西西河

主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 求教求教

我完全不懂核物理,所以需要求教一下几个问题,花谢宝推求解答

经过工程实践,清华终于搞清楚了高温气冷堆的成本问题。高温气冷堆的成本比压水堆贵大约10%-20%。我没搞清他说的是压水堆是2.5代,还是3代。如果是2.5代的话,那么高温气冷堆大有可为。如果是和3代比,就有点贵了。高温气冷堆虽然单堆功率低,但是结构简单和工艺也简单。比如高温气冷堆用的反应壳不需要热加工,而AP1000则需要送到韩国进行特殊的热处理。不管怎么说吧,高温气冷堆现在的成本已经可以被客户所接受了。如果再考虑高温气冷堆安全的优势,那么大规模推广指日可待。

有个辐射的问题:气冷堆我理解就是用空气来带走热,大概相当于风扇降温。然后热风直接吹汽轮机。不过压水堆是水汽吹汽轮机,但是水汽之后还会被冷凝回收。这个水是辐射水,还要后处理的。那么气冷堆用空气,这个怎么做呢?也有后处理吗?空气带辐射出来怎么处理呢?

我不知道我理解的对不对,求教

顺便还损了AP1000一把,西屋就是因为没有做工程的大量实验,所以就悲剧。

能否详细说说西屋的悲剧是什么?

磁悬浮轴承是清华工厂自己生产的,防止那些企业盗窃产权:-)。

这东西...且不说轴承是中国工业短板吧,也不可能随便哪个街边企业就能搞出来的吧?清华自己工厂做是好,全都清华自己工厂做才好呢。不过这个盗窃产权,可能吗?这玩意儿再白菜也是个高大上的东西啊

家园 反应堆分1回路和2回路

1回路是将热量从核燃料那里带出来传递给2回路,2回路和之后的就和火电机组一样了。所以不是直接,而是间接的,目的就是为了防止核泄漏

高温气冷堆是用氦气做冷却剂在1回路里面,不是空气。氦很稳定,辐射了一般也不会新增放射性产物

家园 三十年前的知识

已经从核工转其它行业。高温气冷堆是氦气作冷却剂,不容易放射性污染。压水堆就是冷却剂是轻水,带高放射性。

不过高温堆与压水堆都是一回路不直接发电,而是通过交换器传给二回路发电。高温堆一回路本身放射性不强,所以二回路就更安全。压水堆不行,象福岛核事故,一回路露天了,也就要命了。

家园 五藤大拿~

有个辐射的问题:气冷堆我理解就是用空气来带走热,大概相当于风扇降温。然后热风直接吹汽轮机。不过压水堆是水汽吹汽轮机,但是水汽之后还会被冷凝回收。这个水是辐射水,还要后处理的。那么气冷堆用空气,这个怎么做呢?也有后处理吗?空气带辐射出来怎么处理呢?

气冷堆一般用氦气,原则上来说越轻的元素被辐照后越不容易产生放射性同位素(术语叫:活化)。高温气冷堆最好的是配高温氦气布雷顿循环透坪发电,但目前布雷顿循环高温氦气透坪搞不定啊。美国退而求其次在研发用二氧化碳的,据说也有它的难处。

至于目前,是氦气把热量带出来,通过热交换器加热水产生高温高压水蒸汽,用汽轮机发电。

所谓水是辐射水不正确,水本身也比较难活化,主要是会带出一些放射性杂质。而且通过堆芯的水对水质要求高不能开放使用。所以必须形成闭环循环使用。

三回路常规岛和普通火电厂没啥区别的。

对气冷堆,虽然氦气本身难活化,但目前用的TRISO燃料球也有破损的概率,这些放射性物质会被氦气带出来,所以也许要净化处理的。

能否详细说说西屋的悲剧是什么?

这个不是西屋的悲剧,是中国的悲剧。

按照常规,每种设计必须有设计验证。AP600系统做过设计验证,但AP1000系统没有。设计验证很花钱,美国佬为了省银子能让AP1000卖出去,搞了个所谓scale法则。结果,导致AP1000建设中碰到很多问题,中国花钱在做AP1000的设计验证了。

这东西...且不说轴承是中国工业短板吧,也不可能随便哪个街边企业就能搞出来的吧?清华自己工厂做是好,全都清华自己工厂做才好呢。不过这个盗窃产权,可能吗?这玩意儿再白菜也是个高大上的东西啊

鼓风机的轴承相对而言速度高、负载轻,为了防止油污染氦气和氦气泄漏,用磁浮轴承还真是个好选择。

家园 不是这样的哟

轻水堆一回路不是水放射性强,而是水里会有放射性杂质

轻水堆分压水堆和沸水堆,福岛是沸水堆,一回路水直接沸腾产生蒸汽的。

福岛烧干的不是堆芯,是乏燃料池。

家园 不用客气,瞎聊

1、气冷堆是用的氦气做传热介质,氦气做内循环,然后通过换热器来加热水蒸气,目前是这么做的。真正做功的是水蒸气,它来推动蒸汽轮机。氦气本身是封闭式循环,所以不会释放出污染物。

也有另外一条路就是,用氦气直接推动蒸汽轮机,称为透平循环。蒸汽轮机是被封闭在管道里。所以辐射也不会被传递出来。

2、西屋的AP1000对原有的AP600进行了很大改进。但是这些改进都是纸面上的设计,并没有通过中试进行验证,直接上实际工程了。这些改进也许从原理上没有问题,但是可能一个细小的误差或者没有考虑到细节,就会导致整个项目出现问题。AP1000用的屏蔽泵原来是用于核潜艇上的,功率比较小。现在放大功率,但是没有事先经过中试验证,于是就悲剧了。

这些实验是要花大量的金钱的,说白了,西屋没钱了,搞不起这些实验。帝国衰落了!

