В Китае АЭС Шидаован - первая в мире атомная электростанция четвёртого поколения, работающая в регулярном режиме. На атомной электростанции используются два современных модульных реактора. Они, наряду с другими типами реакторов, считаются четвёртым поколением ядерной энергетики. В данном случае это высокотемпературные реакторы, в которых топливо хранится в сферах.
Тип реактора называется HTR-PM (высокотемпературным). Строительство станции началось в 2012 году. Атомную электростанцию подключили к электросетям в 2021 году. Регулярные операции начались 6 декабря 2023 года.
Особенностью HTR-PM является то, что они считаются более безопасными и эффективными, чем другие реакторы. Радиоактивное топливо упаковано не в стержни, а в шарики. Их диаметр составляет 6 сантиметров, поэтому они немного меньше теннисного мяча. Каждый реактор содержит до 430 000 таких шариков. Одна сфера выделяет столько же энергии, сколько 1,5 тонны угля, прежде чем топливо израсходуется.
В каждой сфере находится 12 000 - 15 000 частиц топлива диаметром один миллиметр. Внутри частицы - крошечное топливное ядро, покрытое четырьмя слоями графита. По словам операторов АЭС, это решение призвано обеспечить защиту от плавления.
Шары выдерживают температуру до 2500°C. Рабочая температура в реакторе ограничена 750°C. Эта высокая термостойкость предназначена для эффективного предотвращения утечки радиоактивного материала.
Вместо использования воды для охлаждения системы используется газообразный гелий . При этом достигаются более высокие температуры, чем у теплоносителя в обычных реакторах. Полученный пар имеет температуру 566°C. Это значит, что для генерации электроэнергии можно эксплуатировать обычные паровые турбины. Для обычных АЭС приходится строить специальные турбины с меньшим КПД. Так что новые реакторы более эффективны.
Охлаждение с помощью газообразного гелия, что является многообещающим способом строительства большего количества атомных станций на суше, поскольку их не нужно будет размещать рядом с источником воды.
Новое поколение реакторов считается безопасным даже при расплавлении активной зоны. Если подача гелия прерывается и температура в активной зоне реактора повышается, реактор автоматически отключается. Ситуация становится опасной только в том случае, если в ядро проникает воздух или влага. Кислород может вызвать воспламенение графита. Если температура огня достигнет 2500°C, ядерное топливо может выйти из шаров и попасть в окружающую среду.
Прародитель современного реактора 4-го поколения был разработан в Германии. Первый реактор был введён в эксплуатацию в 1966 году на территории тогдашнего ядерного исследовательского центра в Юлихе. Его мощность составляла 15 мегаватт. Эксплуатация экспериментального реактора проходила с 1969 по 1988 год.
Дальнейшая разработка китайского проекта HTR-PM600 уже ведётся. 6 высокотемпературных реакторов подключены для работы турбины мощностью 650 мегаватт. Ещё на 6 объектах проводятся технико-экономические обоснования. Также было принято решение о сотрудничестве с Саудовской Аравией, которая оказывает финансовую поддержку проекту.
Реакторы, подобные Shidaowan, могут производить водород наряду с электричеством для энергосистемы.
В то время как Shidaowan является первым в мире HTGR, введенным в коммерческую эксплуатацию, вскоре могут появиться и другие китайские атомные реакторы четвертого поколения.
В провинции Фуцзянь на юго-востоке Китая также ведется строительство пилотного проекта быстрого реактора Xiapu с натриевым охлаждением, управляемого CNNC, и ожидается, что он будет подключен к энергосистеме к 2025 году.
В отличие от HTGR, быстрые реакторы с натриевым охлаждением способны перерабатывать обедненный уран, что позволяет повторно использовать топливо.
В мире эксплуатируются и другие реакторы с натриевым охлаждением, но они относятся к третьему поколению.
Комментарии
Сейчас автору знатно прилетит от специалистов-атомщиков ... Автор, одевай каску )
А он явно не атомщик. Что значит низкотемпературный реактор?
