南非球形床反应堆：高效能源供应方案

南非球形床反应堆最初预计的应用是发电。电力转换装置（PCU）即涡轮发电机系统的设计，已经历了很多重要的改革，但2005年安装的比较传统的规划如图14.4所示。

图14.4 165MW_e的发电单元——示范模块

氦气通过底部的管道进出反应堆压力容器。较宽的单输出管道（与底部管道同轴）将温度在900℃左右的氦气输送到动力涡轮机，涡轮机通过变比为2∶1的降速齿轮箱驱动发电机。然后气体连续通过片式复热器、预冷却器热交换器、低压压缩机、中间冷却器热交换器、高压压缩机。最后在回到压力容器前先进入复热器再次加热到500℃。这就是所谓的热动力学布雷顿循环。

氦气以184kg/s的速度和9MPa的压力驱动下在系统中流动，完成一次完整的循环大概需要17s。高低压压缩机跟涡轮机和变速箱并排安装在同一个轴上。受电网因素的约束，发电机运转在3000 r/min速度下。涡轮机和压缩机的速度是发电机转速的两倍。由预冷却器、中间冷却器热交换器上散出的热量通过中间软化水冷却管道送到海水冷却系统。流速为2.4m³/s的海水从15℃开始加热，并与Koeberg水站排放口80m³/s的冷却水混合。在Koeberg排水口运行的20多年里，排水口的水温被加热到高于周围海水温度环境10℃，对海洋环境没有形成有害的影响。(www.xing528.com)

系统设计成全功率情况下能实现50%～100%的快速负载跟随，甚至在更空闲的时候负载可能会减小到20%。系统还要设计成没有维修的情况能长时间运行。正如前面所提及的，考虑到涡轮机叶片疲劳的原因，计划维修周期是6年。

作为电力供应设施，PBMR模块非常有吸引力的一个特征是，不久以后，只要30个月就可以建设好。此外，因为燃料运输和冷却水的需求不是很繁重，公用事业部门可以根据时间和地点的需要自由选择或多或少的模块接起来构造系统。不必考虑与常规大型电站构建中的大量的前期投资和初期利用率问题。

尽管如此，大部分公用事业部门还是期望在165MW_e以上的产品中订购新建发电设备。标准的PBMR发电组件为660MW_e，由四个模块串联起来。这可以满足那些具有完善的国家电网系统的国家的需要。由于电厂相对简单、维修间隔长，PB-MR的运行预计对熟练劳动力的需求相对较少。维修和最后的添加燃料等可以通过PBMR技术专家流动工作队来完成。