3、清华别的部件都是自己设计,委托其他工厂生产。如果磁悬浮轴承也交于其他工厂生产,它们势必掌握最关键的技术参数。它们以后就可以自己生产自己卖了。就算和它们打官司,也是一堆烂事。再说某些技术员掌握了,就把资料卖给别公司。中国现在是一个企业取得技术突破,其他企业也跟着技术突破,:)。要想搞创新国家,必须得强化司法保护呀。

通宝推:五藤高庆,
家园 对!气冷堆功率密度低增加了安全性但导致经济性差是致命弱点

四代堆的一个指标就是好的经济性

气冷堆明显不符合

所以四代堆里的气冷堆明确是指高温气冷堆

家园 四代堆是甚高温堆,或者气冷快堆

清华这个高温气冷堆是“占光”加速推广。不过,从停堆安全的理念上,也靠拢四代堆。比压水堆相对安全吧。

家园 AP1000悲剧了的话

国内那一堆用AP1000的核电不就跟着一起悲剧了?

家园 问个非常俗的问题

国内核电大爆发,A股那只股票潜力最大?

家园 中方不是想再放大吗

干脆直接做CAP1400吧

家园 跪谢科普

每位回帖的我都送花了。感谢诸君的传授。

还有 个问题想问问:

一:既然氦气是封闭在回路中,不在反应堆运转中和外部进行交互作用。那么氦气本身必然是带有辐射的。如果是水介质的反应堆是需要换水的。这么氦气的反应堆我想也应该要换氦气。那么换氦气的情况下,带有辐射的氦气是什么样除尽辐射以供再利用的呢?

二:我还是不太明白那么为什么气冷的停堆安全性一定高于水冷。如果说水中有放射性杂质,气体中一样也会有。如果是用水的反应堆,在紧急情况下,如不能对反应堆输入水导热,反应堆必然过热导致熔毁。那么既然气体不使用一般空气而使用氦气,那么紧急情况下,为什么气冷反应堆一定比水冷的在停机安全性上高呢?不也一样会熔毁吗?

我思考了一下还是不太明白,还望见教。

家园 跪谢科普

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还有 个问题想问问:

一:既然氦气是封闭在回路中,不在反应堆运转中和外部进行交互作用。那么氦气本身必然是带有辐射的。如果是水介质的反应堆是需要换水的。这么氦气的反应堆我想也应该要换氦气。那么换氦气的情况下,带有辐射的氦气是什么样除尽辐射以供再利用的呢?

二:我还是不太明白那么为什么气冷的停堆安全性一定高于水冷。如果说水中有放射性杂质,气体中一样也会有。如果是用水的反应堆,在紧急情况下,如不能对反应堆输入水导热,反应堆必然过热导致熔毁。那么既然气体不使用一般空气而使用氦气,那么紧急情况下,为什么气冷反应堆一定比水冷的在停机安全性上高呢?不也一样会熔毁吗?

我思考了一下还是不太明白,还望见教。

家园 跪谢科普

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还有 个问题想问问:

一:既然氦气是封闭在回路中,不在反应堆运转中和外部进行交互作用。那么氦气本身必然是带有辐射的。如果是水介质的反应堆是需要换水的。这么氦气的反应堆我想也应该要换氦气。那么换氦气的情况下,带有辐射的氦气是什么样除尽辐射以供再利用的呢?

二:我还是不太明白那么为什么气冷的停堆安全性一定高于水冷。如果说水中有放射性杂质,气体中一样也会有。如果是用水的反应堆,在紧急情况下,如不能对反应堆输入水导热,反应堆必然过热导致熔毁。那么既然气体不使用一般空气而使用氦气,那么紧急情况下,为什么气冷反应堆一定比水冷的在停机安全性上高呢?不也一样会熔毁吗?

我思考了一下还是不太明白,还望见教。

家园 原理来讲是这样的,具体实现各有不同

一:既然氦气是封闭在回路中,不在反应堆运转中和外部进行交互作用。那么氦气本身必然是带有辐射的。如果是水介质的反应堆是需要换水的。这么氦气的反应堆我想也应该要换氦气。那么换氦气的情况下,带有辐射的氦气是什么样除尽辐射以供再利用的呢?

前面我说了,氦气和水本身是不带放射性的,是携带的放射性杂质导致放射性的,所以,很简单,采用物理过滤沉淀和化学反应等方法就能处理掉其中的放射性杂质。

一回路冷却剂如氦气、水,不是一次通过就换掉的,是循环使用的。一次通过使用,成本太高了。即使目前的水堆,对水质要求也很高的,杂质要少防止高温产生水垢降低导热性、堵塞阀门,PH值也要调节避免管路腐蚀,通常使用LiOH(不是天然Li,99.99%以上的7Li,很贵!)

二:我还是不太明白那么为什么气冷的停堆安全性一定高于水冷。如果说水中有放射性杂质,气体中一样也会有。如果是用水的反应堆,在紧急情况下,如不能对反应堆输入水导热,反应堆必然过热导致熔毁。那么既然气体不使用一般空气而使用氦气,那么紧急情况下,为什么气冷反应堆一定比水冷的在停机安全性上高呢?不也一样会熔毁吗?

前面也提到了,气冷堆功率密度低,也就是停堆后堆芯中的余热小,依靠自然循环、导热、温升余量等方法就能保证停堆后即使发生强制循环系统故障也能把余热排出去不发生堆芯融毁这样的严重事故。

TRISO燃料球本身一方面就包容了燃烧后的放射性产物,另一方面耐高温不易融毁,这是它的优点。

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