什么是轻水堆?

[拼音]：qingshuidui

[外文]：light water reactor，缩写LWR

用轻水慢化和冷却的核反应堆。水在反应堆内不沸腾的称为压水堆；水在反应堆内沸腾的称为沸水堆。轻水堆是目前最主要的堆型。轻水是相对重水(分子式D2O)而言，即通常的普通水（分子式H2O）。当然，轻水堆所用的水须经化学水处理，去除对金属材料有腐蚀危害的金属和非金属离子，通常称为去离子水。

轻水的特点直接关系轻水堆。轻水与气体相比，密度较大，导热较好。因此，它不仅是良好的慢化剂，也是良好的冷却剂。由于水的慢化和载热能力较好，所以轻水堆的结构紧凑，堆心体积小，堆心功率密度（堆心单位体积的功率）大。因此，在相同体积下轻水堆功率最高。功率相同时，轻水堆的体积最小。这是轻水堆的主要优点。

轻水堆的主要弱点有二：

（1）水的沸点低，在一个标准大气压下，水在100 ℃沸腾。为了提高反应堆冷却剂（冷却水）的出口温度，提高热效率，就必须提高压力。为了提高压力就要有承受高压的压力容器(压力壳)。

（2）轻水的热中子吸收截面(吸收热中子的几率)比石墨和重水大。为了维持自持链式裂变反应，轻水堆无法以天然铀作为核燃料，必须使用经过浓缩的核燃料(一般要求U-235的含量为2～3％，而天然铀的U-235浓度为0.714％)。

目前，已建、在建和计划建造的核电站中，轻水堆占85％以上。轻水堆中，压水堆又占绝对优势。

冷却水在堆心沸腾而产生的蒸汽直接推动汽轮发电机组，这既降低反应堆和系统的工作压力，又省去压水堆中较复杂的蒸汽发生器，减少大量回路设备。此外，沸水堆几乎不可能发生失水事故，比压水堆更能适应外界负荷变化的需要。因此，在核电站发展的初期，压水堆和沸水堆同样吸引着用户，两种堆型的建造数量几乎相近。但是，沸水堆中带放射性的蒸汽直接进入汽轮机组，使汽轮机组维修困难，检修时反应堆停堆时间长，从而影响核电站的可利用率。此外，水沸腾后，密度降低，慢化能力减弱，因此所需核燃料比同功率压水堆多，堆心功密度较小，堆心体积及压力壳直径较大。气泡密度在堆心内变化，容易引起功率不稳定，控制较复杂。到1983年，沸水堆装机容量不及压水堆的44％，在建的沸水堆只有压水堆的25％，订货中的只占压水堆的13％。