沸水堆(沸水堆和壓水堆的區別)

核反應堆是一種可以控製和維持自我連鎖反應的裝置。核反應堆主要用於發電(核電站)和作為船舶的動力裝置。

瑞士的一個小型研究反應堆

其中，一些反應堆還被用於生產醫療和工業同位素或武器級鈈。截至2019年初，全球共有680座核反應堆在運行，其中包括226座研究堆。現有的核反應堆主要有輕水堆、沸水堆、重水堆、高溫氣冷堆和熔鹽堆。下麵將一一介紹：

1.輕水堆

在輕型反應堆中，冷卻劑起著減速劑的作用。

這種反應堆使用壓力容器來容納核燃料、控製棒、慢化劑和冷卻劑。離開壓力容器的熱放射性水通過蒸汽發生器循環，蒸汽發生器又將二次(非放射性)水環加熱成蒸汽，使渦輪機運轉。它們占了目前反應堆的大部分(約80%)。

VVER1000反應堆結構

華龍一號示範工程航拍

美國核動力航母編隊

輕水反應堆的最新典型代表有俄國的VVER-1000、美國的AP1000、中國的華龍一號和歐洲的EPR。美國海軍艦艇上的反應堆也屬於這種類型。

2.沸水堆

福島核事故的反應堆類型是沸水堆。

沸水反應堆就像沒有蒸汽發生器的壓水反應堆。冷卻水的低壓使其在壓力容器中沸騰，產生蒸汽來驅動渦輪機。不像壓水堆，沒有一回路和二回路。這些反應器具有更高的熱效率和更簡單的結構。發生兩起嚴重核事故(切爾諾貝利和福島)的反應堆都屬於沸水堆。

3.重水堆（CANDU）

秦山核電廠的兩座重水堆(CANDU堆)

重水反應堆與壓水反應堆非常相似，但使用的是重水。雖然重水比普通水昂貴得多，但它具有更大的中子經濟性(產生更多的熱中子)，允許反應堆在沒有燃料濃縮設施的情況下運行。不像壓水堆那樣使用大型壓力容器，燃料裝在數百個壓力管道裏。這些反應堆以天然鈾為燃料，重水反應堆可以以全功率為燃料，這使得它們在使用鈾方麵非常高效(這使得堆芯中的流量控製更加精確)。加拿大、阿根廷、中國、印度、巴基斯坦、羅馬尼亞和韓國都建造了重水反應堆。

4.高能通道反應堆(RBMK)

切爾諾貝利核電站(RBMK，沸水反應堆)

RBMKs是蘇聯設計，在某些方麵類似於CANDU，因為它們可以在動力運行時充電，采用壓力管設計。然而，與CANDU不同，它們非常不穩定和笨重，使得它們的封閉建築非常昂貴。RBMK的設計後來被發現有一係列嚴重的安全缺陷，盡管其中一些在切爾諾貝利災難後得到了糾正。它們的主要特點是使用輕水和非濃縮鈾。目前，RBMK反應堆僅在前蘇聯部署了一部分。

4.高溫氣冷堆

氣冷堆發電原理示意圖

由於工作溫度高，這些設計與壓水堆相比具有更高的熱效率。有許多這種設計的運行反應堆，其中大部分在英國，這一概念是在那裏發展起來的。高溫氣冷堆由於堆芯體積大，退役成本可能很高。

這種反應堆產生的燃料比消耗的多。它們“繁殖”燃料，因為在運行過程中由於中子俘獲會產生裂變燃料。就效率而言，這些反應堆的功能與壓水堆非常相似，它們不需要高壓密封，因為液態金屬不需要保持高壓，即使在非常高的溫度下。有兩種主要的反應堆，鉛冷反應堆和鈉冷反應堆。

(1)鉛冷反應器

神秘的阿爾法級核潛艇

使用鉛作為液態金屬的鉛冷卻提供了極好的輻射屏蔽，並允許在非常高的溫度下操作。此外，鉛可滲透中子，因此冷卻劑中損失的中子較少，冷卻劑不具有放射性。與鈉不同，鉛大部分是惰性的，因此爆炸或事故的風險很小，但從毒理學和處置的角度來看，使用如此大量的鉛可能會有問題。這種類型的反應器通常使用鉛和鉍的低共熔混合物。在這種情況下，鉍會有一些輕微的輻射問題，因為它對中子不是很友好，比鉛更容易被轉化成放射性同位素。俄羅斯阿爾法潛艇采用鉛鉍冷卻快堆作為主要動力裝置。

(2)鈉冷堆

對於鈉冷反應堆來說，鈉相對容易獲得和使用，它能有效防止浸入其中的各種反應堆部件的腐蝕。但是鈉遇水會劇烈爆炸，一定要小心。日本孟州反應堆1995年發生鈉泄漏，直到2010年5月才重啟。

5.液態金屬快中子增殖反應堆

熔鹽反應器示意圖

熔鹽反應堆將燃料溶解在氟化物鹽中，或者使用氟化物鹽作為冷卻劑。熔鹽反應堆具有許多安全特性，高效率和高功率密度適合於車輛。值得注意的是，它們的內核中沒有高壓或易燃成分。熔鹽反應堆釷被用作燃料。作為增殖反應堆類型，它可以對乏燃料進行後處理，並提取鈾和超鈾元素。與目前使用的常規一次性鈾燃料輕水反應堆相比，僅殘留0.1%的超鈾廢物。它們產生的少量放射性裂變產物無法進行後處理，需要像常規反應堆一樣進行處理。

本文到此結束，希望對大家有所幫助呢。