Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Китай: Началось строительство первого в мире промышленного HTGR реактора

Аватар пользователя alexsword

Китай выдал разрешение на строительство первого в мире промышленного реактора HTGR класса (high-temperature gas-cooled) - реактор четвертого поколения, более безопасный и эффективный.  Первые два модуля, мощностью 210 мегаватт будут запущены уже в 2016, после чего к ним будут добавлены еще 18 с выходом на 3800 мегаватт.  Любопытно, что первые исследовательские  образцы этого типа реакторов были построены в США и Германии еще в 1985 году, однако проекты были затем остановлены по причины антиядерного саботажа.

ИСТОЧНИК

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя deepinspace
deepinspace(5 лет 10 месяцев)(21:53:22 / 17-12-2012)

китаю следовало бы начать заниматься своими технологиями. где там американские ядерщики? не все передохли? работка в китае появилась )))

Аватар пользователя Руслан
Руслан(4 года 12 месяцев)(21:58:16 / 17-12-2012)
а кто строить будет?
Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(22:01:38 / 17-12-2012)

Молодцы. Они и более передовые реакторы вводят.

Аватар пользователя deepinspace
deepinspace(5 лет 10 месяцев)(22:06:58 / 17-12-2012)

это уже росатом )))

Аватар пользователя Xeno
Xeno(5 лет 7 месяцев)(19:00:22 / 18-12-2012)

Самое главное чтобы Росатом при этом не забывал у нас самих побольше реакторов-бридеров создавать. В эпоху кончающегося урана для "обычных" реакторов эти курицы, несущие золотые яйца, будут бесценны.

Аватар пользователя deepinspace
deepinspace(5 лет 10 месяцев)(10:38:26 / 19-12-2012)

не забываем еще для чего они нам тут нужны. надо забирать долю рынков у китая, страшно? не для экспорта ведь строить?

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(22:06:24 / 17-12-2012)

ДЛЯ СПРАВКИ

Это такой ядерный реактор, в котором замедлителем обычно служит графит, а вот теплоносителем - газ (цэодва, гелий и пр.). По сравнению с обычными реакторами (на воде в виде теплоносителя), реакторы с газовым теплоносителем очень безопасны.

Газ при любой температуре и давлении - практически не поглощает нейтроны, поэтому изменение содержания газа в реакторе не влияет на реактивность, т.е. не влияет на мгновенную ядерную мощность реактора, и соответственно вероятность "разгона" реактора до состояния бомбы при всяком регулировании его работы - есть малая величина.

Но беда в том, что охлаждать (т.е. снимать тепловую энергию с реактора) газом - очень трудно, а вот водой - куда как проще. Поэтому такие реакторы (на газе) - они имеют значительно меньшую мощность на одно изделие и даже на один свой килограмм массы. Короче говоря, такие реакторы будут занимать несколько больше места.

Однако есть приятный и важный бонус. В современных газовых реакторах - активную зону можно сделать вообще без конструкционных металлов, а только из керамики. И тогда температуру теплоносителя (газа) можно довести до 1000 градусов Цельсия. Как правило, для водяных реакторов - она не более 500 градусов.

Реакторы с такой высокой температурой и называются высокотемпературными :)

Так вот, если вспомнить формулу КПД тепловых машин, то станет ясно, что КПД с температурой "нагревателя" в 1000 градусов будет сильно лучше, чем с температурой теплоносителя в 500!!! Причём не на проценты - а на десятки процентов!!!

Такие дела...

Кстати, таким реактором - можно напрямую разлагать воду на водород и кислород, так как 1000 градусов - для этого, скажем так, достаточно. Кислород в баллоны и на продажу для промышленности, а вот водород - это топливо, например для транспорта.

Понимаете, какая картинка вырисовывается. Из атомного ядра можно делать относительно безопасное топливо для транспорта...

Урана вот, только маловато на планете. Последняя надежда на БН-800 и эксперименты с ним. Кстати у людей нашей страны уже есть идеи, как сделать реактор на быстрых нейтронах с газовым теплоносителем. Но идеи эти - пока слишком "теоретические".

