高温气冷堆与工艺热应用
2022-10-21伍浩松,戴定,李颖涵
国外核新闻 2022年7期
关键词:工艺
经合组织核能机构(OECD/NEA)2022 年6月16 日发布报告《高温气冷堆与工艺热应用》,介绍了高温气冷堆技术研发进展,分析了高温气冷堆的特点及其能够在帮助能源密集型工业部门降低碳排放方面发挥的作用,提出了推动高温气冷堆工艺热应用的建议。
工业部门实现碳减排对于全球实现碳中和至关重要,因为其碳排放量占全球能源相关碳排放量的四分之一。但是,目前认为工业部门“难以实现碳减排”,因为其工艺需要使用高温。这种温度仅能依靠化石燃料供应,其他低碳技术均缺乏经济竞争力。高温气冷堆被认为是一种可用于大规模取代化石燃料满足工业部门高温工艺热需求的、极有前景的候选技术。
1 高温气冷堆及其发展历史
高温气冷堆以氦气作为冷却剂、石墨作为慢化剂,使用全陶瓷燃料。相对于堆芯出口温度约为320℃的传统压水堆,高温气冷堆有更好的固有安全性,且堆芯出口温度通常可达750~950℃。更高的堆芯出口温度不仅有利于提高发电的能量转换效率,还可为工业部门直接提供高温工艺热。随着材料技术的进步,未来还能研发出堆芯出口温度超过950℃的反应堆。
高温气冷堆概念于20世纪40年代诞生于美国。图1显示了这一技术的发展进程:60年代,英国、美国和德国建成并运营首批试验堆和示范堆;70年代至90年代初,德国和美国建成并运营多座示范堆;日本和中国分别于1998 年和2000 年建成投运的试验堆汲取了美国和德国的相关经验,并在此基础上进行了改进,这两座反应堆目前仍在运行;……
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