核能供热节能减排经典案例

发布时间: 2011-03-29 06:00:56   作者:   来源:

 加拿大是一个能源和资源都很丰富的国家。除几个城市外,它的人口居住比较分散, 在北部有很多远离大城市的小镇和农场。这些居住点冬季取暖期较长而能源运输路程很长。为了解决这些问题以及综合开发利用能源, 80年代初开始, 加拿大的核能研究公司与握太华大学等合作在Chalk River核实验室建成了一座功率为2MW的名为Slow Poke的池式供热反应堆。这个反应堆目前正在运行, 各系统工作良好。这个反应堆堆的活性区是在一个大水池内。反应堆工作时靠水的自然循环把核燃料产生的热量带到一回路热交换器, 在热交换器内一回路的热量传给二回路。一回路的出口温度为93 , 入口温度为68 。可向供热系统提供最高温度为85 的热水。整个系统共有三条回路, 第一条回路在水池内部, 载热体靠冷热段的密度差产生自然循环。第三条回路是供热系统回路, 这样可以确保堆内的放射性物质不会外泄到供热系统中去。

这个反应堆的突出优点是其固有的安全性, 它的堆芯设计具有较大的反应性负温度系数和反应性的负空泡系数。反应堆工作时的出口温度为93 , 当某些因素使堆内反应性增加时, 堆内温度就会提高。由于堆芯燃料表面的热流密度较高, 当出口水温超过93 , 堆芯内会出现欠热沸腾, 产生大量汽泡。这些汽泡的出现使中子慢化能力大大降低, 从而使堆内用来产生核裂变的热中子通量相应降低并导致反应性下降。反应堆的这种特性能达到自动调节功率的目的, 也从基本原理上保证了这种堆不可能出现大的安全事故。根据加拿大Chalk River核能研究所的运行经验证明, 这种反应堆不需要整班的操作人员。只需定期检查运行情况就可以了。

堆芯的反应性是靠一个垂直可移动的钱反射层来控制的。为了确保反应堆在任何情况下绝对不出现事故, 这里有三道保护措施:1) 投入被反射层2向池内释放中子吸收溶液3在活性区周围插入中子吸收板。在2MW 供热堆运行经验的基础上, 加拿大核能研究单位以及握太华大学、麦克马斯特大学等, 目前正在研究和设计10MW20MW同样类型的反应堆, 以使其成为系列产品。