Эти реакторы похожи на эксперименты, эклектику. Особых выгод от конструкции я не вижу. Что-то тупиковое.
Гелий к стати, дорог и текуч.
Выгоды там есть, но очень специфические. Такой реактор может быть хорош в комплексе с химическим производством, как источник тепла (не всякое тепло, понятное дело, нужно, а выше определенных температур).
Просто так таким реактором турбину крутить - сплошная головная боль. У него низкая литровая мощность, он слишком большой, по сравнению с привычными типами реакторов - а это сразу в цене отражается.
А вы, Харски, вроде меня, дилетант? Мне просто кажется, что оболочка этих топливных зёрен это дополнительное тепловое сопротивление. В общем, по одной заметке о реакторе судить трудно. Но факт, что началось это в шестидесятые и нигде особо не пригодилось, говорит о наличии некоторых претензий к схеме. И это вероятно, не этап в магистральной линии атомостроения, а побочная ветвь.
Дилетант, вы правы. Так, интересуюсь тем, как железки устроены и смежными вопросами, но не более.
Да, спецы обоснованно (на взгляд дилетанта) указывают на принципиальный недостаток шаровых "таблеток" - отсутствие внешней оболочки, гарантирующей удержание продуктов распада (насчет теплового сопротивления не знаю, любая внешняя оболочка его всё равно добавит). Графит - это, конечно, замечательно, но при попадании воздуха не исключен апокалипсец масштаба чернобыльского, с горением топлива в воздухе и рассеиванием по большой территории всего содержимого активной зоны. Сомнительнее по данному критерию только реакторы на расплаве солей, там все "прелести" сразу свободно плавают.
Только китайские специалисты могут компетентно коментировать эту новость, но они сюда не заглядывают. Другие, по мнению автора, не котируются.
Хватит над человеком издеваться.
У него и так семья в заложниках, а сейчас, видимо, даже миско-рисо-кошко-жену предоставляют раз в пару суток.
) Про АnLesha без понятия,где у него семья
) Да я три года, можно сказать, никого не банил. Пиши по делу и все будет нормально. Главное - не опускайся.
) Это вы AnLesha? Мне его не жалко )
Я специально попросил прокомментировать предыдущее сообщение ТС alex_bykovа https://aftershock.news/?q=comment/18922113#comment-18922113
Так нет же, продолжается втюхиваться чушь, что данному реактору не нужна вода
Кстати, нарыл ссылку так называемого ИИ
Занавес.
Прошу прощения. Вода там используется: первичный теплоноситель - гелий, вторичный - вода.
Альтернативы воде пока находятся на стадии экспериментальных разработок и не готовы к коммерческому внедрению в таких реакторах.
Что насчет этого реактора?
https://aftershock.news/?q=node/1536097
) Да мне нормально. Я же на Нобелевскую, как Трамп, не претендую )
Т.к. я большой поклонник Марцинкевича, хотел бы уточнить:
является ли эта цитата подтверждением того, что в реакторе не предусмотрена ловушка расплава? Дело в том, что ее наличие является признаком принадлежности реактора к поколению 3+, на примере ВВЭР 1200, что вызывает сомнения в принадлежности реактора HTR-PM к четвертому поколению.
Поколения реакторов это примерно как поколения самолетов - кто первый халат надел, тот и врач. На междусобойчиках в МАГАТЭ вроде как договорились считать четвертым поколением при наличии определенных признаков (не всех сразу, как я понимаю, а любого из). Конкретно этому реактору вроде бы ловушка не нужна, там при повышении температуры нейтроны начинают хуже замедляться и происходит останов реакции. Т.е., естественная безопасность основанная на физических законах.
Спасибо, объяснили в двух словах главное. А автор не считает необходимым разбираться в том, о чем болтает.
) Возражаю, а впрочем, если речь о реальном авторе, тогда возможно.
Тем временем Белоярская АЭС с БН600/БН800 "ну да ну да пошли мы..."
