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小型核反应堆的特点
IAEA在分析了各国已研发和正在研发的小型堆后,对这种堆型的特点进行了评估总结。IAEA认为,小型堆在安全性、经济性、核不扩散能力以及无需现场换料的能力方面,具有较大的优势。
在小型堆的设计中,为了保证反应堆的安全性,几乎所有的小型堆都在寻求加强自身的固有安全性,并专门设置具有非能动特征的安全系统,即非能动专设安全设施。这些堆型共同的特点在于较强的非能动余热排出能力和更低的堆芯功率密度。此外,小型堆的设计目标还着重于从根源上消除事故的发生,例如,通过取消一回路主管道,从而消除反应堆冷却系统失水事故(LOCA)。这些措施有助于简化核电厂的系统,使电厂达到更高的安全级别,并且在遇到紧急事故时,可以有效的减少场外应急措施和人为干预。
IAEA建议,在小型堆的设计过程中,应该更多的考虑到小型堆的经济性,从而提高与其他能源以及大型反应堆的竞争力,从而更有利于小型堆在日后的推广,有力开辟小型堆独特的市场。其中包括:简化系统,或者利用非能动系统和自动运行设备,削减运行和维修过程中的成本;缩短建造周期、减少土建成本,尽早得到投资回报;如果尚不具备具体的厂址条件,设计可利用参数的包络性,在前期进行标准设计,从而达到尽早通过设计审核的目的;通过设计标准化与产品系列化,统一结构和系统,达到规模化生产;模块化建造缩小投资风险。
在设计中,应更多的考虑小型堆核不扩散的能力。进而在国际上大力推广小型堆的同时,又能保证供应的核燃料不被用于军事用途。核不扩散能力主要依靠的是在设计中,通过技术方式、运行模式和外部特征,预防在未经允许的情况下,挪用核燃料的行为。IAEA期望,通过小型堆的推广,一方面解决一些国家,尤其是发展中国家的能源问题,同时又能保证这些核燃料不被用于核武器等军事用途,即在和平利用原子能的方针下,使核不扩散协议得到有效可靠的执行。
在小型堆的发展过程中,IAEA建议部分小型堆可以根据自身特点和实际情况,设计成为无需现场换料的小型反应堆(SmallReactorswithoutOn-siteRefuelling),又称为电池式反应堆。无现场换料小型堆面对的主要是本国核燃料循环和废物处理技术尚不成熟,或者不愿意承担建设较为高昂的燃料供应循环体系的国家。采用了这种反应堆可以通过将整套燃料循环服务外包的方式,寻求到一种较为简洁方便的换料方式。
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