bh高温气冷堆过程装备及发展前景(cankao)摘要本文介绍了近几年来高温气冷堆方面过程装备在国外和国内的发展,，并进行了对比。高温气冷堆的特点，高温气冷堆的主要过程装备，高温气冷堆涉及到的主要过程原理。我国在高温气冷堆装备方面的现状。高温气冷堆的发展前景。关键词：高温气冷堆、高温气冷堆特点、高温气冷堆装备、高温气冷堆的过程原理、高温气冷堆发展前景0引言随着经济社会发展，人类对能源需求日渐增多。但传统化石能源有着污染大，不可再生的缺陷，并且储量日益减少。核能为人类提供了一个清洁，取之不尽用之不竭的能源宝库，同时也给人们带来了担忧。传统核反应堆存在建造周期长，相对效率较低，安全性不高成本高的不足。自从前苏联切尔诺贝利电站发生核泄漏事故以后，人类更希望有更安全的利用核能的方式。高温气冷堆是在以天然铀为燃料、石墨为慢化剂、CO2为冷却剂的低温气冷堆的基础上发展起来的，具有固有的安全性，使得反应堆辅助系统减少，有效降低了成本。，并且拥有很高的效率。我国在高温气冷堆研究中位于世界前列。高温气冷堆是现有堆型中工作温度最高的堆型，可以广泛应用于需要高温高热的工业部门。高温气冷堆作为第四代核反应堆具有广阔的应用前景。1.高温气冷堆特点及应用1．1安全性好——具有固有的安全性高温气冷堆采用多重屏障防止放射性物质向外泄漏。负温度系数以及热容量大又可使反应堆在整个寿期内在任何事故情况下具有自动停堆的能力，同时，剩余发热可依靠非能动的自动机理传出堆外，保证堆芯不会发生熔化，不会发生威胁公众和环境安全的放射性释放。此外，冷却剂氦气是一种化学情性气体，与结构材料相容性好，中子吸收截面小，难于活化，在正常运行时，氦气的放射性水平很低，有利于运行和维修[4]。在丧失任何冷却的情况下，不在人为干预的情况下，反应堆可以保持安全状态，这在清华大学HTR—10中已经得到试验的验证。1．2综合效益高反应堆氦气温度高达700～950℃，采用传统蒸汽循环发电效率可达到40％左右，采用先进的氦气循环可以达到45％以上，同时采用不停堆装卸燃料，提高了年运行时间，使发电成本具有很强的竞争力。[5]氦气透平循环是高温气冷堆高效发电的方向，但是开发项目较多，可以选用替代方式：直接联合循环和间接联合循环。1．3用途广泛：广泛应用于稠油热采、石油化工、煤的气化液化等需要大量高温工艺热的部门。还可以用于城市供暖和海水淡化，特别是还可以用来作为制氢的热源是未来氢时代最具前景的能源提供者。2.高温气冷堆的现状及发展：南非：PBMR，制定了庞大的高温气冷堆电站计划。美国和俄罗斯：GT-MHR，采用氦气直接循环的技术，在2006年完成初步设计。日本：HTTR,1991开始建设，1998年成功达到临界。中国：清华大学于2000年建成第一座模块式高温气冷堆的实验型核电站并且成功达到临界，2003年满功率并网运行发电。近日在山东石岛湾正在建设世界第一座具有自主知识产权的20万KW的高温气冷堆核电站示范工程。可见我国的高温气冷堆技术已经处于世界先进水平。图一为各个国家在近年来发表的有关高温气冷堆论文最多的十个国家统计，从图中可以很明显的看出，我国在论文数量方面已经排在世界前列。图一：近年来在高温气冷堆领域发表论文最多的十个国家（查询ＥＩ数据库）3.高温气冷堆（HTGR）主要装备：单元过程设备：主要有管道，反应堆压力容器等。单元过程机器：主要有核主阀门，核泵，提升器等3.1核主阀门：核阀在反应堆中起着至关重要的作用，阀门既是系统控制和调节装置，同时又是承压设备，关系到反应堆的故障控制与安全运行[6]。由此可见，核阀门是至关重要的过程装备。高温气冷堆对阀门密封性有很高的要求，特别是第一回路。同时也对阀门与管道之间的焊接提出了很高的要求。阀门必须具备很高的耐腐蚀性，在核岛区工作的阀门，必须长时间受到强辐射的考验。阀门还要具备极高的可靠性，在高温高压以及意外情况下仍能够正常工作。同时，还要有较高的可操作性，并且还要具备极高的耐用性，阀门的寿命期限基本与核电站运行周期相当。但国内阀门仍然存在，阀门材质，生产工艺、制造水平，驱动装置．研发能力等许多问题[6]。3.2蒸汽发生器（generator）：200MW模块式高温气冷反应堆动力装置中关键性设备的蒸汽发生器，氯气人口温度700度，氦气压力5.89MPa，蒸汽温度530度蒸汽压力16.67MPa[3]，它的作用是将一次回路冷却剂的热量传递到与之隔绝的二次回路冷却介质，使之产生蒸汽的关键设备。3.3核泵(nuclearreactorpump)：核泵是核电站关键系统的介质输送设备：核泵要有很高的密封性，耐腐蚀性，高可靠性，可操作性和耐用性[1]。一般压力在15.5～15.8MPa温度在300～33