Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Быстрые реакторы, замкнутый ядерный топливный цикл - будущее мировой энергетики!

Аватар пользователя Herz

Китай - сотни быстрых гигаватт и соперничество с углём

Народная республика обречена на крупномасштабное развитие быстрых технологий. В противном случае, её транспортная система захлебнётся от потоков угля, а её население начнёт физически вымирать от смога.

Энергопотребление в КНР по сравнению с 90-ыми годами выросло в разы, причём рост останавливаться не собирается. Сегодня энергию для Китая даёт уголь. Выступавший на конференции Donghui Zhang из китайского института атомной энергии привёл конкретные показатели - в 2012 году на долю угля пришлось 66,2% в энергобалансе, или 758 ГВт мощностей.

Конечно, в Китае уделяют большое внимание альтернативной энергетике. Одних только ветряков в стране работает 61 ГВт, что примерно в пять раз больше, чем атомных станций. В прошлом году Китай инвестировал в альтернативные виды 67,7 миллиардов долларов - возможно, это самый большой объём вложений в мире.

Но у альтернативной энергетики в Китае существуют естественные пределы. Так, максимально возможный гипотетический парк ветряков в КНР составит 700 ГВт. От Солнца китайцы смогут получить не более 200 ГВт. У гидроэлектростанций также есть свой максимальный потенциал - 500 ГВт. В то время как возможности атомной энергетики бесконечны (в практическом понимании этого слова) - конечно, если она будет подкреплена быстрыми реакторами и ЗЯТЦ.

По прогнозам, которые ещё не получили официального подтверждения в правительстве, к 2030 году Китай должен иметь 200 ГВт АЭС при общей мощности электростанций 2000 ГВт, а к 2050 году - 400 ГВт АЭС при общей мощности 2500 ГВт.

Сколько из них придётся на быстрые реакторы? Ответ будет зависеть от обеспеченности Китая ураном (неважно, за счёт собственной добычи, покупки месторождений в других странах или простого импорта).

Если урана в Китае окажется достаточно, то на долю быстрых реакторов останется роль выжигателей младших актинидов. В этом случае, в 2050 году в Китае будет работать 70 ГВт быстрых блоков.

При дефиците урана, быстрые реакторы вспомнят о своих бридерных способностях и начнут нарабатывать излишки плутония для теплового крыла отрасли. При таком раскладе, в 2050 году у Китая окажется 200 ГВт быстрых реакторов.

Старт быстрой программы в КНР, по мнению докладчика, будет происходить так. Китайцы начнут с натрия и MOX-топлива и в 2023 году пустят свой демонстрационный блок CFR-600. А в 2030 году у них появится коммерческий аппарат CFR-1000 - естественно, натриевый, скорее всего, сначала оксидный, а затем - металлический. Значение КВ у серийного китайского БН будет колебаться между двумя отметками - около единицы для сценария с достаточным количеством урана и более 1,2 для бридерного сценария.

В проекте CFR-600 будут учтены все постфукусимские веяния. К активным системам безопасности добавят пассивные дополнения, под реактором установят ловушку расплава, усилят контейнмент. В концептуальном виде с проектом нового реактора можно будет ознакомиться через год, а предварительный проект появится в декабре 2015 года.

Очень интересным выглядит условие, которое, по всей видимости, китайским атомщикам поставили партия и правительство. Коммерческие быстрые реакторы обязаны быть конкурентоспособны с угольными станциями. Насколько реально его соблюсти? Такой вопрос сразу же возник у зала, но китайцы разводят руками - выполнять придётся, так атом в Китае призван замещать именно уголь.

Франция - проект ASTRID продолжает жить

Для французских атомщиков самая главная новость ушедшего года - то, что правительство Олланда всё-таки догадалось не закрывать работы по проекту ASTRID. Хотя в выступлениях и комментариях представители атомных организаций республики не касаются темы взаимоотношений с властями, явное облегчение в их лицах читается.

Но экстравагантные взгляды французского президента на жизнь и экономику - не тема нашего сайта. А если вернуться к делу, то от быстрых реакторов во Франции хотят получить сокращение общего объёма плутония и младших актинидов в топливном цикле, а также разобраться с запасами обеднённого урана - их в стране скопилось столько, что хватило бы для обеспечения топливом всей Франции едва ли не на 1000 лет.

