爱华网![[核泄漏专题]压水堆VS沸水堆,孰优孰劣？ 沸水堆与压水堆](http://img.aihuau.com/images/01111101/01022253t0106a6455fe83e3b04.jpg)
核反应堆根据燃料类型分为天然气铀堆、浓缩铀堆、钍堆；根据中子能量分为快中子堆和热中子堆；根据冷却剂（载热剂）材料分为水冷堆、气冷堆、有机液冷堆、液态金属冷堆；根据慢化剂（减速剂）分为石墨堆、重水堆、压水堆、沸水堆、有机堆、熔盐堆、铍堆；根据中子通量分为高通量堆和一般能量堆；根据热工状态分为沸腾堆、非沸腾堆、压水堆；根据运行方式分为脉冲堆和稳态堆，等等。从上我们可以得知核反应堆设计概念非常多，多到可有900多种设计，但实际上能由理论到实际的是很少的。目前世界上运行的核动力堆约有21种类型。最常见的是压水堆，目前全球发电的核电机组中，有60%采用。其次是沸水堆（日本福岛出事堆型）目前全球约占23%。剩下17%由重水堆，快堆（第4代核电站，我国福建三明在修建），石墨气冷堆（切尔诺贝利出事堆型），高温气冷等等所组成。
压水堆和沸水堆之区别
因为目前国际上核电站主要发电堆型是压水和沸水，国内主力发电堆型是压水，所以本文将简要介绍一下沸水并详细介绍压水。沸水堆即日本福岛核电站出事堆型，沸水堆核电站的工作流程是：慢化剂兼冷却剂（水）从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从燃料棒那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。压水堆也就是未来中国主打类型，和我们息息相关。压水堆核电站工作流程是：慢化剂兼冷却剂（水）在15-16MPa的高压下先经过堆芯周围的环形空间先下经堆芯周围的环形空间向下流，然后在向上流过堆芯，温度升高到320-330度，然后流经蒸汽发生器把热量传给2回路的水以上产生蒸汽，然后再经过主泵流回反应堆。而蒸汽到汽轮机做功发电后，再通过冷凝器还原成水回到蒸汽发生器。
用通俗的话可以这样理解：沸水堆中的反应堆就是一个类似火电大锅炉，核燃料就是动力煤，热量变成气体也就是蒸汽，因为往上飞的蒸汽带着水，就在锅炉（反应堆）顶部装一个水气分离器，还有一个干燥器，把蒸汽和水分开，防止水进入汽轮机，把汽轮机叶片损坏。干燥过的蒸汽再进入汽轮机做功发电，最后通过冷凝器还原成水，重新回到锅炉。而压水堆中的反应堆里面因为压力大（压力越大，沸点越高），所以水在里面330多摄氏度还不变成蒸汽，然后这个高温水用管道隔着去烧开正常气压的水，也就是水烧水，让正常气压的水变成蒸汽，到汽轮机发电。高温水烧开水降温后通过主泵留回反应堆加热后继续循环，而变成蒸汽的水在进去汽轮机做功发电后，再通过冷凝器还原成水回到蒸汽发生器继续循环。
从上文可以看出沸水堆与压水堆的不同之处在于冷却水保持在较低的压力（约为70个大气压）下，水通过堆芯变成约285℃的蒸汽，并直接被引入汽轮机。所以，沸水堆只有一个回路，省去了容易发生泄漏的蒸汽发生器。而压水堆因为冷却水保持在较高的压力（约为150个大气压），水通过堆芯温度提高约330℃后还是水，通过蒸汽发生器加热2回路的水，并将其被引送入汽轮机。
从维修来看，压水堆因为一回路（反应堆的水）和蒸汽系统分开，汽轮机未受放射性的沾污，所以，容易维修。而沸水堆是堆内产生的蒸汽直接进入汽轮机，因此，汽轮机会受到放射性的污染，一旦沸水堆设备出事发生蒸汽泄漏，就等于直接是核泄漏，例如福岛，所以沸水堆的设计与维修都比压水堆要麻烦一些。
谁更经济？谁更安全？
综上所述，可能很多人认为沸水堆比较落后，其实不然，沸水堆的研制起步较晚，不如压水早，而且沸水堆具体有系统压力低，循环回路简单优点，又没有使用蒸汽发生器，而是直接使用蒸汽循环，在各种核电站堆型中更接近常规蒸汽动力装置（火电站），很受不少电力设计者和火电业主的欢迎。加之在沸水堆中，燃料产生的能量大部分使水气化，冷却剂（水）一次留过堆芯吸收的热量多，因此，对于同样的热功率，通过沸水堆堆芯冷却剂流量小于压水堆内冷却剂——换句话说，因为沸堆水是直接烧开，而不像压水堆是水烧开水，所以热效率更高，更具经济性。而且因为循环回路简单，没有蒸汽发生器等设备，也就是说只有1回路，不像压水堆有2回路，有蒸汽发生器就多了很多设备，所以沸水堆的造价只要压水堆造价的2/3不到。
前面说到因为一旦发生蒸汽泄漏，就等于发生核泄漏，所以沸水堆对技术和设备的要求非常高，远远超过压水。可以说某种意义上比压水先进，甚至因为减少了设备，日本人认为沸水比压水还安全，因为设备少，出事的几率也就少。实际上，沸水设备虽少，但一旦出事，就是大事，因为沸水里面的蒸汽都是被污染的有辐射的蒸汽。压水堆虽然所要求的技术和设备没有那么高，而且设备多，出事几率比沸水要略高，但2回路中的蒸汽可是没有被辐射的，即使因为设备发生损坏而泄漏，也是可以很好控制住和接受的。
最重要的是，如果我们以后用沸水堆的设备要求来做压水堆的设备，那么出事率就更低了。虽然这样经济性会更差，但是为了安全，这又有什么可在意的呢？核电发电成本再怎么高，也比火电低。
不必过于担心中国
过 去有些日本核专家嘲笑中国用落后的压水，甚至向中国推销他们的先进沸水堆技术，所幸的是中国决策层不冒险不自大，在核电上选择了让日本专家瞧不起的经济性差和设备要求没沸水高的压水，而不是现在日本福岛出事的沸水堆，这是中国之幸。因为核电站建设不一定要用最先进的技术和堆型，而是要用最稳定的堆型和安全系统。所以大家在技术上不必过于担心中国的核电站安全，且不说中国使用的是上世纪八九十年代才设计的2代改进型和最先进的第3代核电站技术，而且压水堆的特点，也让即使发生事故，我们也能很好得到控制。
更何况，日本核事故之所以搞那么大，还和东京电力可能心存侥幸为了经济效益保堆，而没有及时采取措施有关。但中国是社会主义国家，我们的核电站是国企，会优先考虑人民和国家的利益，一旦发生事故，即使会造成巨大经济损失，也会毫不犹豫果断出手。
（周晖雨 发自乌克兰 ）
