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在近期建造核动力舰艇的话,肯定是铀堆,而且是压水堆,而不是什么高温气冷堆、铅冷快堆之类。钍堆刚开始工程测试,离实用还有相当距离。个人估计,发电钍堆至少10年,上舰可能15年?+ `; T6 L, j }: x1 g% [8 @/ Q% y4 }
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但是对于钍堆,坊间有很多传说,不知道真假,还要烦请T教授解惑。% F6 W. o8 y4 S$ d: V0 i- ]
, e$ t' _# d3 i. P, e8 ?2 W钍堆以熔盐堆为主,钍燃料在熔盐里(是溶液还是悬浮液?我也不知道),随熔盐循环进入和离去堆芯。钍燃料本身不能达到链式反应,堆芯里必须有铀燃料,作为中子发生器,在钍燃料进入堆芯时,轰击钍燃料,引发链式反应。8 w- V2 _- c3 i" B8 D8 o! n
+ I) v/ \- Q* G钍燃料离开堆芯后,再次停止链式反应,同时熔盐把热量带出堆芯。在把热量最终传递给二回路的过程中,也进行后处理,将乏燃料和续用燃料分离。
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江湖传说中,钍堆的传热机制与铀堆不同。
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! r; b; O" P+ r$ E H" j3 k) p铀堆有两回路。一回路在核岛内,将铀燃料棒通过链式反应产生的热量带离堆芯。为了避免回路内的水受热沸腾,一般保持在15.5MPa,温度在290-325C范围。一回路的水流经堆芯,有很强的放射性,不能直接用来发电。
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一回路的高温水通过换热器,加热二回路的水。同样为了避免在回路内沸腾,压力保持在6.5MPa,温度在220-280C范围。二回路的水没有放射性,在蒸汽发生器里闪蒸成高温蒸汽后,驱动汽轮机。二回路加上汽轮机到发电机构成常规岛。
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但是传说中的钍堆有四个回路。燃料熔盐构成一回路,和铀堆的一回路相似,只是这里燃料在循环回路里,呈液态(溶液还是悬浮液,还是不清楚),熔盐不仅是钍燃料的载体,也是传热介质。
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6 z9 _" M8 |7 Q' F4 p, N6 E传说中的二回路也是熔盐回路,但是没有放射性。这只是传热回路。
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4 y6 L" D, e Q& ?传说中的三回路是压力水回路,不知道压力多少,但温度可高达600-700C,所以可用于超超临界发电,或者CO2发电。) X" _3 t) Y. ~3 R
& S/ w: ?8 f* t( @传说中的四回路依然是压力水回路,同样不知道压力多少,但温度估计降低到铀堆二回路的范围,用于更加常规的汽轮机发电。8 e6 r' B2 O- f& x6 [! G6 j
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疑问:纯传热的二回路有必要吗?四回路有必要吗?可以一二回路、三四回路合并,成为双回路,行吗?
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, F$ i& y: C8 Q2 ~8 U感觉从隔离放射性的角度来说二回路用水、CO2都行。
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请问T教授:
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1、我对铀堆的理解对吗?& y. G. \' q2 _! A! p
2、钍堆能像铀堆一样双回路,一回路是熔盐,二回路是水或者CO2?5 e3 Z7 g! Y4 j7 e- O
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