Pat Pebble reactor nuclear modular

sferă de grafit pentru „pat de pietriș“ reactor nuclear.

Structura și compoziția sferelor de grafit într-un „pat de pietriș“ de tip reactor nuclear.

Schema unui „pat de pietriș“ reactor tip.

Patul prundiș reactor nuclear modular , de asemenea , cunoscut sub numele de PBMR (acronim engleză pentru Pebble Bed Modular Reactor), sau ca PBR (Pebble Bed Reactor) sau ca HTGR (High Temperature Gas Reactor) este un drept încă nedovedit reactor de fisiune nucleară tehnologie, care ar putea au unele caracteristici inovatoare, dar are, de asemenea, multe dezavantaje tehnologice.
Susținătorii acestui tip de tehnologie au ca scop o posibilă creștere a nivelului de siguranță și eficiență energetică în comparație cu tradiționale americane și europene reactoarele cu apă . În loc de apă, un reactor de acest tip ar folosi pietricele (pietricele) de grafit pirolitic ca moderator de neutroni , și ca agent frigorific ar folosi un gaz inert ca „ heliu , sau semi-inerte ca“ azotul sau l ' dioxid de carbon . Gazul ar trebui să funcționeze la temperaturi foarte ridicate, și s- ar putea muta chiar și în mod direct o turbină cu gaz . Acest lucru ar putea elimina sistemul de abur complex, și ar putea crește eficiența energetică cu cât mai mult de 50%.
Aceste gaze ar dizolva , teoretic , mai puține impurități decât apa, astfel încât miezul poate conține mai puține fluide radioactive și ar fi mai ieftină decât tradiționale reactoare cu apă , sau canadian si indieni proiectate reactoarele cu apă grea .

Istorie

Această tehnologie, după studii aprofundate, a fost abandonat de către marii producători de Vest, din motive tehnologice și politice. Un datele preliminare de studiu înapoi la 1950, și a fost realizată de Rudolf Schulten , cu scopul de a construi un reactor mai simplu și mai sigur, capabil un combustibil mai simplu și mai la o standardizare. Una dintre ideile de bază ar fi să combine combustibil, structura, de izolare, și moderator într-o sferă mică și dură. Acest lucru ar fi posibil datorită utilizării de grafit pirolitic și carbură de siliciu , care rezistă de asemenea temperaturi de 2000 ° C. ^{[ fără sursă ]} . Geometria că sferele își asumă atunci când ambalarea în mod natural formează niște spații care ar permite o formă primitivă de răcire. Pentru a asigura un nivel suficient de siguranță, mustul de bază, în orice caz, să aibă o putere mai mică de mult de aceeași mărime, în comparație cu un reactor nuclear cu apă ușoară: este vorba despre o densitate de putere de aproximativ câteva sutimi de cea a reactoarelor cu apă. ^{[ fără sursă ]} . În trecut a fost în curs de evaluare în etapa preliminară de către companiile Romawa BV ( Africa de Sud ), și prin Chinergy (în colaborare cu Universitatea Tsinghua din Beijing ), iar în trecut a fost , de asemenea, un subiect de studiu general Atomics și Motoare Adams Atomic ^{[ fără sursă ]} .

Caracteristici distinctive

PBMR trebuie utilizat la căldură produse, care urmează să fie folosite pentru a muta o turbina conectata la un generator electric. Potrivit multor proiecte, combustibil nuclear ar trebui să fie îmbogățit în jurul valorii de 10%: această îmbogățire imediat conduce la unele probleme de proliferare nucleară . Combustibilul ar consta din sfere de grafit în care oxid de uraniu sfere cu o acoperire multistrat din carbon inert, carbură de siliciu și pirolitic grafit (care este un moderator de neutroni modest) sunt dispersați dispersate în grafit conținut în pietricele sferice din grafit pirolitic. Aceste pietricele se găsesc într-un vas de presiune cilindric, din oțel cu capace semisferice; recipientul (boiler) este căptușit la interior cu grafit, care are un efect asupra reflectorizant neutronii emiși de reacție. Un gaz inert ( heliu ) este circulat prin cazan și extrage căldura din sferele; ieșire din cazan la aproximativ 900 ° C; ea apoi schimburi de căldură cu un circuit de apă separat, un pic ca în reactor Magnox , care vaporizează, trimițând astfel aburul într - o convențional cu turbină . Ca alternativă, gazul fierbinte este trimis la turbina, care exploatează saltul entalpie, se deplasează atât alternatoare și un compresor.

Comparația cu reactoarele convenționale

Principalul avantaj al reactorului „pat de pietriș“ ar fi să aibă un grad mai ridicat de siguranță intrinsecă decât reactoarele tradiționale. De fapt, pe măsură ce temperatura crește, orientarea schimbărilor pirolitic de grafit, care variază , prin urmare , capacitățile sale moderarea: neutronii emiși de combustibil devin mai rapid, și nu sprijină fisiune , deoarece captarea de U ^{238 crește} , limitarea puterii generate. Deoarece cazanul este proiectat astfel încât să se disperseze mai multă căldură decât este produs în condițiile critice descrise, este posibil să se obțină o stare stand în care reactorul, în timp ce nu întrerupe complet generarea de căldură, în mod spontan apare în condiții de limitarea emisiei de neutroni. Un al doilea importante minciuni avantaj în continuitatea funcționării. De fapt, sferele de grafit, cu un diametru de aproximativ 60 mm (un tenis de minge), circulă în interiorul reactorului continuu (există în mod constant câteva sute de mii dintre ei), și o anumită cantitate iese, mișcat de fluxul de heliu , este separat de gazul și returnat în reactor, minus câteva bile purjate dacă este găsit epuizat la controlul și , evident , reintegrat. Prin urmare , nu este necesară oprirea reactorului pentru alimentarea (reumplerea).

Un avantaj economic al PBMR peste reactoarelor moderate / răcite cu apă, ușoare sau grele este că funcționează la temperaturi mai ridicate. PBMR poate încălzi direct fluide scăzute ale turbinelor cu presiune.

PBR este numit „modular“, deoarece utilizează multe reactoare mici, într-o instalație de mare putere nucleară. Acest lucru este convenabil, deoarece investiția de capital nou poate fi progresivă și proporțională cu cererea de energie nucleară: site-uri care necesită o capacitate mai generare se poate instala pur și simplu, mai multe reactoare. PBMR conduce la o fiabilitate sporită, cât mai multe reactoare parts unele echipamente și unele părți pot fi înlocuite în caz de probleme. În funcție de proiect, economiile de scară pot dezvolta.

Modularitatea permite , de asemenea , pentru producția de masă a reactoarelor mici. Acest lucru reduce costul ciclului de viață al sistemului, în special în domeniul certificării de siguranță și de calificare de proiectare.

În sistemele modulare echipamentul de răcire a turbinelor trebuie adaptate la site. Sistemul de răcire este compatibil cu cel mai mare număr de locuri este turnul de răcire . În zonele apropiate de căi navigabile , cu toate acestea, apa de răcire este mult mai puțin costisitoare, deoarece capacitatea de căldură excelentă apei permite utilizarea de echipamente mai puțin.