石島灣高溫氣冷堆核電廠示範工程是世界上第一座具有第四代新型核反應堆主要技術特徵的核電廠，是由我國自主研發、自主設計。高溫氣冷堆核電廠最重要的特點是具有固有安全性、發電效率高、可模塊化建造、系統簡單，能保證反應堆在任何事故下不發生堆芯熔化和放射性大量釋放，排除了由於反應堆剩餘發熱導致堆芯熔化的可能性，在技術上不需要採取廠外應急措施，就能達到第四代核能系統核安全目標。

高溫氣冷堆採用全陶瓷的包覆燃料顆粒，均勻彌散在石墨基體內，構成直徑的燃料區。全陶瓷的包覆燃料顆粒的熱解碳和包覆層，保證了有效滯留放射性裂變產物，是阻止放射性外泄的第一道屏障。球形燃料元件外層的石墨包殼，是阻止放射性外泄的第二道屏障。

高溫氣冷堆在整個燃料循環過程中，在整個溫度範圍內都具有負反應性溫度係數。加上運行時燃料元件溫度和最高溫度限值間有約的裕量，以及反應堆相對小的過剩反應性，因此，利用反應堆的負反應性溫度效應可以提供足夠的反應性補償能力，可以保證在異常情況下自動停堆。

事故分析的結果也表明，在發生一根控制棒誤提升、失去廠外電源、喪失給水流量而未能緊急停堆事故時，反應堆均能依靠自身固有的負反應性溫度係數，隨著堆內溫度升高，實現反應堆停堆，且燃料元件最高溫度均低於事故限值。如果考慮事故發生時氦氣凈化系統的壓力調節，安全閥也不會開啟，一迴路壓力邊界完整性不會受到破壞。

傳統反應堆的餘熱排出系統是靠冷卻泵驅動冷卻劑流過反應堆，將熱量帶至熱井冷卻來實現的。相對而言，採用非能動餘熱排出系統的高溫氣冷堆則要更加安全可靠。

高溫氣冷堆堆芯熱容比較大，平均功率密度較低，在發生一迴路冷卻劑失冷失壓事故時，僅依靠熱傳導和熱輻射，通過自然循環導出餘熱，此事故下燃料元件的最高溫度遠低於燃料元件溫度限值。而且每座反應堆設有套獨立的冷卻列，只要任意兩列運行，即可滿足所有工況餘熱排出的需求。

反應堆的出口溫度高達750～950℃，技術進一步提升同時安全性能得到保證時，出口溫度甚至可提升到1000～1200℃，中國高溫氣冷堆一旦成功，將有可能佔據發展中國家相當一部分市場份額。

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