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《高温反应堆技术》 内容简介： 《高温反应堆技术》深入探讨了新一代核能技术——高温气冷堆（HTGR）的核心原理、设计理念、关键技术及其在能源领域的广阔应用前景。本书旨在为读者提供一个全面而详实的知识体系，帮助理解和掌握这项具有革命性意义的能源技术。 全书共分为四个主要部分： 第一部分：高温气冷堆基础理论与设计原理 本部分首先对核反应堆的基本概念及发展历程进行了简要回顾，并重点阐述了高温气冷堆的独特优势，如固有安全性、高热效率、燃料的优异性能以及对多种冷却剂和燃料循环的兼容性。随后，详细介绍了HTGR的设计哲学，包括其核心堆芯结构、燃料元件（如球床燃料）的物理和化学特性、控制棒系统、以及反应堆的热工水力设计。读者将深入了解HTGR如何通过采用先进的燃料和高效的冷却剂（如氦气）来实现高达950°C甚至更高的出口温度，从而带来前所未有的能量转化效率。此外，本部分还将解析HTGR的动力学特性和安全设计，重点介绍其被动安全系统的原理和实现方式，如负的温度反馈系数和利用自然对流散热的能力，这些都使得HTGR在防止事故和减少辐射风险方面具有显著优势。 第二部分：高温气冷堆的关键技术与工程挑战 本部分聚焦于支撑HTGR运行和发展的核心工程技术。首先，对高温材料的选择与应用进行了深入分析，包括燃料包覆层（如SiC）的陶瓷材料、石墨基体材料以及用于承载高温和辐射的金属合金，探讨了这些材料在高温、辐照和化学环境下的行为、寿命预测及关键性能指标。接着，详细阐述了高温热交换器和驱动系统的设计与制造，包括氦气循环机组、余热排出系统以及与外部工艺过程连接的传热组件，这些组件需要在极端温度和压力下稳定运行。同时，本书也剖析了HTGR在燃料循环方面的技术，特别是针对先进的陶瓷包覆颗粒燃料（TRISO）的制造、性能测试、在堆行为以及乏燃料的处理和储存，还可能涉及快中子增殖循环等前沿研究。此外，本部分还将详细讨论HTGR的监测、控制与仪表系统，以及保障其可靠性和安全性的关键技术。 第三部分：高温气冷堆的应用前景与发展趋势 本部分将目光投向HTGR技术的实际应用和未来发展方向。首先，深入分析了HTGR在发电领域的潜力，包括其与燃气轮机耦合实现的高效热电联产，以及与蒸汽轮机耦合实现的高效发电。重点介绍HTGR在工业领域的广泛应用，例如为化学工业提供高品质的热源，用于合成氨、甲烷化、制氢（包括蒸汽甲烷重整和热化学制氢）等，这将极大地提高工业过程的能源效率并减少碳排放。书中还将探讨HTGR在海水淡化、区域供热等方面的应用，以及其在核热化学循环中的作用，能够实现零碳排放的制氢。最后，本部分将展望HTGR技术的未来发展趋势，包括下一代HTGR的设计改进、模块化与小型化（SMR）的发展、与可再生能源的耦合以及核聚变反应堆预研等前沿领域的研究进展，为读者勾勒出HTGR技术在塑造未来能源格局中的重要角色。 第四部分：全球高温气冷堆项目进展与案例研究 本部分将通过介绍全球范围内已建、在建及规划中的高温气冷堆项目，为读者提供实际的工程经验和项目运作的参考。我们将选取代表性的项目进行深入的案例分析，例如中国的石岛湾高温气冷堆示范工程，详细介绍其设计特点、建设过程中的技术难点与解决方案、以及示范运行中取得的成就和经验。同时，还会提及其他国家在HTGR研发和示范方面的努力，如欧洲的AFR项目、美国的X-energy公司以及日本的HTTR等，通过对比分析不同国家在技术路线、设计理念和项目推进策略上的差异，展现HTGR技术在全球范围内的多元化发展态势。本部分旨在通过这些鲜活的案例，使读者对HTGR技术的工程实现有更直观和深入的认识，并理解其在商业化推广过程中面临的挑战与机遇。 《高温气冷堆技术》是一本面向核工程专业人士、能源研究人员、政策制定者以及对未来能源技术感兴趣的广大读者的综合性参考书籍。它不仅提供了扎实的理论基础，更深入剖析了工程实践中的关键技术和应用前景，为推动清洁、安全、高效的核能技术发展贡献一份力量。
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