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(23:03:00 / 17-12-2012)

Температуру и повыше достигали. Но, правда, в весьма экстремальных реакторах

http://www.popmech.ru/article/1141-k-marsu-na-reaktore/

------------

И вот наконец 27 марта 1978 года состоялось первое «горячее» испытание реактора 11Б91-ИР-100 (ИРГИТ) – такое имя получил будущий ЯРД. Это был так называемый энергетический пуск. Параметры его были весьма скромными, мощность 25 МВт (примерно 1/7 от проектной), температура водорода – 15000С, время работы а этом режиме – 70 секунд. Но не подумайте, что наши инженеры на 19 лет отставали от американцев! Очень скоро, в июле и августе 1978 года, тот же реактор на огневых испытаниях показал гораздо более высокие результаты! Была достигнута мощность сначала 33 МВт, а потом и 42 МВт и температура водорода в 23600С. Реактор мог бы работать и дальше, но решено было остальные работы проводить со вторым экземпляром аппарата, а этот снять со стенда и разобрать, чтобы проверить, как испытание повлияло на реактор и топливо внутри него.

------------

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(23:09:30 / 17-12-2012)

Могли, надеюсь сможем и в будущем...

Аватар пользователя Osq
Osq(5 лет 8 месяцев)(23:41:02 / 17-12-2012)

Уважаемый tokomak.

Вы привели достоинства газовых реакторов. Я постараюсь привести их недостатки.

1. Замедлитель графит. Это недостаток. При таких высоких температурах графит должен быть полностью защищён от контакта с кислородом воздуха, в противном случае - высокотемпературный пожар. А так как графит невозможно сваривать как металл, то сложные конструкции из графита кладут, как кирпичи на стройке, но без связки, то есть в этом случае необходимы опорные строительные кострукции, и их тоже надо защищать гермитично вместе с графитом. Графит имеет ещё одно отвратительное свойство - в условиях больших нейтронных полей он "пухнет", то есть изиеняет свои геометрические размеры. И если корпусной реактор можно вырезать и выбросить, то разбирать радиоактивную графитовую кладку - это нетривиальная инженерная задача. Да и ремонтировать её по-моему только в России такие технологии есть, и нигде более.

2.Водо-водянные реакторы имеют отрицательный коэффициэнт реактивности. Физика этого поцесса простая: замедлителем в ВВР является вода, и при мнгновенной увеличении мощности вода закипает превращаясь в пар, её становится меньше, замедлителя становится меньше, тепловых нейтронов становиться меньше и реактор сам себя гасит. У газовых ректоров такой процесс мне не известен. Согласитесь, что реактор с естественным регулированием мощности более безопасен, чем без оного.

3.Теплоёмкость гелия сравнима с теплоёмкостью воды. Но гелий это газ, а вода это жидкость и её плотность в 5,5 тысяч раз больше, чем гелий. То есть для равного съёма мощности при перепаде температуры в 1 градус объём гелия, который надо прокачать через активную зону в 5,5 тысяч раз больше. Да, газ намного менее вязкое вещество, чем жидкость, но компрессор гораздо более сложная машина, чем центробежный насос.

4.КПД идеальной тепловой машины равно отношению разности температуры нагревателя и холодильника к температуре нагревателя. И чем ниже температура нагревателя, тем выше КПД при одинаковых перепадах температур. Лучше бы температурку поменьше.

5.Очень высокая температура для современного технологического оборудования это большой минус.  Если температура окружающей среды +20, а температура первого контура +1000, то где-то на оборудовании уществует огромный градиент температуры. Теплоизоляция - да, но какая! На реакторе типа РБМК при регламентном пуске после останова разогрев контура осуществляется темпом 5 градусов в час. И этот реактор выходит на свои рабочие параметры за 2-3 суток. Что бы разогреть до 1000 градусов таким темпом надо не менее 20 суток. 20 суток на расхолаживание, 20 суток на разогрев, а ещё и время на обслуживание остановленного реактора, а регламентное обслуживание не реже 1 раза в год. Вот и выбрасывайте из года месяца 2,5-3. Такой важный показатель как КИУМ (коэффициент установленной мощности) резко падает. Вообщем сплошной гемморой от высокой температуры.

6.Если Вы хотите получать водород из воды, значит где-то будет контакт теплоносителя с водой, пусть даже и через керамический теплообменник. А вода при такой температуре очень агрессивная среда, да ещё и чистый кислород из воды. Как долго керамика выдержит котакт с высокотемпературным кислородом? Никто не скажет. Так давайте поставим экспиримент на китайцах. Всё равно их каждый четвёртый. Только подальше от Дальнего Востока.

