NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院Research Laboratory熔盐堆概述熔盐堆研究历史和现状3典型熔盐堆设计分析2
2 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory 1 2 熔盐堆概述 熔盐堆研究历史和现状 3 典型熔盐堆设计分析
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院Research Laboratory>核电技术的发展趋势第4代GenerationVintemationaiForum(GIF第3+代革命性设计ArgenunaBrJapan+第3代KoreaS.AfrcaSwitzeland改进型设计第2代第1代先进轻水堆商用堆早期原型堆-Safe-Sustainable-ABWR-Economical-ACR1000-Proliferation-CANDU6-AP1000Resistantand-PWRS-System80+Physically-APWR-Shippingport-BWRS-AP600Secure-EPR-Dresden-CANDU-ESBWRMagnox195019601970198019902000201020202030GeniGenIGenmGen Ill+GenIV0品标准化可持续性安全性系列化经济性··3
3 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 核电技术的发展趋势 标准化 系列化 安全性 可持续性 经济性
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院ResearchLaboratory第四代先进核能系统的设计目标和候选堆型口GFR：气冷快堆口可持续性候选堆型设计目标口LFR：铅冷快堆口经济性SFR：钠冷快堆口MSR：熔盐堆口口安全可靠性SCW：超临界水堆口核不扩散特性VHTI超高温气冷堆司优点固有安全特性：负温度反馈系数、负空泡反馈系数、无堆芯熔化风险、低压控制：?高经济性：无燃料制造成本、高中子经济性、高热效率（4550%）、低废料处理成本；☆灵活的燃料循环特性：一次通过、232Th-233U循环、次钢系元素婚变：000Y最高等级的可持续发展性和防核扩散特性。PsMyOu
4 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ❑ GFR: 气冷快堆 ❑ LFR: 铅冷快堆 ❑ SFR: 钠冷快堆 ❑ MSR: 熔盐堆 ❑ SCWR: 超临界水堆 ❑ VHTR: 超高温气冷堆 ➢ 第四代先进核能系统的设计目标和候选堆型 设 计 目 标 候 选 堆 型 ❑ 可持续性 ❑ 经济性 ❑ 安全可靠性 ❑ 核不扩散特性 固有安全特性：负温度反馈系数、负 空泡反馈系数、无堆芯熔化风险、低 压控制； 高经济性：无燃料制造成本、高中子 经济性、高热效率(45～50%)、低废料 处理成本； 灵活的燃料循环特性：一次通过、 232Th-233U循环、次锕系元素嬗变； 最高等级的可持续发展性和防核扩散 特性。 优 点
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院ResearchLaboratory第四代先进核能系统的设计目标和候选堆型GFR：气冷快堆口口LFR：铅冷快堆SFR：钠冷快堆口MSR：熔盐堆口SSCW：超临界水堆红000超高温气冷堆VHTI国特点PWR固体燃料液体燃料TurbinerGenerato高压（15.5MPa）L低压（<0.5MPa)出口温度（330℃）高出口温度（>700℃）Rankine循环★Brayton循环固体堆的观念：V反应堆是一个机械堆，最终合理化原则是寻求简化的传热机理：?液体堆的观念：反应堆是一个化学堆，最终合理化原则是寻求简化的燃料处理和再处理机制。5
5 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 第四代先进核能系统的设计目标和候选堆型 ❑ GFR: 气冷快堆 ❑ LFR: 铅冷快堆 ❑ SFR: 钠冷快堆 ❑ MSR: 熔盐堆 ❑ SCWR: 超临界水堆 ❑ VHTR: 超高温气冷堆 候 选 堆 型 设 计 目 标 ❑ 可持续性 ❑ 经济性 ❑ 安全可靠性 ❑ 核不扩散特性 液体燃料 低压 (<0.5MPa) 高出口温度 (>700℃) Brayton循环 特 点 固体燃料 高压(15.5MPa) 出口温度(330℃) Rankine循环 PWR 固体堆的观念：反应堆是一个机械堆，最终合理化原则是寻求简化的传热机理； 液体堆的观念：反应堆是一个化学堆，最终合理化原则是寻求简化的燃料处理和 再处理机制
NuclearThermo-hydraulic西安交通大学核科学与技术学院Research LaboratoryF熔盐堆的优点人负温度反馈系数、负空泡反馈系数、无堆芯熔化风险，固有安全特性：低压控制；高经济性：低燃料成本、在线燃料添加和处理、高热效率（45～50%）、低废料处理成本；灵活的燃料循环特性：一次通过、232Th-233U循环、次钢系元素嬉变；最高等级的可持续发展性和防核扩散特性9000燃料的利用=燃耗b/富集度8total8000naturaluraniumSWU7000燃料的利用=燃耗b/燃料价格p山conversion60005000400030001% = 10GW thd/tonHM200010001kgHM裂变产生1GWthd的能量0PriceLEU1997currentLEUprice核燃料的供应：开源+节流分离-嫂变核废料的处理：
6 核科学与技术学院 Nuclear Thermo-hydraulic Research Laboratory ➢ 熔盐堆的优点 固有安全特性：负温度反馈系数、负空泡反馈系数、无堆芯熔化风险、 低压控制； 高经济性：低燃料成本、在线燃料添加和处理、高热效率(45～50%)、 低废料处理成本； 灵活的燃料循环特性：一次通过、232Th- 233U循环、次锕系元素嬗变； 最高等级的可持续发展性和防核扩散特性。 1% = 10GWthd/tonHM 1kgHM裂变产生1GWthd的能量 核燃料的供应：开源+节流 核废料的处理：分离-嬗变 燃料的利用 = 燃耗b / 富集度 燃料的利用 = 燃耗b / 燃料价格p