核专业的学生基本上都会背诵过一个准则,反应堆热工设计准则。这个准则是一切反应堆设计的初始条件,是制定一切反应堆运行规则的出发点。最常见的反应堆是压水堆,大家可以近似理解为一束束棒状原件淹没在水里发热,再由水将这些热量带出去的装置。这个准则是这样的:
(1)燃料元件芯块的最高温度低于其相应燃耗下的融化温度;
(2)燃料元件外表面不允许发生沸腾临界。所谓沸腾临界,说白了就是家里烧水的时候水烧开了乃至“烧干了”的那种情况。大家知道,这种情况是很危险的。
(3)必须保证正常运行工况下燃料元件和堆内构建得到充分的冷却,在事故工况下能提供足够的冷却来排除堆芯余热。保证了这一点,能够杜绝堆芯熔毁等等一系列事故。
(4)在不发生事故的状况下,不发生流动不稳定性。水和水蒸气的混合物在流动过程中,如果受热,(在反应堆中当然会时时受热),有时候流动就不会像我们平时见到的那样平静,而是会发生震荡、波动等等情况,显然是不利于安全的。
那么从这个准则我们可以发现,对于反应堆的设计,其他工厂里非常重要的诸如发电效率、经济性都不会优先考虑,对于一个反应堆,第一位的只有两个字,就是安全。