Gelişmiş CANDU reaktörü - Advanced CANDU reactor

Gelişmiş CANDU reaktörü (ACR)veya ACR-1000, bir Nesil III + nükleer reaktör tarafından tasarlandı Canada Limited Atom Enerjisi (AECL). Mevcut olanın özelliklerini birleştirir CANDU basınçlı ağır su reaktörleri (PHWR) hafif su soğutmalı özelliklere sahip basınçlı su reaktörleri (PWR). CANDU'dan ağır su moderatör, tasarıma iyileştirilmiş bir nötron ekonomisi bu, çeşitli yakıtları yakmasına izin verir. Ağır su soğutma döngüsünü geleneksel hafif su içeren bir soğutma döngüsüyle değiştirerek maliyetleri düşürür. İsim, 1.000 MWe sınıfındaki tasarım gücüne atıfta bulunur ve taban değeri yaklaşık 1.200 MWe'dir.[1]

ACR-1000, tasarlanan temel CANDU'nun daha büyük bir versiyonu olan CANDU 9 ile karşılaştırıldığında daha düşük fiyatlı bir seçenek olarak sunuldu. ACR biraz daha büyüktü ancak yapımı ve çalıştırması daha ucuzdu. Olumsuz yanı, orijinal CANDU tasarımının sunduğu yakıt esnekliğine sahip olmaması ve artık saf zenginleştirilmemiş uranyumla çalışmamasıydı. Genel olarak zenginleştirme hizmetleri ve yakıtın düşük maliyeti göz önüne alındığında, bu ödenmesi gereken küçük bir bedeldi.

AECL, ACR-1000'i dünya çapında çeşitli teklifler için teklif etti ancak hiçbir yarışma kazanmadı. Son ciddi öneri, iki reaktörlü bir genişleme içindi. Darlington Nükleer Üretim İstasyonu, ancak bu proje, hükümetin bütçelendirdiğinin üç katı fiyat olarak tahmin edildiğinde 2009'da iptal edildi. Başka bir satış beklentisi olmadığından, 2011'de AECL reaktör tasarım bölümü, SNC-Lavalin mevcut CANDU filosuna hizmet sağlamak. ACR'nin gelişimi sona erdi.[2]

Tasarım

CANDU

Kullanılan orijinal CANDU tasarımı ağır su hem olarak nötron moderatörü ve birincil soğutma döngüsü için soğutucu. Bu tasarımın, kullanım kabiliyeti nedeniyle daha düşük genel işletme maliyetlerine neden olacağına inanılıyordu. doğal uranyum yakıt için zenginleştirme ihtiyacını ortadan kaldırır. Dahası, tasarım hem basınçlı hem de basınçsız bölümler kullandı, ikincisi "calandria" olarak bilinir ve yüksek basınçlı göbek kullanan tasarımlara kıyasla inşaat maliyetlerini düşüreceğine inanılırdı. Bu tasarım aynı zamanda çalışırken yakıt ikmali yapılmasına izin vererek kapasite faktörü, genel performansta önemli bir metrik.

Bununla birlikte, doğal uranyum kullanımı, çekirdeğin diğer tasarımlara kıyasla çok daha az yoğun ve genel olarak çok daha büyük olduğu anlamına geliyordu. Bu ek maliyetin, diğer kalemler üzerindeki düşük sermaye maliyetleri ve daha düşük işletme maliyetleri ile dengelenmesi bekleniyordu. En önemli değiş tokuş, zenginleştirilmiş uranyum yakıtının sınırlı ve pahalı olduğu ve 1980'lerde fiyatının önemli ölçüde artmasının beklendiği bir dönemde yakıtın maliyetiydi.

Uygulamada, bu avantajlar işe yaramadı. Beklenen yüksek yakıt maliyetleri hiçbir zaman gerçekleşmedi; Reaktör inşaatı dünya çapında beklenen binlerce birim yerine yaklaşık 200 birimde durduğunda, kullanılan yakıt miktarı için yeterli zenginleştirme kapasitesi olduğundan yakıt maliyetleri sabit kaldı. Bu, CANDU'yu, öncelikle zenginleştirme ihtiyacının olmaması ve bunun daha düşük bir olasılık sunma olasılığı nedeniyle kendisini satma pozisyonuna bıraktı. nükleer silahlanma risk.

ACR

ACR, CANDU tasarımının yüksek sermaye maliyetlerini öncelikle düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) yakıt. Bu, reaktör çekirdeğinin çok daha kompakt bir şekilde, kabaca aynı güce sahip bir CANDU'nun yarısı kadar inşa edilmesini sağlar. Ek olarak, kalandriyanın yüksek basınçlı bölümündeki ağır su soğutucusunu geleneksel "hafif" suyla değiştirir. Bu, gerekli ağır su miktarını ve birincil soğutma sıvısı döngüsünün maliyetini büyük ölçüde azaltır. Ağır su, kalandrianın düşük basınçlı bölümünde kalır, burada esasen statiktir ve yalnızca moderatör olarak kullanılır.