Для проекта ASTRID - а это, напомним, быстрый натриевый реактор мощностью 600 МВт(эл.) - ключевым остаётся 2019 год, когда будет приниматься окончательное решение о его строительстве. При положительном вердикте на пуск блока можно надеяться после 2023 года.

В проекте, над которым сегодня непосредственно трудится около 500 человек, предлагаются интересные решения. Большой упор делается на естественную циркуляцию - особенно в аварийных ситуациях. Предусматриваются методы поддержания минимального уровня натрия. Естественно, будет и ловушка расплава.

Разработчики ASTRID всеми силами стремятся добиться отрицательного НПЭР, для чего используют запатентованную во Франции концепцию CFV активной зоны (уплощённая зона, разбитая на две части с натриевой полостью вверху). В ответ на прямой вопрос из зала французы сознались - он полагают, что уже добились отрицательного НПЭР, но в реальности он всё ещё может оставаться положительным, и необходима дальнейшая работа по повышению точности расчётных инструментов.

Для ASTRID рассматриваются новые концепции парогенераторов - это, например, модульные и реверсные. Правда, присутствующие в зале члены чешской делегации тут же напомнили о парогенераторах для БОР-60, отметив, что не все решения новые. Ещё одна интересная идея - отказ от воды/пара и переход к азоту, что явно исключит возможные взаимодействия натрия с водой.

Тема выявления и борьбы с течами натрия стоит на особом положении. По детектированию предлагаются, в частности, такие технологии как "поднатриевое" наблюдение. По борьбе - инертный контейнмент, внутри которого практически отсутствует кислород.

Экзотическое направление у французов есть - это известный проект газового быстрого реактора ALLEGRO. Работы по нему продолжаются, но ведутся на дальнюю перспективу. Вместе с французами над ALLEGRO трудится консорциум из четырёх стран Восточной Европы - Венгрии, Словакии, ЧР и Польши. Скорее всего, демонстрационный блок с ALLEGRO будет построен у кого-то из них.

Индия - от оксида к металлу и торию в бланкетах

Индия слегка изменила свои планы по дальнейшему развитию быстрой программы и ЗЯТЦ. Теперь, как рассказал Dr. Vasudeva Rao, они выглядят следкющим образом.

На площадке в Калпаккаме заканчивается строительство демонстрационного энергетического быстрого реактора PFBR-500. В конце этого года ожидается заливка в контура натрия. В первом квартале 2014 года пройдут горячие испытания, а в сентябре 2014 года состоится физпуск.

За демонстрационным блоком последует два блока с коммерческими CFBR-500 (ранее говорилось о малой серии из шести блоков).

Зато в отдельную ветвь выделены натриевые реакторы с металлическим топливом. Сначала появится реактор MFTR мощностью 120 МВт(эл.), а затем тысячник MFBR-1000. Ранее предполагалось, что на металл после 2020 года переведут один или два блока из малой серии CFR-500.

MFTR придёт на смену индийскому исследовательскому реактору FBTR. Старичок неплохо послужил индийской атомной науке. Он работал на мощности 20,3 МВт при температуре натрия (выходной) 540°C. На нём сделано 20 облучательных кампаний. Для карбидного топлива достигнута глубина выгорания 165 ГВт×сут/т, причём топливо с выгоранием 150 ГВт×сут/т успешно перерабатывается на заводе CORAL и рециклируется в FBTR. Таким образом, на индийском исследовательском реакторе успешно реализован замкнутый топливный цикл, чем индийцы очень гордятся.

В настоящее время на FBTR выполняется большая исследовательская программа - например, продолжается облучение шести металлических твэлов, ведётся облучение образцов из сплавов и материалов D9, SS304LN, SS316LN.

Но у реактора FBTR есть лимитирующий фактор - интегральная доза на нижнюю плиту (Grid Plate). По результатам последних обследований стало ясно, что у реактора осталось ресурса на семь эффективных лет работы на полной мощности. Этим, в частности, и вызвано появление в плане развития быстрой энергетики Индии нового исследовательского реактора MFTR.