(Если что у китайцев тоже самое база на 3-е и в дополнение энергоблок 4-го)
Но вы же договаривайте, что российский реактор БН600 не является реактором четвертого поколения. Он относится к третьему поколению, а БН800 в каком году в коммерческую эксплуатацию запущен?
Десять лет назад, в 2015. Вы бы хотя бы маргинальную Педивикию почитали, что ли
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%9D-800, о то совсем из реальности выпали. Не, я понимаю, для китайцев, как и для америкосов, все лучшее только у них. А если у кого-то лучше, то смотри пункт первый. Два сапога пара.
Если правильно понимаю, БН-800 не соответствовал полностью критериям реактора четвертого поколения из-за его основной задачи - утилизации плутония из военных запасов, а не для генерации энергии с максимальной эффективностью.
И читайте что-то из Росатома вместо маргинальной Педивиккю:
https://strana-rosatom.ru/2024/03/14/chetvertaya-vysota-kak-proishodit-smen/?ysclid=memivh4igv542116400
Я чЁт не вкурил. Вы задали вопрос: когда БН-800 ввели в коммерческую эксплуатацию? Я Вам ответил. Что не так?
Вы не вкурили основное - БН-800 не относится к 4-му поколению
Относится. А китайский, например, - нет.
https://www.gen-4.org/generation-iv-criteria-and-technologies/very-high-temperature-reactor-vhtr#gen-iv-criteria
Например, для соотвествия критериям, китайцы должны продемонстировать полное удержание ГПД в ТРИЗО, включая благородные газы (в топливе полного выгорания).
Объясните мне, КАК они это продемонстировали, не имея достаточного количества лет эксплуатации для достижения максимальных проектных выгораний? :D
Даже если они это покажут (в чём есть все основания сомневаться, глядя на опыт предшественников, у кого китайцы и копировали технологию), это в принципе невозможно показать сейчас. Просто нет достаточного времени работы.
И это только один, самый простой и очевидный пункт. :)
Китайцы... гм... ладно, не скажу, что врут... но ОЧЕНЬ сильно забегают вперёд. Ну и первыми они никогда уже не будут в любом случае. :) Первым бывает только один, и он уже был.
Я ответил на Ваш вопрос? Ответил. Остальное Вам расписали выше.
) Остальное сам конструктор расписал, если вы не заметили, а этот, кстати, решил, что лучше ему не возражать
Нет, неправильно понимаете. "Основная задача" - это выработка электроэнергии, "утилизация плутония" - это для прописи в договор с американцами.
Всё там покрывает. Требования изменили постфактум американцы (и есть предположения, что именно для того, чтобы БН-800 в них не попадал :)).
Лол. Формирование замкнутого топливного цикла не является критерием прогресса? Давайте уже сразу десятое поколение ему присвоим? Или нельзя быть на свете красивым таким?
Эфективность реакции определяется остаточным количеством непрореагировавшего топлива, что на быстрых нейтронах по определению лучше.
БН-800 - по всем признакам реактор 4-го поколения (в программе GEN-4 там прям конкретные требования были расписаны, и БН-800 - он самый). Свою копию БН-600 китайцы при помощи России относительно недавно запустили (и не без проблем).
Всё-таки, в ядерной технике китайцы сильно отстают от России. Как, собссно, если брать чистую практику, и весь мир.
...
Что касается любых систем (С)ВГТР - КМК, это вообще тупиковое направление, от которого отказались много лет назад не зря. Попытки реанимировать подходы полувековой давности в новых условиях - КМК, ошибка (которую периодически делают все развитые страны; да, и Россия тоже).
У гелия как теплоносителя и TRISO как топлива есть принципиальные, неустранимые недостатки.
https://strana-rosatom.ru/2024/03/14/chetvertaya-vysota-kak-proishodit-smen/?ysclid=memivh4igv542116400
Ну да. Русские атомщики вообще сверхскромничают (в отличие от тех же американцев или китайцев, которые любят заявлять как уже о состоявшихся о победах, ещё на этапе планирования :)).
Требования к ГЕН-4 доуточнялись по ходу, и требования именно по части FSR в GEN-4 были изменены так, чтобы БН-800 в них не подпадал. На момент строительства и (НЯП, даже запуска) БН-800 - реактор 4-го поколения.
