循环流程如图6所示,6.9MPa的900℃高温氦气先驱动一个氦气压缩机透平,带动同轴的压缩机,再驱动主发电氦气透平,向外输出电力。出口的氦气再通过一直流蒸气发生器,加热另一侧的水,使之产生蒸汽。产生的蒸汽推动蒸汽透平发电机,向外输出功率。氦气经直流蒸气发生器后由压缩机加压到7.0MPa,183℃,回到堆芯入口。该系统的氦气透平和蒸汽透平联合循环发电效率可达48%。
这个循环系统的主要优点:不需要采用高效回热器,避开了一个技术难点。但是,由于采用氦气?蒸汽联合循环,增加了系统的投资成本,故不能排除堆芯进水事故的可能性。
反应堆出口的900℃高温氦气经过中间热交换器(加热二次侧的氮气),冷却到300℃,再经过氦风机回送到堆芯的入口。二次侧的氮气经中间热交换器加热到850℃,实现气体透平和蒸汽透平的联合循环。该循环的发电效率为43.7%。
由于采用氮气作工质,可以采用成熟的气体透平技术,在现有技术基础条件下具有更好的可行性。但是投资成本增加,也不能排除堆芯进水事故的可能性。