中間熱交換器
中間熱交換器是進行間接氣體透平循環或高溫工藝熱利用的高溫氣冷堆的關鍵設備之一。中間熱交換器的設計研究工作早在上世紀70年代就已經開始，但到目前為止，僅德國和日本各研製了兩台。其中，德國的兩台中間熱交換器用於PNP項目，熱功率皆為10 MW，一次側氦氣入口溫度為950攝氏度，傳熱管採用Inconel-617，分別採用螺旋管結構和U形管結構，前者運行試驗時間為5200小時，後者為4700小時。日本研製的兩台中間熱交換器都採用了螺旋管結構，用於高溫氣冷堆直接煉鋼研究的中間熱交換器熱功率為1.5 MW，在一次側氦氣入口溫度900攝氏度下試驗運行時間為1962小時，傳熱管材料為Inconel-617.用於HTR的中間熱交換器熱功率為10 MW，一次側氦氣入口溫度為950攝氏度，傳熱管材料為Hastelloy XR。
高溫氣冷堆
石墨高溫氣冷堆是一種用較高富集度鈾的包覆顆粒作核燃料、石墨作中子慢化劑、氦氣作為冷卻劑的先進熱堆。堆芯出口溫度為850~1000℃，甚至更高。根據堆芯形狀，石墨高溫氣冷堆分球床石墨高溫氣冷堆和稜柱狀石墨高溫氣冷堆。
石墨高溫氣冷堆具有下列與眾不同的特點：
1.由於採用耐高溫的包覆顆粒核燃料，並用耐高溫石墨作堆芯結構材料，因此允許反應堆冷卻劑的出口溫度達到750～950℃。
2.採用傳熱性能較好、化學性能穩定、中子吸收截面小的氦氣作冷卻劑：主要優點是不會發生相變；氦氣是一種惰性氣體，化學性質不活潑，容易淨化，不引起材料的腐蝕；氦氣的中子吸收截面極小，反應堆的中子經濟性好；氦氣是透明的，便於裝卸料操作。
3.安全性好：溫度係數是對反應堆安全運行具有重要意義的堆芯反應性係數之一。定義為：由堆芯內溫度的變化所引起的反應性的變化；為了使溫度係數對固有安全性有貢獻，該係數必須是負值。也就是說，溫度增加時，引入的必須是負反應性，即引起反應性下降；石墨高溫氣冷堆就具有很大的負溫度係數，而且堆芯熱容量也大，因此在事故工況下溫度上升緩慢，即使在失去氦氣冷卻的情況下堆芯結構也不至於熔化，增大了採取相應安全措施的裕度。
4.有綜合利用的廣闊前景：石墨高溫氣冷堆不僅可以用於發電，在反應堆冷卻劑的出口溫度提高到1000～1200℃時，還可將反應堆的高溫工藝供熱直接套用於煉鋼、制氫、煤的液化或氣化等工業生產中，達到綜合利用的目的。
5.堆芯工作壓力需要提高：由於氣體冷卻劑的密度低，導熱能力差，循環時消耗的功率大，因此工作壓力需要提高。
