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【干货】国外钠冷快堆发展简史

发布时间:2015-11-7 16:50 原作者:《钠冷快增殖堆》   来自: 中国核网整理


四、英国

五十年代早期,英国的快中子反应堆研究,主要集中在反应堆物理方面,并由在HarwellZephyrZeus零功率临界装置支持,Zebra是后来建造的大型零功率装置。

1955年开始建造Dounreay快中子反应堆(DFR),使用金属铀燃料元件,该堆于1959年晚期达到临界,19637月开始满功率运行,从那时起,直到1977年(此时反应堆已退役),在英国的快中子反应堆计划中,该反应对作为燃料和材料的试验反应堆。

Dounreay原型堆(PFR)是继DFR建造的“原型快增殖反应堆”,PFR的重点是要证实大容量钠冷快增殖堆电厂的可行性,另一个重要是进行示范堆的燃料辐照试验,其建造开始于19666月,原定于1971年达到临界,地点定于苏格兰北端Dounreay堆临近的地方,PFR采用池式的概念,它也是全部使用UO2-PuO2燃料的第一个原型快堆电厂,最后于19743月达到临界。

英国的商用示范快堆(CDFR)取得了很好的进展,其额定功率为1320 MWe,它最初是由英国原子能管理局(UKAEA)和英国国家核子公司(NNC)在19819月提出的,同其原型堆一样,CDFR也将是用混合氧化物燃料的池式快堆。

五、德国

60年代早期,德国对快中子增殖反应堆中使用氧化物燃料很感兴趣,同时认识到多普勒效应的重要性,这同当时美国日益增长的想法是颇为一致的,这使Karlsruhe核实验室参加了前面提到的美、德联合的SEFOR计划。

那时,西德的快中子反应堆计划的实施,主要是同国家原子反应堆建造公司(INTERATOM)合作的。而德国、比利时、荷兰的财团,在资金上的比例近似为70%15%15%。早期的一个零功率装置是Sneak临界装置。在Karlsruhe有一个叫KNK的紧凑的钠冷核反应堆装置,于60年代期间投入运行,后来该装置改建成了一个58 MWth的快中子试验装置,命名为KNK-2,于1977年达到临界。

在德国计划中的原型快堆电厂是SNR-300,其设计电功率为300 MWe,用UO2-PuO2作燃料,建造在Rhine河下游的Karlkar附近,预计在1990年元旦达到临界,1992年投入商业运行。

德国长期的快堆发展计划,集中在SNR-2示范电厂,该电厂设计的输出功率为1300 MWe,堆芯使用混合氧化物燃料,一次系统选定为池式,但由于国内客观条件和公民的情绪,该堆的计划实际上已被取消。在法国的超凤凰电厂(Super Phenix)中,德国占有11%的股份,实际上采取同法国联合的方式,参加法国计划,发展商用LMFBR

六、日本

日本所利用的能源几乎有90%是依靠进口这一事实,促使日本政府十分支持增值堆计划,1967年日本成立了动力堆核燃料开发事业团(PNC),以执行快中子反应堆的发展计划。参加LMFBR发展的主要公司包括富士(Fuji)、日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)和东芝(Toshiba)。

常阳(JOYO)堆是日本的第一座实验快堆,设计功率100 MWth,它主要是先进燃料和材料的试验装置,该堆建于1967年,1977年达到临界,最初运行功率75 MWth,后来改用第二个堆芯时,功率上涨到100 MWth

文殊(Monju)堆是300 MWe的原型快堆电厂反应堆,如同常阳堆情况一样,采用回路型冷却系统和UO2-PuO2燃料。1985年开始建造,当时预计在199210月达到临界,1993年投入商业运行。

除文殊堆以外,日本宣布了一个雄心勃勃的LMFBR计划,正在着手设计一个1000 MWe1500 MWe的示范电厂,在文殊堆建成后,将开始四个早期商用电厂的一系列建造。

七、意大利、比利时、荷兰、印度

除了前面介绍的6个国家有先进的LMFBR研究发展计划外,另外四个国家(意大利、比利时、荷兰、印度)也有重大的快中子反应堆发展计划。

在意大利,从1973年开始,建造118 MWth的燃料和材料辐照考验试验快堆(PEC)。意大利也参加了法国的1200 MWe超凤凰示范电厂的建设,并占其33%的股份,由于国内政治原因,国内核能计划实际上已经暂停,但仍然参加法国的快堆发展计划。

比利时与荷兰也参加了德国的LMFBR一系列发展与研究课题,每一个国家各提供约15%的经费,而德国占70%。它们就是这样参加了SNR-300SNR-2工程。在法国的超凤凰电厂,两个国家各占2.5%,他们形成德国-比利时-荷兰财团的一部分,同法国联合发展使LMFBR商业化。

印度声称他对LMFBR的发展感兴趣,于1973年开始建造快中子增殖试验反应堆,额定功率15 MWe,该反应堆独特地采用了钍氧化物作为转化区,目的在于验证钍的应用,印度有极丰富的钍资源。


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