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第三,采用双层安全壳设计,细化分工,较单层安全壳更为可靠。“华龙1号”内层安全壳为预应力钢制安全壳,主要用于承受事故压力,保证事故情况下放射性不外泄。外层安全壳为混凝土安全壳,主要用于抵御外部冲击,包括大飞机撞击等。
最后,“华龙1号”采用单堆设计,更加具有灵活性。单堆设计使得核电站在选址、电力需求、投资成本等方面具有更多的选择,灵活性更加突出。表3为“华龙1号”的特色与优势。
以高温气冷堆为代表的新型反应堆在安全性方面更具优势
自20世纪80年代以来,我国逐步加大对核电研究与产业化的投入,并且在历经切尔诺贝利、三里岛、福岛等多起核事故之后依然保持对于新型核电技术的投入力度,在高温气冷堆、快中子反应堆、钍基熔盐堆、磁约束聚变装置等领域,我国已经走到了世界的前列,而新型核技术在安全性与经济性方面较传统压水堆均有较大的提升。
目前我国在高温气冷堆领域进展最快,其在安全性方面具有较大突破。模块式高温气冷堆(HTGR),简称“高温气冷堆”,采用耐高温的陶瓷型包覆颗粒燃料元件,用化学惰性和热工性能良好的氦气作为冷却剂,用耐高温的石墨作为慢化剂和堆芯结构材料,具备如下优势:
其一,具有固有的安全性。高温气冷堆的燃料外表面是耐高温、耐腐蚀的碳化硅(SiC),采取惰性气体氦气作为冷却剂,结合反应堆的巧妙设计,即使遇到类似福岛事故的海啸袭击,全厂断电,亦可保证反应堆不会熔化。其二,发电效率高。燃料循环灵活,转换比高,铀燃料燃耗深;热效率高。其三,未来可拓展的应用领域广泛。反应堆提供直至950℃高温工艺气体和高品质蒸汽,可用于黑色金属生产、制氢、煤化工、海水淡化等工业领域。其四,多模块组合方式,可灵活适应市场。高温堆通过多模块组合方式,可以建设200、400、600、800、1000MW等系列装机容量的核电机组,适合建在靠近负荷中心及拥有中小电网的国家和地区,尤其适合“一带一路”沿线国家。
目前国内高温气冷堆采用了全陶瓷型球型燃料元件的技术路线,燃料元件的直径不到1mm,弥散在石墨基体当中,它由球形陶瓷核燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、SiC层和外致密热解炭层组成。图4为全陶瓷球型燃料元件及燃料球结构。
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