液态金属反应堆
钠在20世纪60年代和70年代,冷却的快中子谱液态金属反应堆(LMRs)受到了广泛关注,当时似乎很快就需要它们的繁殖能力来供应裂变材料迅速发展的核工业。当人们在20世纪80年代清楚地认识到这不是一个现实的期望时,人们的热情消退了。然而,过去几十年的发展工作导致世界各地建造了许多lmr美国,俄罗斯美国、法国、英国、日本和德国.大多数lmr的燃料是铀二氧化或混合铀钚二氧化碳。然而,在美国,最大的成功是金属燃料。
而一些lmr是环形型的,配备热交换器S和主反应堆外的泵船,其他为水池品种,主要特点是体积大钠在一个还包含主泵和一次到二次热交换器的池中。在所有类型的反应堆中,由一次钠从堆芯中提取的热量被转移到二次的、非放射性的钠环中,作为反应堆的热源蒸汽发生器在第三个循环中加热水,为涡轮机提供动力。池式似乎有一定的安全优势,因为即使没有电力提取,大量的一次钠也只会缓慢升温;这样,反应堆就有效地与工厂平衡的破坏隔离开来。所有这类系统的反应堆堆芯都是密封的包燃料在钢包层中钠冷却剂通过它来提取热量。大多数lmr都是繁殖者或有繁殖能力,也就是说它们产生的裂变物质都比消耗的多。
反应堆反应堆
加拿大一直致力于开发利用国内丰富的天然资源的反应堆铀作为燃料,而不必求助于只能由其他国家提供的浓缩服务。这一政策的结果是加拿大重铀(CANDU)反应堆——一系列天然铀燃料反应堆减速和冷却重水.这种反应堆由一个储罐或容器组成罐内装有冷的重水慢化剂大气压力.日历是由压力管穿孔制成的锆合金天然铀燃料放在里面重水冷却剂在里面循环。与更常见的轻水堆容器垂直排列不同,CANDU反应堆容器是水平排列的。发电是通过把裂变的热传递到重水冷却剂中,重水冷却剂再循环到蒸汽发生器中。轻水蒸汽从二次回路的蒸汽发生器中出来,然后通过常规管道输送涡轮周期。
CANDU反应堆的燃料组件由一束含有天然二氧化铀球团的锆合金包裹的短管组成,可以在系统运行时更换。一个新的组件被简单地推入压力管的一端,它所取代的乏燃料在另一端被挤压时被收集起来。这一特性使CANDU更高能力因素比其他反应堆类型。容量因子是指反应堆在给定时期内以全功率运行的时间与同一时期内总可用时间的比率。因此,容量系数1.0指的是反应堆在考虑的整个时间段内每天24小时全功率运行。一些国家购买CANDU反应堆的原因与加拿大开发CANDU反应堆的原因相同——即独立于外国浓缩服务。
先进气冷堆
先进的气冷堆(AGR)是在英国发展起来的,作为反应堆的继承者考尔德大厅类,它结合钚生产和发电。考尔德霍尔核电站是1956年投入使用的第一座向民用电网输送可观电力的核电站。考尔德·霍尔反应堆的设计是用天然弹头作为燃料铀金属罐头铝,被冷却二氧化碳,并聘请了一个主持人组成的块石墨被燃料通道刺穿。在AGR中,燃料销被覆盖锆合金(合金的商标)锆含有低比例的铬、镍、铁和锡),并装载约2%的浓缩铀二氧化铀,放置在锆合金通道中,穿透石墨主持人块。本设计利用速度快中子能量,因此被称为快反应堆。浓缩燃料允许运行到燃料燃耗的经济水平。二氧化碳冷却剂吸收热量并将热量输送到蒸汽发生器,在那里热量被传导到二次回路,最终进入传统的蒸汽轮机循环。
尽管英国已经建造了一些agr,但维护和故障问题的成本比预期的要高,而且预计不会建造新的agr。
其他动力反应堆类型
在实验的基础上,已经建造和运行了大量不同类型的反应堆。一些例子包括有机液冷和液体慢化反应堆,它们可以像压水堆一样运行,但不需要在主反应堆中施加压力电路达到与传统压水堆相同的水平;钠冷却石墨慢化反应堆;以及在压力容器设计中建造的重水反应堆。每种设计都有自己的优点和缺点。