В принципе, всё это, конечно, игра словами, но строго говоря, китайская машина не соотвествует требованиям к GEN-4 HTGR (как они приняты сейчас и были изначально заданы).
...
Да, собссно, и непонятно, почему именно (прямо сейчас отстающие в технологиях) американцы должны говорить, что является "поколением 4", а что нет. :)
Просто сказал, как есть. Российские технологии того же БН-800 китайцам не передавались, правильно? Читатели многие нескромные. Не помешает этот вопрос закрыть.
Нет, не как есть, а так, чтобы иметь железную аргументацию ради денег на строительство БН-1200М. :) БН-800 - именно 4-е поколение, что бы там американцы СЕЙЧАС в требованиях ни писали бы. То, что русские не заявляют как 4-е поколение БН-800 и слегка врут, преуменьшая - это внутренняя политика выделения денег. Примерно как китайцы из тех же соображений финансирования слегка врут о своих успехах. :) Некоторый элемент вранья есть и там, и там, но всё-таки, есть нюанс о чём врут. :)
...
Китайцы покупали технологии БН-600 (и покупают топиво, например, несмотря на то, что технологию производства тоже купили). Вышел "первый блин комом", Первый самостоятельно спроектированный (с учётом купленного) реактор будет CFR-1000, это будет "китайский БН-800", только уже самостоятельно спроектированный.
Но при чём тут это? Вообще говоря, CFR (CFR или БН) и HTGR (из статьи) - это совершенно разные ветки технологий, совершенно разные реакторы и их развитие. Одно другому никак бы не помогло. HTGR китайцы скопировали у ЮАР (а туда переехали технологии от немцев вместе с их учёными). Под 4-е поколение это, конечно, пока не подписать (дальше - посмотрим), да и вообще, ветка, КМК, полностью тупиковая. Экономика у них жуткая, и с этим ничего не сделать: размеры зоны диктует физика. Развивать некуда; тупик.
Ну и с точки зрения топливопользования любые "медленные" реакторы - должны остаться в 20-м веке; у HTGR даже с торием/ураном-233 КВ меньше 1.
Да, есть. Китайцы говорят об этом.
Тут оказывается дискуссия была просто интернет был вялым и я ушел в «книжный эскапизм», пардонРеакторы 4-го поколения это
Тепловые
Высокотемпературный газовый реактор (VHTR)
Реактор на расплавах солей (MSR)
Сверхкритический водяной реактор (SCWR)
На быстрых нейтронах (газоохлождаемые, натриевые, свинцовые)
БН-800 в эксплуатации с 2016 (Быстрый Натриевый 800МВт)
Шидаовань-1 в эксплуатации с 2023 (высокотемпературный газоохлождаемый) (не уверен только тепловой или быстрый, скорее тепловой)
Если по критерию "Замкнутый Ядерный Топливный Цикл" то это тоже к РосАтому
Есть некоторые сомнения в этой цифре...
Вообще - бодяга с газоохлаждаемыми реакторами тянется уже много десятилетий. Такие реакторы были у американцев, немцев, японцев, емнип у нас, ЮАР (недостроили) и теперь вот у китайцев. Кстати у китайцев (как и у ЮАР) ноги этих реакторов растут от немцев. Они купили лицензии на немецкие разработки.
Технических проблем там выше крыши.
Но главное с чем столкнулись немцы - электроэнергия с этих реакторов получалась в 2,5 раза дороже чем с обычных водоохлаждаемых. И затея теряла всякий смысл с точки зрения коммерческой энергетики.
ЗЫ
Судя по тому что упомянут пар - китайсккий реактор двухконтурный. Это снижает эффективность на 10-15% относительно реакторов где гелий напрямую крутит турбину. Но у "прямых" реакторов есть проблема очистки гелия от механических примесей от шаров. Эта пыль буквально разьедает турбины.
