我國在第四代核能系統革新技術領域取得重大突破
文章來源：中(zhong)國核工業(ye)集團有限公司(si) 發布時間：2021-07-07
近(jin)日，第四代(dai)(dai)核能系統鈉(na)冷快(kuai)堆(dui)關鍵技術(shu)(shu)研究中“鈉(na)-超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)換(huan)熱(re)器研制(zhi)(zhi)和試驗項目(mu)”順利通過專(zhuan)家組驗收。這標志(zhi)著我(wo)國首個(ge)高效緊(jin)湊型(xing)鈉(na)-超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)印刷電(dian)路板式換(huan)熱(re)器研制(zhi)(zhi)成功，在第四代(dai)(dai)核能系統——液態金屬冷卻快(kuai)堆(dui)革(ge)新型(xing)動(dong)力轉換(huan)技術(shu)(shu)領域取得(de)重大突破。目(mu)前，我(wo)國已全面掌握鈉(na)-超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)換(huan)熱(re)器的設計、制(zhi)(zhi)造(zao)、測(ce)試技術(shu)(shu)，并在該領域達到國際先(xian)進水(shui)平，為后續實現工(gong)業應用奠定(ding)了堅實基礎(chu)。
為滿足(zu)第四代先(xian)進(jin)核(he)能(neng)系統(tong)對經濟性和(he)安(an)全性的(de)高要求，2016年起(qi)，在國家科技(ji)部支(zhi)持下，中核(he)集(ji)團原子能(neng)院(yuan)開展了基于超(chao)臨界二氧化碳動力循環技(ji)術(shu)的(de)鈉冷快堆(dui)關鍵技(ji)術(shu)預(yu)先(xian)研究。
超臨界狀(zhuang)態下的(de)(de)二氧(yang)化碳(tan)是目前(qian)(qian)世界上(shang)最(zui)先進(jin)的(de)(de)熱(re)機循環(huan)工質之一，具有循環(huan)效率高(gao)、設(she)備(bei)體積小的(de)(de)特點(dian)，能減少設(she)備(bei)數量，降(jiang)低建造和維護(hu)成(cheng)本，顯(xian)(xian)著提高(gao)經(jing)濟性(xing)，因而具有廣泛(fan)的(de)(de)應(ying)用前(qian)(qian)景，是目前(qian)(qian)國內外研究的(de)(de)前(qian)(qian)沿和熱(re)點(dian)。此(ci)外，由于二氧(yang)化碳(tan)與液態金(jin)屬鈉無劇烈反(fan)應(ying)，即使發生(sheng)突發情況也具有自(zi)我抑制機制，從而可自(zi)動減緩事故后果，顯(xian)(xian)著提高(gao)鈉冷快堆的(de)(de)安全性(xing)。
鈉-超臨界二氧化碳換熱(re)(re)器(qi)作為循環系統中(zhong)的(de)關鍵設備(bei)之一，需在高(gao)溫高(gao)壓強腐(fu)蝕等苛(ke)刻條件下(xia)實(shi)現(xian)高(gao)效換熱(re)(re)。而印刷(shua)電路板式(shi)換熱(re)(re)器(qi)則是(shi)一種緊湊式(shi)高(gao)效換熱(re)(re)器(qi)產品(pin)，兼(jian)具管殼(ke)式(shi)換熱(re)(re)器(qi)和板式(shi)換熱(re)(re)器(qi)的(de)雙重優點。
2019年(nian)，原(yuan)子能院聯合中國船舶(bo)集團725所研制了高(gao)效緊湊型(xing)鈉-超(chao)臨界(jie)二氧化碳印刷電路(lu)板(ban)式換熱器(qi)樣機，并聯合漢華(hua)京電設(she)計和建造(zao)了鈉-超(chao)臨界(jie)二氧化碳熱工水力試驗(yan)裝置，開展(zhan)了鈉-超(chao)臨界(jie)二氧化碳換熱器(qi)傳熱性能實驗(yan)。
2019年(nian)12月，鈉(na)-二氧(yang)化碳換(huan)熱(re)(re)器(qi)樣機制(zhi)造(zao)完(wan)成(cheng)。今年(nian)5月，傳(chuan)熱(re)(re)性(xing)能實驗(yan)完(wan)成(cheng)，傳(chuan)熱(re)(re)功率和溫度(du)分布等(deng)重要參數均與設計符(fu)合(he)良(liang)好(hao)。該(gai)換(huan)熱(re)(re)器(qi)技術除了應用于(yu)(yu)鈉(na)冷(leng)快堆，還可用于(yu)(yu)鉛鉍合(he)金(jin)、鈉(na)鉀合(he)金(jin)等(deng)其他液態金(jin)屬冷(leng)卻反應堆的(de)動力轉換(huan)系統，具有廣(guang)闊的(de)應用前景。
【責任(ren)編(bian)輯(ji)：趙(zhao)藝(yi)涵】
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