Промышленный газовый реактор не строить надо, а "подползать" к нему долго и упорно. Последовательно, делая каждый раз "маленький шажок за шажком". И это возможно в стране с развитым ядерным энергетическим комплексом. Ведь не зря же и США и Германия отказались от дальнейших шагов в сторону газового реактора. У них просто не хватает возможностей, интелектуальных, производственных и эксплуатационого опыта.

С уважением.

Osq.

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(23:49:16 / 17-12-2012)

Страшен графит - используйте гидрид циркония.

Да, и насчет огромного теплоперепада. Это вообще не проблема. Нагретый газ - прямо в турбину. Пусть расширяется. Температура - на уровне обычных газотурбинных установок.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(23:58:04 / 17-12-2012)

Гидрид циркония при высоких температурах теряет водород.

А решения как всегда простое и элегантное - нафик замедлитель вообще :)

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(00:12:54 / 18-12-2012)

4. Ну вы, блин, даёте. Чтобы одинаковый перепад температур обеспечить надо ещё температуру холодильника понизить, а не только нагревателя.

5. Сравнивать водографитовый реактор с газовым мягко говоря некорректно

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(00:09:27 / 18-12-2012)

Всё верно почти, (кроме КПД, или я вас не понял) - т.е. упрощая ваши слова до одной фразы - чем дальше в лес - тем толще партизаны. Это обычный случай в технологическом прогрессе.

Чем выше температура, тем легче (в теории) реализовать высокоэффективные термодинамические циклы производства электроэнергии. Но практически (технологически) - сложнее, это верно. Температура холодильника у нас задана - это окружающая среда... а температура нагревателя - чем выше, тем лучше.

Не хотите 1000 градусов, проектируйте на 650 - тоже хороший вариант.

И, вообще, кто говорил, что будет легко?

И ещё, для таких реакторов естественно нужны другие турбины, которые могут сожрать такую температуру. Там электричество нужно снимать каскадами - вначале газовая турбина, потом паровая турбина со сверхкритическими параметрами пара, ну и т.д.

И ещё, на счёт замедлителя - воды. Да, при вскипании - как бы тепловых нейтронов станет меньше, но так называемых быстрых нейтронов - которые тоже разваливают ядра (например, урана 238) - станет уже больше. А разгон реактора на мгновенных нейтронах - это уже смерть в виде атомного взрыва. Из-за этого во многих учебниках про паровой коэффициент реактивности написано так - он может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от конструкции реактора. Так, например, в современных реакторах ВВЭР - в воду добавляют не малое кол-во бора как поглотителя нейтронов и такой раствор - хорошо "гасит" реакцию, но там, где вода выкипает и растворённого бора вместе с водой становится меньше (в локальном объёме) - не так и очевидно, какой будет в этом случае коэффициент реактивности. Короче говоря - не всё так просто. И кстати - в процессе выгорания ТВЭЛов в таком реакторе - кол-во бора в воде меняют (уменьшают) вплоть до полного его отсутствия.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(00:15:33 / 18-12-2012)

Для тепловых реакторов разгон на мгновенных нейтронах в отсутствии замедлителя невозможен ввиду малого обогащения

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(00:24:13 / 18-12-2012)

Да не скажи, всё ж с каждым новым поколением реакторов - как правило, обогащение топлива по делящимся цепной реакцией изотопам делают всё большим. Когда то 2-мя процентами обходились, нынче 4-ре подавай...

Но, бог с ними - с мгновенными нейтронами, но вот паровой коэффициент реактивности - он как я уже писал, может быть и положительным и отрицательным...

Вот, кстати, даже в википедии написано:

"Парово́й (пусто́тный) коэффицие́нт реакти́вности — величина, используемая для оценки влияния содержания пара в теплоносителе на реактивность ядерного реактора.

В реакторе с жидким теплоносителем, например водой, часть теплоносителя может испаряться, образовывая пузырьки пара (пусто́ты в теплоносителе). В кипящих реакторах — это нормальный режим работы, в двухконтурных реакторах с водой под давлением, кипение в активной зоне может начаться из-за аварии (см. Авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США в 1979 году). Увеличение содержания пара может приводить как к росту реактивности (положительный паровой коэффициент), так и к её уменьшению (отрицательный паровой коэффициент), это зависит от нейтронно-физических характеристик."

