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重水堆是指用重水(H2O)作为慢化剂的反应堆。
重水堆虽然都用重水作慢化剂,但在几十年的发展中,已派生出不少次级的类型,按结构分重水堆可以分为压力管式和压力壳式。采用压力管式时,冷却剂可以与慢化剂相同也可以不同。压力管式重水堆又可以分为立式和卧式两种。立式时,压力管式垂直的,可采用加压重水、沸腾轻水、气体或有机物冷却;卧式时,压力管水平放置,不宜用沸腾轻水冷却。压力壳式重水堆只有立式,冷却剂与慢化剂相同,可以使加压重水或沸腾重水,燃料元件垂直放置,与压水堆或沸水堆类似。
重水堆核电站与轻水堆核电站相比较,有以下几点主要差别,这些差别是由重水的核特性及重水堆的特殊结构决定的:
(1) 中子经济性能好,可以采用天然铀作为燃料。重水最大优点是它的吸收热中子的几率比轻水要低两百多倍,使得重水的"慢化比"远高于其他慢化剂。以重水作为慢化剂的反应堆,可以采用天然铀作为核燃料,因而不用建造浓缩铀厂。
(2) 中子经济性好,比轻水堆更节约天然铀。由于重水吸收的中子少,所以重水慢化的反应堆,中子除了维持链式反映外,还有较多的剩余可以用来时铀-238转变为钚-239,使得重水堆比轻水堆节约天然铀20%。
(3) 可以不停堆更换燃料。重水堆由于使用天然铀,后备反应性少因此需要经常将烧透了的燃料元件卸出对外,补充新燃料。这就使不停堆装卸核燃料显得尤为必要。压力管卧式重水堆的设计,使不停堆换料得以实现。
由于重水堆比轻水堆更能充分利用天然铀资源,又不需要依赖浓缩铀厂和后处理厂,所以世界上许多国家已先后引进加拿大的重水堆。我国秦山第三核电站也从加拿大引进了两个重水堆核电机组。核工业界人士认为,如果铀资源的价格上涨,重水堆核电站在核动力市场上的竞争地位将会得到加强。
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