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我國在第四代核能系統革新技術領域取得重大突破
  [2019-06-28]    

6月18日,第四代核能系統鈉冷快堆關鍵技術研究中“鈉-超臨界二氧化碳換熱器研制和試驗項目”順利通過專家組驗收。這標志著我國首個高效緊湊型鈉-超臨界二氧化碳印刷電路板式換熱器研制成功,在第四代核能系統——液態金屬冷卻快堆革新型動力轉換技術領域取得重大突破。目前,我國已全面掌握鈉-超臨界二氧化碳換熱器的設計、制造、測試技術,并在該領域達到國際先進水平,為后續實現工業應用奠定了堅實基礎。

為滿足第四代先進核能系統對經濟性和安全性的高要求,2016年起,在國家科技部支持下,中核集團原子能院開展了基于超臨界二氧化碳動力循環技術的鈉冷快堆關鍵技術預先研究。

超臨界狀態下的二氧化碳是目前世界上最先進的熱機循環工質之一,具有循環效率高、設備體積小的特點,能減少設備數量,降低建造和維護成本,顯著提高經濟性,因而具有廣泛的應用前景,是目前國內外研究的前沿和熱點。此外,由于二氧化碳與液態金屬鈉無劇烈反應,即使發生突發情況也具有自我抑制機制,從而可自動減緩事故后果,顯著提高鈉冷快堆的安全性。

鈉-超臨界二氧化碳換熱器作為循環系統中的關鍵設備之一,需在高溫高壓強腐蝕等苛刻條件下實現高效換熱。而印刷電路板式換熱器則是一種緊湊式高效換熱器產品,兼具管殼式換熱器和板式換熱器的雙重優點。

2019年,原子能院聯合中船重工725所研制了高效緊湊型鈉-超臨界二氧化碳印刷電路板式換熱器樣機,并聯合漢華京電設計和建造了鈉-超臨界二氧化碳熱工水力試驗裝置,開展了鈉-超臨界二氧化碳換熱器傳熱性能實驗。

2019年12月,鈉-二氧化碳換熱器樣機制造完成。今年5月,傳熱性能實驗完成,傳熱功率和溫度分布等重要參數均與設計符合良好。該換熱器技術除了應用于鈉冷快堆,還可用于鉛鉍合金、鈉鉀合金等其他液態金屬冷卻反應堆的動力轉換系統,具有廣闊的應用前景。

來源:中核集團