 

 

 

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(00:31:49 / 18-12-2012)

Увеличение содержания пара может приводить к росту реактивности (положительный паровой коэффициент) в водографитовых реакторах, где замедлителем является графит, а вода всего лишь теплоноситель. Здесь что имеется ввиду - вода ведь не только замедляет нейтроны, но и поглощает, если она не тяжёлая конечно. Таким образом в уже замедленном графитовом реакторе, когда вода (теплоноситель) вскипает, количество поглотителя (то есть её же, воды) уменьшается и это ведёт к росту реактивности.
Поэтому подняли обогащение - ужесточили спектр, тем самым уменьшили поглощение на воде.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(00:40:54 / 18-12-2012)

Ага - а потом в воду добавили бор... и увеличили в ней поглощение ;) и всё по кругу.

Я не зря написал, что газ как инертная субстанция к нейтронам - делает газовый реактор безопасней, так как нейтронное поле - более предсказуемо.

Для справки "Борное регулирование":

Кроме поглощающих стержней, в реакторах ВВЭР используется и другой способ изменения реактивности — борное регулирование, то есть изменение концентрации жидкого поглотителя нейтронов, борной кислоты, в первом контуре. Основная задача борного регулирования заключается в компенсации медленных изменений реактивности в течение кампании реактора. На её начало запас реактивности топлива на выгорание очень большой, 30...40 βэф, его компенсируют большой концентрацией борной кислоты, 8...9 г/кг. По мере выгорания топлива его размножающие способности ухудшаются, и концентрацию борной кислоты постепенно уменьшают практически до нуля для поддержания нейтронной мощности на постоянном уровне. Существует и ряд других медленно изменяющихся эффектов, компенсируемых с помощью борного регулирования, например, шлакование топлива. Кроме борного регулирования для тех же целей в ВВЭР применяются и другие технические решения, например, стержни с выгорающим поглотителем в составе ТВС и выгорающий поглотитель, вносимый непосредственно в топливную матрицу.

 

   

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(01:07:17 / 18-12-2012)

Ну так бор добавляют в ВВЭР, а не в водографитовый, да и добавляют его для регулирования, а не для защиты. В кипящие реакторы борную кислоту опасно добавлять.
Да собственно сейчас проблема разгона реактора на мгновенных нейтронах неактуальна - уже научились и считать правильно и конструировать и регулировать.
У газового реактора другие серьёзные проблемы. Вот к примеру http://www.atominfo.ru/news/air7896.htm

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(01:28:11 / 18-12-2012)

А если ВВЭР закипит, чё будет? Я же это всё писал в ответ на предложение о том, что:

"замедлителем в ВВР является вода, и при мгновенном увеличении мощности вода закипает, превращаясь в пар, её становится меньше, замедлителя становится меньше, тепловых нейтронов становиться меньше и реактор сам себя гасит."

т.е. это всё так, но вот если в воде бор, который круто поглощает нейтроны... то что будет, если она начнёт выкипать кое где? Ведь в самом начале работы ВВЭР его коэффициент  βэф - 30...40, т.е. без бора в воде первого контура - это просто атомная бомба... Я, конечно, понимаю, что там два процесса - и один в плюс, а другой в минус, и кто кого - это знают только проектанты ядерные.

 

По поводу вашей ссылки - да, проблемный аппарат. Но, вот, возьмите БН-600 с тоннами горячего щелочного и сверх активного металла натрия - ну, так работал ведь, 30 лет!!!

А что тут превалирует - проблемы или преимущества - это конечно не мне судить. Пусть спецы росатого разбираются. Я изначально лишь дал справку - зачем такой реактор вообще нужен, и всё.

Если Китай зажигает реакторы - значит Китаю это нужно. Посмотрим... Может камрад Osq и прав - нужно что б это зажигали подальше от наших границ. Хотя, китайцы на ядерных авантюристов не похожи.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(01:54:50 / 18-12-2012)

Ну да, если вода с бором начнёт кипеть, то это очень нехорошо. Но об этом знают и используют борную кислоту в маленьких концентрациях для медленных эффектов. Да и кстати сама борная кислота - зло, поскольку кислота.

βэф - 30...40 - перебор :) На порядок меньше и задавлен сузами.

ВТГР генерит высокопотенциальное тепло для промышленности. Потому хошь не хошь, а эту задачу решать надо.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(02:04:33 / 18-12-2012)

30...40 - может и перебор - но так в википедии написано :))) и там же написано, что начальный запас реактивности топлива очень большой (те самые 30...40 βэф) и его компенсируют большой концентрацией борной кислоты...

