压水堆——来点儿压力

压水堆——来点儿压力

1955年1月17日上午，美国康涅狄格州（Connecticut）的小城格罗顿（Groton）迎来了一艘新下水潜艇的试航。当潜艇缓缓驶离系泊码头，刚一驶入主航道，艇上的信号兵就用灯光发出了具有划时代意义的信号：

“我艇正在使用核动力航行！”

这是人类历史上的第一艘核潜艇，被命名为“鹦鹉螺”（Nautilus）号，以致敬儒勒·凡尔纳（Jules Gabriel Verne）的科幻小说《海底两万里》。但很多人不知道的是，世界上第一艘核潜艇使用的动力源正是一座由西屋公司生产的S2W压水堆。从此，压水堆进入了人们的视野。

航行中的核潜艇“鹦鹉螺”号

《海底两万里》中的“鹦鹉螺”号想象模型(https://www.daowen.com)

压水堆，全称“加压水慢化冷却反应堆”，这个拗口的名字里包含了多重意思：水是慢化剂、水是冷却剂、水的压力很高、一回路传热处在不沸腾状态。

1957年，世界第一座压水堆核电站美国希平港（Shippingport）核电站建成。

压水堆运行原理图

和十多年前费米在芝加哥大学制造的石墨堆相比，压水堆具有结构紧凑、体积小、功率密度高、平均燃耗较深、放射性裂变产物不易外逸、良好的功率自稳自调特性、较安全可靠等优点，这也是当初它被美国海军选中的直接原因。其一回路、二回路隔离的结构极大改善了沸水堆的缺陷，使放射性物质不与外界接触这一特性，也在安全性及公众的接受程度上获得了极大的优势。目前全世界正在运行的400多座核电站里有300多座是压水堆。

西屋公司在压水堆发展过程中起到了举足轻重的作用。其推出的Model212、Model312、Model314、Model414系列压水堆成为二代压水堆典型代表。各国典型的压水堆型号还有美国的PWR、System80，法国在西屋公司标准四环路设计基础上研发的P4、N4，以及在美国M312基础上改进而来的“经典”M310，俄罗斯VVER系列等，德国的Konvoi等。目前，全球范围内已经出现了大量第三代压水堆型号，我们将在后文做进一步介绍。

压水堆和沸水堆由于同样使用了“普通的水”，也合称为“轻水堆”。有“轻”自然就有“重”，轻重之分究竟在哪里呢？