大规模替代化石及其他有限能源的固有安全高温核动力

为充分发挥核能的巨大潜力,使之在21世纪内早日更大规模地替代煤炭和其他化石与水力能源,本文介绍如何通过创造性地改进融盐冷却球床高温堆一回路的热工水力设计,实现"在任何功率下长期自动运行生产高温核能方法"。该方法在充满高沸点(融盐)一次载热剂的深池内,采用特别简单的一体化回路布置,使融盐沿水平方向流过位于池底的环状堆芯,吸收其中球形燃料元件的裂变热,升温后由中央流道上升;再通过位于池顶、淹没在融盐内的敞口式超低阻力换热器,可完全利用自然循环,将全部裂变能量输送给二次载热剂。冷却后的融盐依靠重力沿下降流道回到位于池底的堆芯。由于载热剂利用上升与下降流道间密度差产生的浮力进行自然循环,故无需任何循环泵。由于采用在线连续换料方法,该融盐反应堆可保持在很低的过剩反应性下运行。反应堆具有较大负温度系数,故可不依靠设置刚性控制棒系统,只跟随外负荷变化自动调节其堆芯裂变功率。此种固有安全核动力堆具有高度简单的反应堆结构,高度透明的安全性,高度灵活的功率范围与厂址选择,与比其他同类先进高温反应堆更低的投资和运行成本,其单堆的功率大小没有限制,既可与小型模块式电站竞争,又可建成以超过世界最大水电站的巨型电站,从而可以全面地大规模代替化石及其他受自然资源制约的能源,并与未来廉价的大规模可再生能源配合,保证世界可持续发展。