钠冷快堆中的结构材料

硼屏蔽组件
316Ti
316Ti
550 (max) 3.8x1015
中国实验快堆主要材料
CDFR 示范快堆 ✓ 电功率: 600- 900MWe ✓ 初始设计: 2007年 ✓ 完成: 2020年
中国快堆发展现状
CEFR 大事记
2002.08
2000.05 浇灌第一罐混凝土
Ceolefbtrhaetiroenacftoorrsbeualiilndg核in-tg岛o2p0厂02房.0封8 顶
《核电中长期发展规划(2005-2020年)》 提出：“及时启动快堆示范工程”。
2006年发布的中国工程院咨询项目—“大 型先进压水堆和先进核能系统工程战略 研究报告”提出：“为了加速我国快堆 商用化的进程，不排除在国内、国际条 件许可的情况下，由实验快堆直接向示 范快堆过渡”。
2007年8月中科院向国务院呈送的《二 十一世纪上半叶我国能源可持续发展体 系战略研究》报告（科发学部字［2007］ 243号）建议：将快堆先进核能系统研发 与产业化列入国家重大专项。
2005.08 堆本体安装开始
2010.07.21 reach to critical
2006.06 主容器检验试验完成
2007.06 完成堆内构件安装
2008.03 旋塞安装就位
* 引自张东辉博士《中国实验快堆进展及热工流体综述》
中国实验快堆
CEFR 主要设计参数
泳池式反应堆 336.6吨核级钠 热功率: 65MW 电功率: 20MW 反应堆寿命: 30年
控制棒组件 8
不锈钢屏蔽组件: 332
感谢上海第一机床厂提供照片
CEFR 堆芯布置
中国实验快堆主要材料
CEFR 堆芯燃料组件及 控制棒组件材料
堆芯组件材料 ➢ 燃料:
- 氧化物燃料 (MOX) - 金属燃料 (U-Pu-Zr) ➢ 燃料组件 - 包壳: ChS-68 - 外套管: эп-450
(all Russian steels)
上端塞 压紧弹簧 上轴向 转换区 包壳 燃料区
下轴向 转换区 金属绕丝
下端塞
燃料组件
操作头
外套管
堆芯支撑 钠入口
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中国实验快堆主要材料
CEFR 堆芯燃料组件及控制棒组件材料
燃料组件
安全棒
控制棒组件
调节棒 补偿棒
中子源组件
不锈钢屏蔽组件
材料
包壳
外套管
温度 （oC）
中子通量 （n/cm2s）
ЧC-68 ЧC-68 ЧC-68 ЧC-68 ЧC-68 316Ti
前言
为什么要发展快堆?
✓ 铀资源的贫乏, 不足以支承大量 NPPs 的运行 PWR: 1% 利用率 (U235丰度:0.71%) SFR: 60-70%利用率(能将U238转化成易裂变Pu239)
✓ 降低錒系元素和长寿命裂变产物(核废料)的地质埋填
中国快堆发展现状
快堆发展战略
中国实验快堆CEFR顺利临界
二回路
中国实验快堆主要参数
CEFR 主要设计参数
堆本体 高度: 45.0cm 直径: 60.0cm 燃料/首炉燃料: (Pu,U)O2/UO2 Pu（总量）: 150.3kg Pu-239: 97.7kg U-235(enrichment):
42.6kg (19.6%)/236.7kg (64.4%) 最大线功率: 430w/cm 中子通量: 3.7x1015 n/cm2.s (max.)
CFR1000 示范快堆 ✓ 电功率: 1000MWe ✓ 初始设计: 2010年 ✓ 完成: 2022年
CEFR ✓ 电功率: 20MWe ✓ 初始设计:1990 ✓ 完成: 2010年
To be filled
CCFR 商用快堆 ✓ 电功率: 1000- 1500MWe ✓ 初始设计: 2020年 ✓ 完成: 2030-2032年
核电材料应用技术国际研讨会
三亚, 2011年2月21日-Байду номын сангаас5日
钠冷快堆中的结构材料
龙 斌 韩丽萍 张金权 付晓刚 秦博 苏喜平 周培德 张东辉
中国原子能科学研究院 国家能源快堆工程技术研发（实验）中心
China Institute of Atomic Energy, 102413, Beijing, China
前言
创新型核能系统-GIV 第四代反应堆
铅冷快中子反应堆 (LFR)
超临界水堆 (SCWR)
气冷快中子反应堆 (GFR)
钠冷快中子反应堆 (SFR)
超高温堆 (VHTR)
熔盐金属反应堆 (MSR)
Generation I
原型堆
前言
Generation II
商用堆
Generation III
先进型堆
эп-450
08X16H11 M3
08X16H11 M3
08X16H11 M3
08X16H11 M3
316Ti
360-560 360-550
6.6x1015 ≤3.2x1015
360-548
≤3.2x1015
360-554
≤3.2x1015
360-530
3.2x1015
600 （max） 3.2x1015
Generation IV
创新型堆
✓ 秦山I期 1985
✓ 秦山II期 ✓ 秦山III期 ✓ 大亚湾电站 ✓ 岭奥电站 ✓ 田湾电站
✓ AP-1000 ✓ CAP-1000
✓ CEFR ✓ CDFR ✓ CCFR SCWR
前言
压水堆电站在中国的成功
正在运行的: 4 plants, 11 units, about 8.6GWe 正在建设的: 19 units with ～20GWe 计划在建设的: 7 units with ～7GWe
Curtsy to Mr. Pan Ziqiang
前言
核电在中国能源供给中的地位
2007年电能中各种电力供给形式所占的比例
2015年电能中各种电力供给形式所占的比例 * JIANG Ze-min, Reflection on energy issues in China, CHINA NUCLEAR POWER, Vol.1, No.2, p.98-113, 2008
平均中子通量: 1.76x1015 n/cm2.s 目标燃耗: 100,000MWd/t 堆芯入口钠温: 360oC 堆芯出口钠温: 530oC 主容器尺寸(O): 8.010m
中国实验快堆主要材料
堆芯组件材料 结构材料
中国实验快堆主要材料
CEFR 堆芯燃料组件及控制棒组件材料
燃料组件