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國際核新聞
先進(jìn)反應(yīng)堆成英國核電發(fā)展基石
時(shí)間:2015年01月15日 來源:中國能源報(bào) 點(diǎn)擊量: 分享:
    英國的反應(yīng)堆技術(shù)起步早,具備深厚的研發(fā)實(shí)力,有著明顯的技術(shù)儲備優(yōu)勢,且英國通過一系列的開發(fā)計(jì)劃積累了豐富的反應(yīng)堆研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。從早期反應(yīng)堆開始,英國先后在商用堆、快堆、高溫氣冷堆、重水堆以及聚變反應(yīng)堆方面進(jìn)行了研究,這對未來中英雙方在反應(yīng)堆技術(shù)層面的交流與合作提供了巨大空間。

  早期反應(yīng)堆。英國建立了西歐的首批反應(yīng)堆,即低功率石墨能實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆(GLEEP)和英國實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆(BEPO)。1947年8月,GLEEP在哈威爾(Harwell)建立起來,而BEPO則于1948年建立。在1947年,兩座大型钚生產(chǎn)反應(yīng)堆——溫斯凱爾(Windscale)#1和#2也相繼投入建設(shè)。

  商用堆。英國是第一個(gè)通過建設(shè)科爾德霍爾(Calder Hall )反應(yīng)堆以實(shí)現(xiàn)核電商業(yè)開發(fā)的國家。1956年,基于Calder Hall反應(yīng)堆技術(shù)的核電站建成,該核電站從投入建設(shè)到落成僅僅用了二年時(shí)間。二十世紀(jì)六十年代,在英國本土建成的核電站共7個(gè),包括14座鎂諾克斯(Magnox)反應(yīng)堆,其總發(fā)電能力為4800MW。此外,在日本的東海村(Tokai Mura)和意大利的拉蒂納(Latina)建立的單個(gè)反應(yīng)堆站,也都采用了當(dāng)時(shí)世界最先實(shí)用化的英國制的石墨減速二氧化碳冷卻型反應(yīng)堆。

  快堆。1955年,快速反應(yīng)堆研究中心在北蘇格蘭的敦雷(Dounreay)成立了。敦雷(Dounreay)快速反應(yīng)堆(DFR)建于1955到1959年間。起初,該反應(yīng)堆只是用于快速反應(yīng)堆的核試驗(yàn),而后在1963年,DFR開始向電網(wǎng)供電,一直運(yùn)行到1977年。英國的另一種快堆——原型快速反應(yīng)堆(PFR)是一種池式快速反應(yīng)堆,它使用鈉冷卻劑和鈾-钚混合氧化燃料。PFR是該領(lǐng)域技術(shù)一個(gè)非常成功的示范,它建于1966年到1974年間,并于1976年到1994年并網(wǎng)供電。

  在國際合作方面,英國與法國及德國合作,開始計(jì)劃和落實(shí)“快速反應(yīng)堆計(jì)劃”,該計(jì)劃使三國共同完成和驗(yàn)證了歐洲快速反應(yīng)堆的概念設(shè)計(jì)。該計(jì)劃開始于1988年,于1994年完成,它在原型快速反應(yīng)堆(PFR)、鳳凰堆(Phénix)和超級鳳凰堆(Super Phénix)運(yùn)行方面積累了廣泛的經(jīng)驗(yàn),成為當(dāng)時(shí)世界范圍內(nèi)最為先進(jìn)的反應(yīng)堆概念設(shè)計(jì)。

  高溫氣冷堆。由英國原子能管理局(UKAEA) 負(fù)責(zé)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)的龍堆計(jì)劃是英國高溫氣冷堆技術(shù)的代表。該計(jì)劃是建設(shè)一座實(shí)驗(yàn)性高溫氣冷堆——即利用石墨慢化劑、氦冷卻和三結(jié)構(gòu)同向性型(TRISO)包覆顆粒燃料的高溫氣冷堆的技術(shù)試驗(yàn)。該反應(yīng)堆于1962年在溫弗里思(Winfrith)的英國原子能管理局場地完成,發(fā)電能力達(dá)到20MW,但是由于它主要用于燃料和堆芯的開發(fā),一直并未投入發(fā)電生產(chǎn)。

  重水堆。英國還開發(fā)了先進(jìn)的重水慢化反應(yīng)堆。溫弗里思(Winfrith)的蒸汽重水堆(SGHWR)建于1963年到1968年間,并一直運(yùn)行到1990年。后來,出于經(jīng)濟(jì)因素的考慮,英國決定采用PWR設(shè)計(jì)來取代這種類型的反應(yīng)堆。

  聚變研究。英國在聚變研究方面投入了相當(dāng)可觀的經(jīng)費(fèi)支持。1960年,熱核聚變研究中心在卡爾漢姆(Culham)成立。英國一直堅(jiān)持在卡爾漢姆中聚變能中心(Culham Centre for Fusion Energy)進(jìn)行磁約束熱核聚變研究。英國政府和歐盟(EU)每年投入約一億英鎊的經(jīng)費(fèi)來支持歐洲聯(lián)合環(huán)(JET)設(shè)施以及國家小型托卡馬克核聚變技術(shù)計(jì)劃。

  近年來,世界各國提出了許多新概念的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和燃料循環(huán)方案。英國、美國等總共十個(gè)有意發(fā)展核能利用的國家于2000年組成了“第四代國際核能論壇”(GIF),并簽署相關(guān)合約,共同合作研究開發(fā)第四代核能系統(tǒng)(Gen Ⅳ)。第四代核能系統(tǒng)采用最新一代核反應(yīng)堆,預(yù)計(jì)在2030年實(shí)現(xiàn)商用化,使其安全性、經(jīng)濟(jì)性、防核擴(kuò)散能力等方面得到顯著提高。目前中國尚處于第三代反應(yīng)堆的制造建設(shè)中,第四代反應(yīng)堆的研發(fā)還需先進(jìn)技術(shù)支援。而反應(yīng)堆技術(shù)研發(fā)起步早,具備深厚技術(shù)研發(fā)實(shí)力以及技術(shù)儲備優(yōu)勢的英國,則可以給中國提供有力幫助,未來中英雙方在反應(yīng)堆技術(shù)層面的交流與合作存在巨大空間。

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