У двухконтурных свои проблемы помимо пониженной эффективности. У немцев часть пара попадала в реактор что тоже нехорошо. Доходило до остановки реактора с последующей "сушкой шаров")
Чисто ради занудства - есть (в смысле, на бумаге) двуконтурные с теплообменниками гелий-гелий, причём, во втором контуре давление выше. Цикл Брайтона, все дела. :)
Но да, ВГТР, КМК, сама по себе кривая концепция. Принципиально реактор с тепловым спектром, изначально и неустранимо дико дорогущий из-за огромной АЗ, которую нельзя уменьшить... и к этому сверху ещё и гелий под давлением, сортировка топлива по выгоранию, трудности переработки...
...
Когда в России ВГТР проектировали, его сажали на конкретную задачу - необратимо выжигать оружейный плутоний. Там хоть смысл был: после такого выжига из этого ТРИЗО вытаскивать уже нечего... А вот как коммерческую установку - нафига? Делать водород? Да уж лучше электролизом.
нет у китов ничего прорывного в этой сфере. ТС явно не в теме.
Первый в мире реактор четвертого поколения в эксплуатацию запустили, а прорывного ничего нет? Логично, конечно )
Он далеко не первый в мире.
Первый в мире ВГР (вырабатывающий электроэнергию) был запущен еще аж в 1966 году.
Тут они напирают что это первый в мире четвертого поколения. Все упирается в то что считать четвертым поколением.
Экспериментальный в 1966 и эксперимент закончился неудачно, правильно?
Физпуск в 1966 и проработал почти до 1975-го
Первый прототип высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (HTGR) был успешно разработан, спроектирован, построен, испытан, эксплуатировался и выведен из эксплуатации в период с 1958 по 1978 год в рамках совместной программы между Комиссией по атомной энергии и несколькими отраслями промышленности, участвующими следующим образом: Philadelphia Electric Company, владелец-оператор совместно с High Temperature Reactor Development Associates; General Atomic Company, концептуальное проектирование и поставщик NSSS; и Bechtel Corporation, инженер-архитектор. Разработанные усовершенствования включали: успешную замену трубок парогенератора из аустенитной нержавеющей стали, которые подвергались коррозии под напряжением под действием хлоридов, на трубки из инколоя; и замену продуваемых топливных элементов, состоящих из частиц карбида урана и тория, покрытых плотным пироуглеродом в графитовой матрице, на радиационно-стойкие частицы с двойным покрытием, которые удерживали продукты деления и выдавали не более 0,5 Ки радиоактивности в непрерывно очищаемом гелиевом теплоносителе.
В период коммерческой эксплуатации с июля 1967 года по октябрь 1974 года установка вырабатывала пар при температуре 1000 градусов по Фаренгейту и давлении 1450 фунтов на кв. дюйм, а также вырабатывала электроэнергию с тепловым КПД 37% и готовностью 88% (без учета программ НИОКР и плановых остановок). Завершение эксплуатации и вывод из эксплуатации осуществлялись в соответствии с утвержденными планами.
) Насколько он соответствовал требованиям к реакторам четвертого поколения? Он просто не соответствовал им, правильно?
Четвертое поколение вещь расплывчатая.
Но и тот американский и этот китайский почти идентичны по принципу работы.
Гелий под давлением в качестве теплоносителя и второй контур с водой и паром который крутит турбины.
) Ответ простой: реактор в Германии не соответствовал требованиям к реакторам 4-го поколения, поэтому и трындеть нечего!
Так и китайский не соответствует, если строго.
См. описушки GEN-4. Да, там в вариантах присутствует (С)ВГТР.
Проверил, да, вы правы. Ну вот и разобрались. Автор неправ, но все равно интересно. Даже по комментариям ) Вам спасибо тоже.
Разве секрет?
Улучшенные характеристики безопасности с естественной циркуляцией теплоносителя
Большая эффективность использования топлива
Меньшее количество радиоактивных отходов
У китайского реактора НЕТ естественной циркуляции теплоносителя)
Гелий гоняют под давлением.
На счет отходов тоже вопрос спорный.
Страницы