Reaktivite düzenleyen ve Emniyet cihazlar alçak basınç moderatöründe bulunur. ACR ayrıca, güçte yakıt ikmali de dahil olmak üzere CANDU tasarımının özelliklerini içerir. CANFLEX yakıt; boyunca hızlı nötron ömür; küçük reaktivite gecikmesi; iki hızlı, bağımsız, emniyetli kapatma sistemi; ve bir acil durum çekirdek soğutma sistemi.

Yakıt paketi, 43 elementli CANFLEX tasarımının (CANFLEX-ACR) bir çeşididir. Bir nötron emici merkez elemanlı LEU yakıtının kullanılması, soğutma sıvısı boşluk reaktivite katsayısı nominal olarak küçük, negatif bir değere. Aynı zamanda geleneksel CANDU tasarımlarına göre daha yüksek yanma işlemi ile sonuçlanır.

Güvenlik sistemleri

ACR-1000 tasarımı şu anda, çoğu CANDU 6 reaktör tasarımında kullanılan sistemlerin evrimsel türevleri olan çeşitli güvenlik sistemleri gerektirmektedir. Her ACR, herhangi bir güç seviyesinde çalışmadan önce hem SDS1 hem de SDS2'nin çevrimiçi ve tam olarak çalışır durumda olmasını gerektirir.[3]

Emniyetli Kapatma Sistemi 1 (SDS1):SDS1, reaktör çalışmasını hızlı ve otomatik olarak sonlandırmak için tasarlanmıştır. Nötron emici çubuklar (nükleer enerjiyi kapatan kontrol çubukları) zincirleme tepki ) doğrudan reaktör kabının (calandria) üzerinde bulunan izole edilmiş kanallar içinde depolanır ve üç kanallı bir mantık devresi ile kontrol edilir. 3 devre yolundan herhangi 2'si etkinleştirildiğinde (acil durum reaktör açması ihtiyacını algılaması nedeniyle), her bir kontrol çubuğunu depolama konumunda tutan doğru akım kontrollü kavramaların enerjisi kesilir. Sonuç, her kontrol çubuğunun kalandriye yerleştirilmesi ve reaktör ısı çıkışının 2 saniye içinde% 90 azalmasıdır.

Emniyetli Kapatma Sistemi 2 (SDS2):SDS2 ayrıca reaktör çalışmasını hızlı ve otomatik olarak sonlandırmak için tasarlanmıştır. Gadolinyum nitrat (Gd (HAYIR3)3) Nükleer zincir reaksiyonunu kapatan nötron emici bir sıvı olan çözelti, yatay meme tertibatlarına beslenen kanalların içinde depolanır. Her nozul, tümü üç kanallı bir mantık devresi ile kontrol edilen elektronik olarak kontrol edilen bir valfe sahiptir. 3 devre yolundan herhangi 2'si etkinleştirildiğinde (acil durum reaktör açması ihtiyacının algılanması nedeniyle), bu valflerin her biri açılır ve Gd (NO3)3 çözelti, reaktör kabındaki (calandria) ağır su moderatör sıvısı ile karışması için nozüllerden enjekte edilir. Sonuç, reaktör ısı çıkışının 2 saniye içinde% 90 azalmasıdır.

Yedek su sistemi (RWS):RWS, reaktör binası içinde yüksek bir kotta bulunan bir su tankından oluşur. Bu, bir ACR'nin soğutulmasında kullanılmak üzere su sağlar. soğutma sıvısı kaybı kazası (LOCA). RWS ayrıca buhar jeneratörlerine, moderatör sistemine, kalkan soğutma sistemine veya herhangi bir ACR'nin ısı taşıma sistemine acil su (yerçekimi beslemesi yoluyla) sağlayabilir.

Acil durum güç kaynağı sistemi (EPS):EPS sistemi, her bir ACR ünitesine, hem çalışma hem de kaza koşullarında tüm güvenlik işlevlerini yerine getirmek için gereken gerekli elektrik gücünü sağlamak üzere tasarlanmıştır. Sismik olarak nitelendirilmiş, yedek yedek jeneratörleri, pilleri ve dağıtım anahtarlama tertibatını içerir.

