水-水高能反應堆
水-水高能反應堆（俄語：Водо-водяной энергетический реактор，縮寫俄語：ВВЭР，羅馬化：VVER，英語：Water-water energetic reactor，簡寫：WWER）[1]，為俄羅斯國家原子能公司旗下液壓機實驗設計局所研發的壓水反應堆[2]。VVER最初是在1970年代之前開發的，並且一直在不斷更新。 因此，名稱VVER與從第一代反應堆到現代第三代以上反應堆設計的各種反應堆設計相關。功率輸出範圍從70到1300 MWe，正在開發的設計高達1700 MWe[3][4]。 第一台VVER-210原型機是在新沃羅涅日核電站建造的。
| 水-水高能反應堆 VVER | |
|---|---|
 俄羅斯巴拉科沃核電站有4台運行中的VVER-1000反應堆。 | |
| 世代 | 第一代反應堆 第二代反應堆 第三代反應堆 第三代+反應堆 |
| 反應堆原理 | 壓水反應堆 |
| 反應堆類型 | 水-水高能反應堆 (Voda Voda Energo Reactor) |
| 反應堆型號 | VVER-210 VVER-365 VVER-440 VVER-1000 VVER-1200 VVER-TOI |
| 反應堆堆芯 | |
| 核燃料 (可裂變物質) | 低濃縮鈾 |
| 燃料形態 | 固體 |
| 中子溫度 | 熱中子反應堆 |
| 控制方式 | 控制棒 |
| 中子慢化劑 | 輕水 |
| 冷卻劑 | 液體 (輕水) |
| 反應堆用途 | |
| 主要用途 | 發電 |
| 熱功率 | VVER-210: 760 MWth VVER-365: 1,325 MWth VVER-440: 1,375 MWth VVER-1000: 3,000 MWth VVER-1200: 3,212 MWth VVER-TOI: 3,300 MWth |
| 電功率 | VVER-210: 210 MWel VVER-365: 365 MWel VVER-440: 440 MWel VVER-1000: 1,000 MWel VVER-1200: 1,200 MWel VVER-TOI: 1,300 MWel |
此條目需要擴充。 (2018年4月30日) |
VVER電站主要安裝在俄羅斯和前蘇聯，但也安裝在中國、芬蘭、德國、匈牙利、捷克共和國、斯洛伐克、保加利亞、印度和伊朗。 計劃引進VVER反應堆的國家包括孟加拉國、埃及、約旦和土耳其。
歷史
最早的VVER建於1970年之前。 V230採用六個主冷卻劑迴路，每個迴路均配有水平蒸汽發生器。 VVER-440的修改版本V213是蘇聯設計師採用的第一個核安全標準的產品。該模型包括增加的緊急核心冷卻和輔助給水系統以及升級的事故定位系統。[5]
較大的VVER-1000是1975年後開發的，是一個四迴路系統，位於核反應堆安全殼結構中，配有噴霧蒸汽抑制系統（緊急爐心冷卻系統）。 VVER反應堆設計經過精心設計，融入了與西方第三代反應堆相關的自動控制、非能動安全和安全殼系統。
VVER-1200是目前用於施工的版本，是VVER-1000的演變版本，功率輸出增加至約 1200 MWe（總功率），並提供額外的被動安全功能。
2012年，俄羅斯國家原子能公司 (Rosatom) 表示，未來打算向英國和美國監管機構認證VVER，但不太可能在2015年之前申請英國許可證。[6][7]
第一個 VVER-1300 (VVER-TOI) 1300 MWE 機組的建設於2018年開始。
設計
俄語縮寫VVER代表「水-水高能反應堆」（即水冷水控能源反應堆）。 該設計是一種壓水反應堆（PWR）。 與其他壓水反應堆相比，水-水高能反應堆的主要區別特徵是：
反應堆燃料棒完全浸入保持在15 MPa壓力的水中，因此它不會在正常（220至300°C以上）工作溫度下沸騰。 反應堆中的水既用作冷卻劑又用作減速劑，這是重要的安全功能。 如果冷卻劑循環失效，水的中子減速作用就會減弱，從而降低反應強度並補償冷卻損失，這種情況以空泡系數（英語：Void coefficient）衡量。 更高版本的反應堆裝在大型鋼製壓力殼中。 燃料是低濃度（約2.4–4.4％235U）的二氧化鈾（UO2）或類似物，被壓成小球並組裝成燃料棒。
VVER和美式壓水反應堆不同之處
VVER和美式壓水反應堆（簡寫PWR）不同之處有
第一座水-水高能反應堆（VVER-210）於1964年運轉，至今全世界有67座俄式反應堆在俄羅斯、烏克蘭、斯洛伐克、匈牙利、保加利亞、捷克和芬蘭等國運轉[8]。
在2019年6月，VVER-TOI型水-水高能反應堆被認證符合歐洲核電廠安全標準。[4]
安全屏障
核反應堆的一個典型設計特徵是分層安全屏障，防止放射性物質逸出。 VVER反應堆有三層：
- 燃料棒：氧化鈾燒結陶瓷燃料芯塊周圍的密封鋯合金（Zircaloy）包層提供了耐熱和高壓的屏障。
- 反應堆壓力容器壁：一個巨大的鋼殼密封地包裹着整個燃料組件和一次冷卻劑。
- 反應堆建築：包圍整個第一迴路的混凝土安全殼建築，其強度足以抵抗第一迴路破裂可能造成的壓力突波。
與切爾諾貝爾核事故中涉及的RBMK反應堆相比，VVER採用本質上更安全的設計，因為冷卻劑也是慢化劑，並且其設計本質上與所有壓水反應堆一樣具有負空隙系數。它不存在石墨慢化的RBMK在發生冷卻劑損失事故時反應性增加和高功率瞬變的風險。由於尺寸原因，RBMK反應堆的成本也很高，因此也沒有建造安全殼結構; VVER核心小得多。[9]
參閱
參考資料
- ^ Kudankulam nuclear plant starts generating power, connected to southern grid. The Times Of India. [2020-05-10]. （原始內容存檔於2018-08-25）.
- ^ Historical notes. OKB Gidropress. [20 September 2011]. （原始內容存檔於2011-06-17）.
- ^ WWER-type reactor plants. OKB Gidropress. [25 April 2013]. （原始內容存檔於2016-04-17）.
- ^ 4.0 4.1 Russia's VVER-TOI reactor certified by European utilities. World Nuclear News. 14 June 2019 [14 June 2019]. （原始內容存檔於2020-05-09）.
- ^ Prof. H. Böck. WWER/ VVER (Soviet Designed Pressurized Water Reactors) (PDF). Vienna University of Technology. Austria Atominstitute. [28 September 2011]. （原始內容存檔 (PDF)於2024-01-20）.
- ^ Rosatom Intends to Certify VVER in Great Britain and USA. Novostienergetiki.re. 6 June 2012 [21 June 2012]. （原始內容存檔於2022-10-18）.
- ^ Svetlana Burmistrova. Russia's Rosatom eyes nuclear contracts in Britain. Reuters. 13 August 2013 [14 August 2013]. （原始內容存檔於2018-12-03）.
- ^ The VVER today (PDF). [2018-04-30]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-07-21）.
- ^ Higginbotham, Adam. Midnight in Chernobyl: The Untold Story of the World's Greatest Nuclear Disaster. Simon and Schuster. February 4, 2020. ISBN 9781501134630 –透過Google Books.