不需要人为的去控制,靠内部的物质就可以自动控制,再加上将这些核原料做成颗粒小型化,就不会出现超高温或者是物质泄漏等严重问题时才去补救,这就杜绝了核电站大事故的发生。
高温气冷堆从燃料到反应堆结构都进行了优化,通过各种极限条件下的安全性测试,也验证了它超过其它反应堆的安全性。
高温气冷堆所具有的安全性好、出口温度高等特点,被国际核能界认定为最具发展潜力的先进堆型之一。
作为世界上第一个利用高温气冷堆技术,建造20万千瓦第四代核电站的国家,为保持我国在高温气冷堆技术及应用领域的领先地位,高温气冷堆技术后续还将不断创新和改进。
据介绍我国目前已经完成60万千瓦高温气冷堆改进版项目的方案设计,技术研发预计也将于2023年完成。
当然,问题也不是没有,比如说存在功率偏小的问题,还有经济性不高,工程设计存在一定问题等等。
当然,最关键的还是目前这只是个实验堆,也就是说它并没有增殖能力,事实上目前世界各国所研发的四代堆都是以安全性著称。
至于增殖比例能够超过1的,基本上一个都没有。
从某种程度上来说,四代堆和可控核聚变一样,都是遥遥无期的工程,永远都是下一个几十年。
“所以说,您老打算让我来领导攻克这个项目?”王峰看完资料后问道。
“这倒不是,我还没有这么大的权利,我只是先和你通个气,希望你能够给点意见,最起码暂时先给点意见,你能懂我的意思吗?”
“说句老实话,我其实对此不太感兴趣的。”王峰说道。
“不管是可控核聚变还是四代核技术其实都是一个工程问题,而不是一个学术问题,你能明白吗?”
“如果是学术问题的话,那我肯定义不容辞,但是工程问题的话,我就爱莫能助了。”王峰拒绝道。
“你也知道,我已经毕业不短的时间了,而且主要还是在忙化学和物理方面的内容,其他方面的东西已经放下不少了。”
“那依你之见,如果要解决这个问题的话,那你打算怎么办呢?”对方倒也么有因为王峰的拒绝就恼怒。
毕竟每一个人都有自己的做事的方法,不是每个人都愿意接受上面只拍下来的任务的,有的人更喜欢按照自己的方法来做。
这倒也不是不行,不过前提是你能解决问题,而不是胡来。
“如果是我的话,我并不倾向于解决某一个问题,而是更加倾向于解决某一类问题,你能明白我的意思吗?”
“额...可以说的明白一些吗,我实在是,怎么说呢,我已经毕业几十年了,东西早就还给学校和老师了。”
“很简单,强电统一理论!”
“我们已经统一了弱相互作用和电磁相互作用,目前来说这个版块还差着强相互作用和电磁相互作用。”
“如果我们能够做到后者,那就意味着我们距离统一四大基本相互作用力又更近了一步,意味着我们将能够在有限的时间内最大限度地开发核能,包括了裂变能和聚变能,你能理解我的意思吗?”
嘶...
