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高温气冷堆采用全陶瓷型包覆颗粒燃料元件，以石墨为慢化剂和堆芯结构材料，以氦气为冷却剂，具有安全性好，发电效率高，系统简单，用途广泛的优点，是一种先进的核能系统。在国际第四代核电系统的规划中，超高温气冷堆堆VHTR(VeryHighTemperatureReactor)是一个重点发展的堆型。
迄今为止，高温气冷堆的研究在出口温度方面集中在700℃-950℃，在动力转换装置方面主要研究蒸汽循环和回热循环。本文的工作将上述两方面的研究范围进行拓展，以探讨高温气冷堆在未来相当长的时间的技术潜力：将反应堆出口温度提高到950℃-1200℃，将循环方案扩展到包括氦气-蒸汽联合循环。通过研究工作，有以下创造性进展：
1.首次在国际上比较详细的分析高温气冷堆在出口温度提高到1000℃-1200℃的技术潜力及其可能性。重点分析了进口温度选择及其影响，反应堆稳态温度分布和事故特性，石墨辐照寿命。
2.研究了在800℃-1200℃范围内不同的动力转换循环，给出了优化的推荐方案。
3.首次详细研究了氦气透平和燃气透平的不同点，针对循环方案给出了气动参数，并探讨了改进气动特性的技术途径。
4.针对推荐方案创造性地给出了一个高温气冷堆联合循环的概念设计，申请了发明专利。
5.本研究工作表明在现有的技术条件下，经过努力，有可能实现反应堆进口温度250℃，出口温度1100℃，发电效率超过50％的高温气冷堆联合循环机组。