Soğutma suyu sistemi (CWS):CWS gerekli tüm hafif suyu sağlar (H2O) hem çalışma hem de kaza koşullarında güvenlik sistemiyle ilgili tüm işlevleri yerine getirmek için gereklidir. Sistemin güvenlikle ilgili tüm bölümleri sismik olarak uygundur ve fazlalık bölümler içerir.[kaynak belirtilmeli ]

İşletme maliyeti

ACR'nin planlanmış bir ömrü vardır kapasite faktörü % 93'ten fazla. Bu, 21 günlük planlı kesinti süresi ve yılda% 1,5 zorunlu kesinti ile üç yıllık planlı bir kesinti sıklığı ile sağlanır. Çeyrek ayırma, çevrimiçi bakım ve kesinti yönetimi için esneklik sağlar. Yüksek derecede güvenlik sistemi test otomasyonu da maliyeti düşürür.

Umutlar

Bruce Gücü 2007'de Batı Kanada'da hem elektrik üretimi hem de işlemede kullanılacak buhar üretimi için ACR olarak kabul edildi petrol kumları. 2011 yılında Bruce Power bu projede ilerlememe kararı aldı.[4]

2008 yılında, New Brunswick eyaleti, bir ACR-1000 için fizibilite çalışması teklifini kabul etti. Point Lepreau. Bu, Team Candu tarafından AECL'den oluşan resmi bir ihaleye yol açtı, GE Kanada, Hitachi Kanada, Babcock ve Wilcox Kanada ve SNC-Lavalin Nuclear, 1085 MWe ACR-1000 kullanmayı önerdi. Bu tekliften başka bir şey gelmedi. Daha sonra, yine geçerliliğini yitirmiş bir teklif olan Areva tarafından 2010 ortasında bir teklif ile değiştirildi.[2]

AECL, Birleşik Krallık'ın Genel Tasarım Sürecinin bir parçası olarak ACR-1000'i pazarlıyordu, ancak Nisan 2008'de piyasaya sürüldü. CEO Hugh MacDiarmid, "ACR-1000'in başarılı olmasını sağlamak için en iyi eylem planımızın çok güçlü olduğuna inanıyoruz. küresel pazar yeri, her şeyden önce onu burada evde kurmaya odaklanmaktır. "[5]

ACR-1000, Ontario'nun teklif talebi (RFP) Darlington B kurulumu için. Nihayetinde AECL, iki reaktörlü ACR-1000 tesisi ile resmi teklif veren tek şirketti. Teklifler, zaman ve bütçe aşımlarına ilişkin tüm beklenmedik durumların planlarda dikkate alınmasını gerektiriyordu. Sonuç olarak ortaya çıkan teklif, toplam 2.400 MWe için 26 milyar $ veya kilovat başına 10.800 $ 'ın üzerindeydi. Bu beklenenin üç katıydı ve "şok edici derecede yüksek" olarak adlandırıldı. Bu tek teklif olduğu için, Enerji ve Altyapı Bakanlığı 2009 yılında genişleme projesini iptal etme kararı aldı.[6]

2011'de, hiçbir satış beklentisi kalmadan, Kanada hükümeti AECL'nin reaktör bölümünü sattı SNC-Lavalin. SNC, 2014 yılında, Çin Ulusal Nükleer Şirketi (CNNC) mevcut CANDU tasarımlarının satış ve yapımını desteklemek için. Bunlar arasında Çin'in iki CANDU-6 reaktörünü Advanced Fuel CANDU Reactor (AFCR) adı altında bir geri dönüşüm şemasında kullanma planı da yer alıyor.[7][8]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "CANDU Reaktörleri - ACR-1000". Arşivlenen orijinal 2013-08-01 tarihinde. Alındı 2013-03-24.
  2. ^ a b "Kanada'da Nükleer Enerji". Dünya Nükleer Birliği. Eylül 2016.
  3. ^ CANDU 6 - Güvenlik Sistemleri - Özel Güvenlik Sistemleri Arşivlendi 27 Eylül 2007, Wayback Makinesi
  4. ^ "Bruce Power, Alberta'da nükleer seçeneğe devam etmeyecek". Bruce Gücü. Arşivlenen orijinal 27 Haziran 2013 tarihinde. Alındı 11 Ekim 2013.
  5. ^ Kanada'nın AECL'si İngiltere'nin nükleer reaktör çalışmasından çekildi, International Herald Tribune ]
  6. ^ Hamilton, Tyler (14 Temmuz 2009). "26 milyar dolarlık maliyet nükleer ihale öldürüldü". Toronto Yıldızı.
  7. ^ Marotte, Bertrand (2016-09-22). "SNC-Lavalin, Çin'de nükleer reaktörler inşa etmek için anlaşma yaptı". Küre ve Posta.
  8. ^ Hore-Lacy, Ian (11 Kasım 2014). "AFCR ve Çin'in yakıt döngüsü". Dünya Nükleer Haberleri.

Dış bağlantılar