Да, проблему решать надо... но, я вообще за токамаки ;)

 

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(02:33:37 / 18-12-2012)

Ерунда какая-то. Допустим исходный запас реактивности на кампанию - 3%. В бетах это около 4.

От кислоты я думаю отойдут в сторону выгорающих поглотителей.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(02:40:04 / 18-12-2012)

Видать это нужно для удлинения компании и большей глубины выгорания ядерного топлива... так дешевле эксплуатировать и меньше нужно перегрузок топлива. КИУМ будет получше... в итоге.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(02:46:41 / 18-12-2012)

Кампанию удлиняют выгорающими поглотителями, ну или воспроизводством в активной зоне, в случае быстрого реактора, иначе придётся увеличивать число сузов, что не есть хорошо :)

Аватар пользователя jek
jek(5 лет 1 месяц)(18:40:55 / 18-12-2012)

4.КПД идеальной тепловой машины равно отношению разности температуры нагревателя и холодильника к температуре нагревателя. И чем ниже температура нагревателя, тем выше КПД при одинаковых перепадах температур. Лучше бы температурку поменьше.

тока наоборот. чем выше температура нагревателя, тем выше КПД ...  собстнно после таких ляпов остальные доводы - по диагонали ..

Аватар пользователя вилюй
вилюй(5 лет 10 месяцев)(22:29:27 / 17-12-2012)

после 4 поколения есть реакторы?

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(22:31:13 / 17-12-2012)

Generation V+ reactors

Generation V reactors are designs which are theoretically possible, but which are not being actively considered or researched at present. Though such reactors could be built with current or near term technology, they trigger little interest for reasons of economics, practicality, or safety.

Liquid Core reactor. A closed loop liquid core nuclear reactor, where the fissile material is molten uranium cooled by a working gas pumped in through holes in the base of the containment vessel.

Gas core reactor. A closed loop version of the nuclear lightbulb rocket, where the fissile material is gaseous uranium-hexafluoride contained in a fused silica vessel. A working gas (such as hydrogen) would flow around this vessel and absorb the UV light produced by the reaction. In theory, using UF6 as a working fuel directly (rather than as a stage to one, as is done now) would mean lower processing costs, and very small reactors. In practice, running a reactor at such high power densities would probably produce unmanageable neutron flux.

Gas core EM reactor. As in the Gas Core reactor, but with photovoltaic arrays converting the UV light directly to electricity.

Fission fragment reactor

Аватар пользователя qu
qu(5 лет 6 месяцев)(22:29:49 / 17-12-2012)

Интересно где они возьмут столько урана...

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(22:32:05 / 17-12-2012)

6 ноября 2012:

В автономном районе Внутренняя Монголия на севере Китая открыто крупнейшее в стране месторождение урановой руды, сообщает ИТАР-ТАСС со ссылкой на министерство земельных и природных ресурсов КНР. В заявлении ведомства отмечается, что открытие месторождения «имеет большое значение для повышения китайских запасов урана и обеспечения источников энергии для развития ядерной энергетики».

Аватар пользователя qu
qu(5 лет 6 месяцев)(22:39:45 / 17-12-2012)

А запасы в тоннах есть ? потом извлечь его как-то надо из руды...

после чтения AY очень хотелось бы верить что им удасться...

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(22:46:32 / 17-12-2012)

У всех получится - если заниматься не гонкой в соревновании у кого больше унитазов приходится на  душу населения, а развитием инфраструктуры и решением общественнозначимых задач, включая энергетику.

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(10:57:34 / 18-12-2012)

Они главный мировой экспортер редкоземов. А там где редкоземы - там обычно и уран с торием.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(23:01:10 / 17-12-2012)

Такой реактор полезен скорее не для генерации электричества, а для получения высокопотенциального тепла. А это, как уже отмечалось выше и водородная энергетика и химическая промышленность и металлургия и т.д. и т.п. Молодцы китайцы, далеко смотрят. У нас, к сожалению, проекты установок получения высокопотенциального тепла пока серьёзно не рассматриваются.

Аватар пользователя hoary
hoary(4 года 11 месяцев)(10:15:52 / 18-12-2012)

Сейчас может и нет. А в 1989 году делал диплом и потом работал в отделе, который обслуживал и проводил эксперименты на ВГС - внереакторном гелиевом стенде. Это был иммитатор первого контура.

Аватар пользователя Synapse
Synapse(5 лет 1 месяц)(16:30:42 / 18-12-2012)

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...