Если говорить об основных приоритетах быстрой энергетики в Индии, то это натрий, высокий КВ, высокий КВ и ещё раз высокий КВ. Стремление к металлическому топливу вытекает из перечисленого. Время удвоения на MOX-топливе индийскими специалистами оценивается как 30 лет, на металлическом ( например, уран/19% плутония/6% циркония) - 12 лет, а на усовершенствованном металлическом (без циркония) - 8 лет.

И, конечно, вопрос о тории. Зал интересовался, почему бы индийцам не сделать первый шаг к третьей (ториевой) стадии своей атомной энергетики, ставя ториевые кассеты в бланкеты быстрых реакторов. Полученный ответ гласил - да, подобная работа в Индии планируется.

Вместо заключения

Япония, несмотря на Фукусиму, не намерена отказываться от продолжения работ по созданию реакторов IV поколения и готова сохранить для исследований быстрый натриевый реактор "Монджу".

Позиция Соединённых Штатов остаётся выжидательной, что неудивительно при президенте-демократе. США продолжат "научно обоснованные" исследования с привлечением университетов, национальных лабораторий, промышленности и международной кооперации, но реально строить быстрые реакторы или перерабатывающие заводы не будут. Но не торопятся они и с промежуточными хранилищами ОЯТ - только на обдумывание и осмысление первого из них они отводят себе 10 лет.

Позиция России заслуживает отдельного разговора, и о ней позже.

Общие выводы делать пока рано. Но об одном обстоятельстве стоит сказать уже сейчас. Планы Китая по строительству быстрых реакторов воистину огромны - от 70 до 200 ГВт в период с 2030 по 2050 годы. И скорее всего, Китай будет строить их в кооперации с партнёрами из-за рубежа. И скорее всего, эти быстрые гигаватты будут натриевыми.

Принять участие в реализации китайских планов и получить весомые дивиденды для российской атомной отрасли и страны можно. Но для этого к 2030 году нам нужно иметь построенный, действующий и набравший реальный и продолжительный (несколько лет) опыт эксплуатации блок с БН-1200. И лучше бы, не один такой блок, а два или более.

А значит, если принять точку зрения о том, что БН-1200 строить не следует (а такая точка зрения, как известно, отстаивается рядом специалистов), то фактически мы тем самым скажем: "Мы уходим с огромного в потенциале китайского рынка быстрых реакторов, теряем те позиции, что мы наработали во время контрактов по CEFR, и отдаём этот рынок конкурентам - хотя бы тем же французам". Конечно же, допускать этого нельзя.

Отсюда: http://www.m-atom.ru/article/921

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Читаювсё

да, Herz, оптимизму публикуемым вами статьям - не занимать.

(а вот знаний и логики их авторам - не помешало бы добавить)

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 10 месяцев)(15:02:55 / 17-05-2013)

партизанит помаленьку, подкопы ведет :)

Аватар пользователя Читаювсё

)))

Аватар пользователя bom100
bom100(5 лет 11 месяцев)(15:00:10 / 17-05-2013)

А почему бы Китаю просто не покупать электроэнергию у нас ? А мы сгенерируем у себя в Сибири и продадим.

Аватар пользователя auriga
auriga(5 лет 7 месяцев)(15:11:34 / 17-05-2013)

 Заодно Сибирь станет теплее от потерь при передаче.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(15:01:59 / 17-05-2013)

"оптимизму публикуемым вами статьям - не занимать"

Пока событие не произошло всё в наших руках, когда случилось - на всё воля Творца ;)

Аватар пользователя Читаювсё

вы, кстати, имеете возможность отвечать на конкретный комментарий, а не как сейчас - на текст статьи.

Пока событие не произошло всё в наших руках..


зависит от сложности системы !

например. вы можете опоздать к какому-то событию, ещё до того, как это произойдёт.

как китайцы (или там немцы, малайцы, пиндосы) к атомной энергетике.

Аватар пользователя auriga
auriga(5 лет 7 месяцев)(15:17:13 / 17-05-2013)

А кто выступает против строительства РБН 1200?

