五千年(敝帚自珍)

主题:中国引领安全核反应堆技术——钍基熔盐反应堆 -- 维多果

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        • 家园 钍不是必须与熔盐混在一起才能反应

          Th232和U238一样,都可以用在快堆中。

          Th232生成U233,U233和U235一样是可裂变核素。

          所以熔盐堆开始要用U235启动,把足够的Th232变成U233后能够自持了,就可以一直添加Th232了。

          熔盐也可以用在U235中,但目前的主流压水堆使用的是固体燃料棒,不用液态堆的形式。

          采用熔盐堆的形式烧Th232,主要是为了:

          1)安全性,液态堆在发生事故破裂后熔盐外流,核燃料一起外流,临界条件被破坏,核反应自动中止。而熔盐凝固,把放射性物质封存在附近,不会造成扩散污染。

          2)深度燃烧,提高核燃料利用率。现在的核燃料其实只烧掉大约3%,然后就成乏燃料了,需要送去后处理,代价太大。熔盐堆使用在线处理,把燃烧后的次级产物分离,补充新燃料,继续烧。

          高温熔盐对容器壁、管道腐蚀性很大,需要特殊的合金材料。

          关键词(Tags): #熔盐堆(大圆)#Th232(大圆)
          • 家园 这就比较明白了。

              回去再看看,实际上原文里已经说了是混合物,我只是老想着燃料都得做成燃料棒。

            • 家园 这其实是交叉分类造成的

              快堆,使用堆中不能导致核裂变的快中子,把不能燃烧的核素变成燃烧的核素。所以,钍也可以用在现在的快堆中。

              熔盐堆,液态堆的一种,好像现在没有,从最原始的石墨堆到压水堆,都是固态堆。

              TMSR是使用熔盐的液态快堆。

              关键词(Tags): #液态堆(大圆)#固态堆(大圆)
      • 家园 熔盐是什么?氟化物?腐蚀性如何?会被活化吗?
        • 家园 内行的问题

          熔盐,Molten Salt,熔化的盐。

          一回路LiF-BeF2之类的,熔点要尽量低、沸点要适当高,蒸汽压要低,中子毒性要小,流动性要好,与Th、U等燃料相容性要好,对容器、管道的腐蚀性要小。

          挑来挑去,也就LiF、BeF2、NaF之类的。

          二回路可以用Na盐、Cl盐。

          氟盐化学稳定性好,Li、Be都是低Z物质,不会被活化。

          但氟盐确实对容器、管道等有腐蚀作用,所以,必须研制耐腐蚀的哈氏合金。

          关键词(Tags): #熔盐(大圆)#Molten Salt(大圆)
          • 家园 天朝氟资源颇丰,是不是天佑?
          • 家园 两个回路都是熔盐,那产蒸汽的就是第三回路了?

            按我的理解,一回路就是跟核材料在一起的岩浆一样的一大锅,二回路是去蒸汽发生器的,三回路才是产生蒸汽发电去的。是这样子的吗?

            一回路熔盐本身还是中子减速剂吗?这样的话当减速剂被释放掉,链式反应也就会停止的。残余温升可控吗?

            最终停堆,也就是反应堆退役的时候,处理起来比较安全和方便吗?

            • 家园 计划是3回路用氦气冷却,推动氦气轮机,

              还有一个第四回路,用水冷却氦气,再推动蒸汽轮机发电。

              还有一个第五回路,那就是海水冷却了。

              停堆处理好像还是没有很好的办法,现在的压水堆也一样,多半是封起来了事

              • 家园 没必要吧,用氦气的是高温气冷堆,清华搞那个

                再说氦气轮机全世界都还没影呢,不是有多难,而是搞起来太花钱。

                2回路或者3回路(有增值回路的情况下)直接用水不可以么?

                • 家园 氦气有两大好处

                  1、氦气可以进一步的隔离辐射,提高安全性,因为氦对中子不敏感,几乎不会产生次生辐射。而且避免了在泄露情况下,水进入第二,甚至第一回路。进一步提高安全性

                  2、氦气轮机和蒸汽轮机联合循环,可以把热效率提高到50-60%。降低冷却水的需求,提高燃烧效率。

                  当然,更贵是显然的,但是优点也是很显著的。

                  • 家园 氦气的好处我理解,但氦气也有缺点啊,

                    一是机械密封性能要求太高,二是这个氦气透平研发成本也会很高。

                    即便如此用氦气回路,为什么熔盐堆还要加一个中间熔盐回路?

                    为什么不能直接用水回路和熔盐回路耦合?水和熔盐的反应会很剧烈?但钠水反应那么剧烈,在钠冷快堆中也没有使用氦气中间回路呀?

                    • 家园 氟化物和水反应,危险性和处理难度不比核辐射小

                      用氦来隔离,长远来说还是合算的。

                      只是氦气的资源是个麻烦,老美的天然气里最多,但是什么东西,一但跟老美搭上边,就麻烦大。

                    • 家园 我的理解是为了安全

                      目前,我听说的方案是:一回路熔盐,二回路熔盐。三回路不知道,因为第一期5年只是概念论证,零功率堆,不发电,所以不涉及到三回路。第二期5年出MW级示范堆,才涉及发电,好像有企业感兴趣,要上氦气透坪。

                      二回路使用熔盐,我的理解是为了安全。

                      假设一回路、二回路热交换器处爆了,两个熔盐混和,照样能把一回路里的燃料和放射性物质封起来,保留在安全壳内。如果使用水或者氦气,这两个常温下一个是液体,一个是气体,流动性都很强,容易导致放射性扩散,后处理也不容易。而且,高温氟盐和水接触,会产生氢气、氟化氢。

                      假设二回路和三回路处爆掉,二回路是没有放射性的熔盐,被水冷却就凝固了,也会产生氢气、氯化氢等,但远离反应堆了,处理起来简单一些。如果三回路是氦气,就更安全了。

                      • 家园 如果三回路氦四回路水,系统太复杂而且效率大降

                        从工程上而言也增大了工程不安全性。

                        如果三回路氦气轮机,那就是赌在这个劳什子氦气轮机上了。

                        据我了解目前国际上还没有任何企业在研发大型氦气轮机。国内如果哪个企业(大约是黎明/沈鼓吧?)现在说感兴趣,我的理解那只能是钓鱼。

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