他倒吸了一口凉气,感觉不知道说什么好了,他只是想让王教授帮忙解决一下四代核技术的问题。
谁知道这位大佬瞄准的根本不是这种“小儿科”,他的野心大到无法想象!这大概就是大佬和他们这些凡人的区别吧,他的内心有些发苦。
目前在运的核电机组以第二代、第三代为主。这两代核电技术开始于上世纪五六十年代,在半个世纪里逐渐发展成熟。
1999年6月,美国能源部首次提出了第四代核电站的倡议。听起来很高大上是吧,至少应该比第二代、第三代核电技术牛皮多了吧。然而,第四代核电站的反应堆一共有六种堆型,无一例外都是几十年前的科学家提出的概念,这么多年来基本处于停滞不前的状态。
新核反应堆型的开发一般要经过多个阶段:实验堆、原型堆、示范堆和商业堆。截至目前,多数方案仍处于纸上或者原型堆阶段,在2040年前基本不可能付诸商业运转。
高温气冷堆是1947年美国橡树岭国家实验室的工程师提出此概念。
目前美、日、德均停留在示范电站阶段,水木HTR10是原型堆。
中国目前仅有一个高温气冷堆商业示范项目(石岛湾项目)被核准,但还没有建成,更别说实际运行。
熔盐堆是1954年就被美国用在飞行器反应堆实验中,但目前仍处于试验堆阶段。
橡树岭国家实验室于 1965 年建成液态燃料熔盐实验堆(MSRE);中国由中科院上海应用物理所牵头,于2011年重启钍基熔盐堆研究;国外也有很多组织推出了五花八门的设计。
超临界水堆是美国在上世纪五十年代提出超临界水堆概念,西屋公司(对,就是那个前几年破产的)随后开展相关研发。
目前仍处于概念设计阶段。
然后是钠冷堆,目前俄罗斯已经完成了商用示范堆BN-800建设,算是六种堆型中进度最快的,但是问题依然是一大堆,循环性差,设计不可靠造成冷却液泄露,腐蚀,以及增值率低等问题...
然后就是不断地往后推,不断地往后推,从10年到21年了。
钠冷堆中有个小分支是行波堆,因为比尔盖茨当选院士有点热了起来,但是也就那个样子,行波堆并不热,热的是首富。
然后是铅冷堆,ELSY,即欧洲铅冷系统(European Lead-cooled System)是欧洲第6个研究框架规划(FP6)内属“放射性废物管理”领域的“特定目标研究或创新项目”。
LSY项目酝酿时间较长,内部准备充分,又在与第四代国际论坛(GIF)的GEN-IV LFR开发目标方面作了缜密的协调,是个有组织、有计划、有目标的国际核能开发研究项目。
ELSY项目于2010年2月结束。铅冷快堆项目由LEADER项目(Lead-cooled European Advanced Demonstration Reactor)在FP7框架下继续开展。主要设计堆型为ELFR(European Lead-cooled Fast Reactor)
最开始的时候计划是在2020年开始建造示范堆,因为大家觉得这个东西应该不难,技术路线很明确。
然后他们就遇到了一系列的问题,比如说材料问题,技术工艺问题,还有最重要的经济性的问题,以及安全性问题...目前这个项目已经推到了2040年...
然后就是老毛子的铅冷堆,很长时间以来俄罗斯的核能发展在外界看来似乎有点停滞,最近一次上头条还是因为HBO的新剧把切尔诺贝利事故拉出来展开大讨论。
实际上,作为核大国,北极熊的核工业水平依旧是不容小觑的。
官方介绍Brest-OD-300是一个示范铅冷快中子反应堆装置,具有现场核燃料循环,是实验性示范电力综合体(ODEC)的一部分,该电力综合体属于Proryv项目,用于开发闭式燃料循环技术。
2017年俄联邦政府拨付了11亿卢布(1660万美元)用于这一综合核装置体系的研发。
该综合体包含用于生产致密铀-钚(氮化物)燃料的制造和再制造模块,以及燃料回收模块。作为综合体的重要组成部分,由于需要对反应堆关键结构元件进行额外测试,Brest-OD-300反应堆的开工日期已推迟数次。
最近大家应该也知道了,工期又推迟了...
