳳凰堆鳳凰堆（PhenixPhenix） 5、文、文 殊殊 堆堆（MONJU） 日本回路式鈉冷快堆日本回路式鈉冷快堆 p 19941994年運(yùn)行，回路式，年運(yùn)行，回路式，300MWe300MWe。p 自自19951995年發(fā)生液鈉泄漏事故以來(lái)，現(xiàn)仍未恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。年發(fā)生液鈉泄漏事故以來(lái)，現(xiàn)仍未恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。p 日本政府日本政府19971997年年6 6月宣布，

24、要繼續(xù)推進(jìn)其開(kāi)發(fā)快堆和核燃料再月宣布，要繼續(xù)推進(jìn)其開(kāi)發(fā)快堆和核燃料再循環(huán)計(jì)劃。循環(huán)計(jì)劃。p 20032003年美國(guó)、法國(guó)、日本表示支持文殊快堆再啟動(dòng)年美國(guó)、法國(guó)、日本表示支持文殊快堆再啟動(dòng) 。認(rèn)為：。認(rèn)為：文殊快堆尤其能為快堆燃料提供輻照試驗(yàn)設(shè)施，并積累快堆技文殊快堆尤其能為快堆燃料提供輻照試驗(yàn)設(shè)施，并積累快堆技術(shù)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。術(shù)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。p 20072007年由美國(guó)、法國(guó)和日本組成的核能研究機(jī)構(gòu)發(fā)表了一份聯(lián)年由美國(guó)、法國(guó)和日本組成的核能研究機(jī)構(gòu)發(fā)表了一份聯(lián)合聲明合聲明, ,呼吁日本政府重新恢復(fù)運(yùn)行文殊原型快中子堆。呼吁日本政府重新恢復(fù)運(yùn)行文殊原型快中子堆。p 資金問(wèn)題及居民反對(duì)使得恢復(fù)運(yùn)行艱

25、難重重。資金問(wèn)題及居民反對(duì)使得恢復(fù)運(yùn)行艱難重重。5、文、文 殊殊 堆堆（MONJU） The Reactor Core 三種六角形組件三種六角形組件 燃料組件燃料組件, ,增殖組件增殖組件, ,反射層組件：反射層組件： 中心紅色為燃料組件中心紅色為燃料組件P-239P-239U-238U-238混合物混合物; ; 黃色也為燃料組件，含钚比中心略高。黃色也為燃料組件，含钚比中心略高。 黑色為控制棒組件黑色為控制棒組件. . 蘭色為徑向增殖組件，只含蘭色為徑向增殖組件，只含 U-238 U-238，生產(chǎn)钚。生產(chǎn)钚。 邊上布置反射層（鋼材料，未顯示），反射逃逸中邊上布置反射層（鋼材料，未顯示），反射

26、逃逸中子回堆芯。子回堆芯。 六角型鋼制組件含六角型鋼制組件含169169根鋼殼燃根鋼殼燃料棒料棒 (d=6.5mm,l (d=6.5mm,l 2.8 m). 2.8 m). 中心為中心為93cm 93cm 燃料區(qū)，含燃料區(qū)，含U-238 U-238 and Pu-239 and Pu-239 混合物，柱狀混合物，柱狀. . 中心區(qū)上下為軸向增值層，只中心區(qū)上下為軸向增值層，只含含 U-238 U-238 ，吸收中子生成吸收中子生成 Pu- Pu-239. 239. 棒的頂部為氣體空間。棒的頂部為氣體空間。 棒密封防止放射性逸出。棒密封防止放射性逸出。徑向增值棒與燃料棒相似，但只徑向增值棒與燃料

27、棒相似，但只含含U-238U-238，略粗。略粗。燃料組件燃料組件 文殊快堆文殊快堆一回路鈉泵一回路鈉泵中間回?zé)崞鞫阎虚g回?zé)崞鞫押诵脑O(shè)備核心設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)雜：設(shè)計(jì)復(fù)雜：1 1、吸收熱膨脹、吸收熱膨脹2 2、相變、相變3 3、輔助設(shè)備多、輔助設(shè)備多主循環(huán)鈉回路主循環(huán)鈉回路Reactor typeReactor typeFast breeder reactor, Sodium cooled (loop-type)Fast breeder reactor, Sodium cooled (loop-type)OutputOutput714 MWth, 280MWe, 3 loops714 MWth, 28

28、0MWe, 3 loopsFuelFuelPlutonium-Uranium mixed oxidePlutonium-Uranium mixed oxideCore Dimensions:Core Dimensions:. Equivalent diameter, height,Volume. Equivalent diameter, height,Volume180 cm (approx.), 93cm, 2340 liters180 cm (approx.), 93cm, 2340 liters. . . . Plutonium enrichment ( % Pu fiss.) Inne

29、r / OuterPlutonium enrichment ( % Pu fiss.) Inner / Outer16 / 2116 / 21Fuel Mass:Fuel Mass:. Core ( U+Pu metal ), blanket ( U metal ). Core ( U+Pu metal ), blanket ( U metal )5.9 t, 17.5 t5.9 t, 17.5 tAverage burn-upAverage burn-up80 000 MWd/t (approx.), 80 000 MWd/t (approx.), 換料換料6 months (approx.

30、)6 months (approx.)Cladding tube dimensions . doou / thicknessCladding tube dimensions . doou / thickness6.5 mm / 0.47 mm, 6.5 mm / 0.47 mm, 材料：材料：SUS 316SUS 316Power densityPower density275 kW / l275 kW / lBlanket thickness Upper / lower / radialBlanket thickness Upper / lower / radial30 / 35 / 30

31、cm30 / 35 / 30 cmBreeding ratioBreeding ratio1.2 approx.1.2 approx.Primary sodium temp. Reactor inlet / outletPrimary sodium temp. Reactor inlet / outlet397397 / 529 / 529C CSecondary sodium temp. IHX inlet / outletSecondary sodium temp. IHX inlet / outlet325325 / 505 / 505C CReactor vessel dimensio

32、ns. Height / diameterReactor vessel dimensions. Height / diameter18 / 7 m18 / 7 mSteam Pressure Before main stop valveSteam Pressure Before main stop valve127 kg/cm127 kg/cm2 2Refuelling systemRefuelling systemSingle rotating plug with fixed arm fuel handling machineSingle rotating plug with fixed a

33、rm fuel handling machine文殊堆的技術(shù)參數(shù)文殊堆的技術(shù)參數(shù)日本快堆發(fā)展計(jì)日本快堆發(fā)展計(jì)劃劃pCEFRCEFR是我國(guó)第一座快堆，是我國(guó)第一座快堆，65MWt65MWt、20MWe20MWe。池式堆。池式堆p20002000年澆灌第一罐混凝土，年澆灌第一罐混凝土，p20022002年年8 8月月1515日核島主廠房封日核島主廠房封頂，頂，p20042004年完成施工設(shè)計(jì)，年完成施工設(shè)計(jì)，p目前進(jìn)入全面安裝階段，調(diào)試目前進(jìn)入全面安裝階段，調(diào)試已經(jīng)開(kāi)始，運(yùn)行準(zhǔn)備工作正在已經(jīng)開(kāi)始，運(yùn)行準(zhǔn)備工作正在進(jìn)行，進(jìn)行，p預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20082008年年1212月首次臨界。月首次臨界。6 6、中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆 Ch