Кроме этой схемы есть еще СВБР, про них ничего, а именно это лошадка может стать по истине массовой.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(15:25:30 / 17-05-2013)

Про реакторы со свинцовым теплоносителем есть хороший комментарий здесь: http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=695&view=findpost&p=43314

Эти реакторы планируется использовать, как нишевые, в основном в виде переработчиков всяческой радиоактивной дряни (младшие актиниды). Из за низкого коэффициента воспроизводства топлива (КВ) в качестве основы энергетики будущего годятся мало, нужно очень много плутония для начальной загрузки, а времени в обрез.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 1 месяц)(15:29:30 / 17-05-2013)

Ой ведь в цифрах освещал ядерные проекты и проблемы в мире, а тут только заявления без цифр и их обоснований. Ой многое об ядерной энергетики описал на этом ресурсе.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(15:31:00 / 17-05-2013)
Already Yet - красавец ) Но здесь не просто заявления, здесь ПЛАНЫ тех, кто собственно их реализацией и занимается. И цифр тоже много...
Аватар пользователя Dark Side
Dark Side(5 лет 3 месяца)(15:34:04 / 17-05-2013)

Китай уже достиг предела логистических возможностей по углю. Что выразилось в зимнем решении правительства Китая сдержать совокупный объем потребления энергии в стране на уровне 4 млрд т условного топлива.

http://oko-planet.su/finances/financesnews/163392-molniya-kitay-obyavlyaet-o-prekraschenii-industrializacii.html

Аватар пользователя jiraf
jiraf(5 лет 10 месяцев)(16:10:22 / 17-05-2013)

http://www.atominfo.ru/newsd/fr008.htm - первоисточник.

"Позиция России заслуживает отдельного разговора, и о ней позже." А вот и она: http://www.atominfo.ru/newsd/fr034.htm

Аватар пользователя Лем
Лем(5 лет 2 месяца)(17:27:08 / 17-05-2013)

Интересная ссылка, показывающая всю абсурдность и прожектизм -

"По его оценкам, наши 40-60 ГВт легководных реакторов в 2030 году могли бы обслуживать 4-6 БН-1200, к которым прилагались бы MOX-производство и завод РТ-2 мощностью 800-1200 тонн/год."

Т.е на один БН-1200 нужно 10 легководных, чтоб обслужить.

Для справки:

- сегодня в России работают всего 32 реактора с общей мощностью 18.3 ГВт.

-U-235  в природе, при нынешних объёмах использования, осталось лет на 20( ну от силы 30).

" Думайте сами,решайте сами/ иметь или не иметь"

Аватар пользователя jiraf
jiraf(5 лет 10 месяцев)(17:33:40 / 17-05-2013)

Не понял, о чём вы.

Аватар пользователя Лем
Лем(5 лет 2 месяца)(17:34:54 / 17-05-2013)

О Вашей ссылке http://www.atominfo.ru/newsd/fr034.htm

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(21:18:20 / 17-05-2013)

Там неудачный оборот речи )    

Как бы всё наоброт, один БН (КВ>1.2) нарабатывает топливо для себя и ещё для 4-6 обычных реакторов в виде МОХ. Учитывая уже существующие запасы ОЯТ и оружейного плутония, подлежащего утилизации, как избыточного, картинка прелестно складывается не только для России, но и в отличные перспективы экспорта технологии.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(22:30:46 / 17-05-2013)

Всё верное написано. Легководные реакторы будут снабжать плутонием БН.
В противном случае ОЯТ придётся хранить хрен знает сколько времени, что стоит денег. Головная боль сейчас (и главная причина решений о строительстве быстрых реакторов), притом, что ОЯТ уже дофига накоплено за все десятилетия атомного проекта, так ещё непрерывно пребывает и не только со станций на территории России, а со всех станций, которые построенны в СССР, в России и за границей.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(23:32:02 / 17-05-2013)

Нет. 

Расклад примерно такой. При КВ=1.2, 1.5 года внутри реактора БН, 1 год на переработке, даёт время удвоения топлива около 10 лет. То есть, реактор за 10 лет нарабатывает топливо для себя (работает в энергетическом режиме) и еще для одного реактора типа БН, в разбодяженном виде МОХ-топлива это могут быть 4-6 обычных тепловых реактора.

БН интересны именно в виде размножителей, бридеров, о чем и говорится в статье, индусы ради этого идут в перспективе на использование металлического топлива, там КВ выше.