然后是气冷堆,这个东西的应用是最早的,从上世纪五十年代到现在,从大嘤帝国开发出第一个石墨气冷堆一直到现在,我们依然没有停下对它的探索。
气冷快堆是未来发展的第四代先进核能系统候选堆型之一,它可以满足核能的可持续性、安全可靠性和经济性要求。从反应堆物理和热工水力学的角度出发,设计了热功率300 MW的球床式气冷快堆,选择了碳化物燃料作为气冷快堆的燃料。用耦合燃耗计算程序COUPLE2.0模拟得到了深燃耗气冷快堆的铀燃料循环的平衡态。
气冷快堆一般采用惰性气体氦气作为冷却剂,氦气的化学稳定性好,不会发生相变,可以用在很高的温度、中子吸收能力很低的情况下。
像热中子谱氦冷堆一样,氦冷却剂的高温,使它能发电、生产氢或高效率的工艺热。气冷快堆可以用直接布雷顿循环氦气轮机发电,可以获得为高的热效率(>45%),也可以利用其工艺热进行氢的热化学生产,减少中间商,提高效率。
气冷快堆可以采用闭式燃料循环,产生的放射性废物少和有效地利用核资源是气冷快堆的两大特点。
新型核反应堆的开发一般要经过四个阶段:实验堆、原型堆、示范堆和商业堆(有些堆型会跳过原型堆)。
比如,同为高温气冷堆,清华大学的10兆瓦高温气冷堆是实验堆,2000年临界,2003年实现满功率并网发电;石岛湾核电高温气冷堆是示范堆,2014年开工建设,目前仍在建设中。
中国核建说它2015年商运(山东石岛湾核电站_中国核建)...
再比如高温气冷堆,目前讨论其商业堆为时尚早,科学家和工程师必须建完示范堆并运营几年后,确定高温气冷堆在安全性和经济性上都很优秀,才会讨论商业堆的建设。
从实验堆到商业堆,少则七八年,多则三四十年,甚至常常不了了之。比如,1956年,英国建成卡德豪尔(Calder Hall A)石墨气冷堆原型堆核电站。
然后就没有然后了。
所以,观众姥爷们看到某地要新建第四代反应堆,要先看一下,是决定新建,还是已经动工了?是实验堆,还是示范堆?这之间的差别,大概有几千亿吧。
然后是可控核聚变,可控聚变的物理与工程难度众所周知,而“聚变发电离应用永远有50年”则是中文互联网上广泛流传的桥段。
但聚变能归根结底是一个严肃的科学与工程问题,远非这种娱乐意义远大于实际内涵的笑料所能概括。
托卡马克是最先脱颖而出的项目,目前国际可控核聚变也是按照这个路线在发展的。
在四大托卡马克陆续建成后,对下一代托卡马克的预研随即开始,两个超级大国一起倡导,然后全世界发达国家一起出钱,在当时的估值下,这一装置将耗费50亿美元,花费十年预研,十年建造。而建成之后再用十年进行等离子体物理实验,最后十年持续性进行氘氚聚变,完成Q=5,输出聚变功率 500MW 的目标。
也即是说,如果一切顺利的话,ITER 本应于2005年左右建成,接替当时已经老化的四大托卡马克,在那张三重积与摩尔定律的对比图上继续指数增长的神话,将人类引向聚变能。
这是当时的丰满的理想,而现实则是另一回事了,出现了很多问题导致一拖再拖。
然而在那个时候,乐观的声音仍然普遍存在于聚变领域中。如果经费保持充足,ITER 将于基本物理与工程问题敲定后开始建造,并在2010年之前投入运行。
工程设计看起来并没有什么问题——最初的设计在2001年就完成了。
2007年,人们预期面临诸多物理与工程之外的问题的 ITER 装置将于2016年完成建造。
2009年,这一预期变为2018年。
2012年,这一预期变为2019年。
2016年,这一预期变为2021年。
到2017年总算是有了一个时间,建成时间被计划在2025年12月。好消息是直到今天这一计划也没有变动,希望ITER可以于2026年前如约竣工。
“聚变距离实际应用永远有五十年”或许只是个科学家们的自嘲,以及被网友广泛传播的段子;但“ITER距离建成投入使用永远有十年”却是真实存在的,基于一系列与物理和工程并没什么关系的原因的,无奈而辛酸的现实。
所以说如果这个工程真的如此之难的话,那么我们能不能从其他方面入手来解决这个问题呢?
这是一个非常有挑战性的问题,打破前人的设计,然后踩着前人的肩膀,你才能看的更远,走的更远。
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