Отработанное, а точнее облученное ядерное топливо (ОЯТ) будет перерабатываться с выделением всех ништяков Pu239, U235 и тп., которые будут использоваться вторично уже в качестве топлива. Проблему представляет лишь небольшая часть актинидов, которые и являются отходами в некотором смысле, их будут дожигать, для этого лучше всего подходят реаторы со свинцовым теплоносителем.

Так что со стратегией у нас всё в порядке. Дело за малым - реализовать. 

 

 

 

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(23:24:05 / 17-05-2013)

Сейчас проблема не в обеспечении топливом, а в необходимости утилизации плутония. Наработка топлива на быстрых реакторах для собственных нужд и для снабжения легководных реакторов взамен урана - это дело отдалённого будущего.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(23:30:44 / 17-05-2013)

Проблема с обеспечением топливом (U235) уже на пороге, почитайте статьи Already Yet из серии NUC (http://new.aftershock.news/?q=blog/1899&page=4) очень популярно и доходчиво написано.

А проблема сжигания НАШЕГО плутония только в головах у пиндосов. У нас такой проблемы нет )

 

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(00:01:23 / 18-05-2013)

У нас проблема со сжиганием плутония уже становится головной болью, поскольку он сейчас накапливается и хранится, а это стоит денег. И чем больше его копится тем больше денег требуется на его хранение. Хранилище - это финансовая дыра, непрерывно разрастающаяся в размерах. И именно это основная причина строительства БН сейчас, то есть на краткосрочную перспективу. А то, о чём вы говорите - это среднесрочные и долгосрочные песрпективы.
ВВЭР рабочая лошадка нашей энергетики и никто не позволит в него лезть с мокс-топливом, по крайней мере в краткосрочной перспективе (ориентировочно до 2020 - 2030 годов).

PS Статью читал.

Да и ещё, вот как раз проблема младших актинидов для нас сейчас неактуальна. А вот когда атомная энергетика вырастет до сотен гигаватт, тогда будет тоже самое как с плутонием - надо утилизировать.

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 10 месяцев)(20:40:34 / 17-05-2013)

Статья улыбнула. На данный момент в Китае строится (или заключен договор - не помню) исключительно исследовательский РБН. Ни о каком своем реакторе речи не идет в принципе. Единственный вариант реакторов на тепловых нейтронах - это лицензированный французский агрегат. Обагатительная фабрика работает на российских центрифугах.

Вот такая фигня. Нет у Китая собственных компетенций в деле атомного строительства. Будут пользоваться тем что им с барского плеча из России скинут.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(21:20:44 / 17-05-2013)

Китайцы не постесняются позаимствовать технологии БН, ни один мускул не дрогнет. А наши с радостью с ними поделятся, потому что широта русской души не знает границ )

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 10 месяцев)(00:00:41 / 18-05-2013)

Примеры можно узнать? Чем мы с ними "поделились" за последние 10 лет?

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(22:35:01 / 17-05-2013)

Китай скупает технологии направо и налево. Уже купили технологии высокотемпературного газового реактора, потом технологии жидкосолевого растворного реактора, который штатовский (кстати неудачный, но китайцев это не остановило) и ещё много чего.

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 10 месяцев)(00:09:25 / 18-05-2013)

Ну да. Ну да. Какие критические технологии купил Китай в России за последние 10 лет?

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(00:16:51 / 18-05-2013)

Правильнее было сказать, что Китай скупает те технологии, до которых может дотянутся. :)

Аватар пользователя slw068
slw068(5 лет 10 месяцев)(00:55:25 / 18-05-2013)

Угу. Вот только до российских дотянуться "почему-то" не удается. До европейских и американских также. Сразу по рукам бьют.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 12 месяцев)(01:07:45 / 18-05-2013)

У штатов они MSR купили.

Аватар пользователя constant
constant(4 года 8 месяцев)(21:13:23 / 17-05-2013)

 Занимательные сказки.

 У нас в Северске уже третий год якобы строится АЭС, я был на рекламной презентации. Но ещё не выкопано ни одной лопаты земли, не вбито ни одного символического колышка. То же самое можно сказать про Брест-300 - второй год идёт, а денежки .... как там в рекламе про Лёню Голубкова.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...