Lectia_1
-
Upload
anonymous-d2k8lzprug -
Category
Documents
-
view
17 -
download
0
Transcript of Lectia_1
CARACTERISTICILE
TERMOHIDRAULICE ALE REACTORILOR
NUCLEARI CANDU
• Reactori nucleari:
– de cercetare:
• flux ridicat de neutroni
• putere termica redusa
– energetici:
• flux cit mai mic de neutroni
• putere termica ridicata
REACTORI NUCLEARI ENERGETICI
• Clasificarea reactorilor nucleari • agentul de răcire
• moderator
• spectrul neutronilor
• producţia de combustibil
– reproducător (“breeder”)
– convertor
Primul reactor “Fermi pile” sau Chicago Pile 1
Filiere energetice
• Reactori cu apă sub presiune – PWR (“Pressurized Water Reactors”) • Reactori cu apă grea sub presiune – PHWR (“Pressurized Heavy
Water Reactors”) => CANDU (CANada-Deuterium-Uranium Power
System) :
– CANDU 6: Cernavodă din 1996 U1 in exploatare; U2
• Reactori cu apă uşoară în fierbere – BWR (“Boiling Water Reactors”)
• Reactori moderaţi cu grafit cu tuburi de presiune- PTGR (“Pressure-
Tube Graphite Reactor”) => RBMK
• Reactori răciţi cu gaz şi moderaţi cu grafit => HTGR (“High
Temperature Gas cooled Reactors)
• Reactori rapizi răciţi cu metale lichide => LMFBR (“Liquid-Metal
cooled Fast Breeder Reactors)
Genealogia RN energetici
Generatia I Primii reactori: EBR-I, Shippingport, Magnox, Obninsk
:1950 - 1960
Generatia II Generatia actuala PWR (VVER), BWR, CANDU: 1970-1980
Generatia II+ PWR actuali cu comb. imbunatatit:MOX, hydrid
Generatia III PWR proiect complet nou (sisteme pasive de securitate, nr
redus de armaturi, conducte mai scurte:AP1000, ABWR,
EPR; ACR? 1990-prezent
Generatia IV Proiecte complet noi sau resuscitarea unor proiecte vechi
2025 - ?
Generatia IV
Agent racire Spectrul
neutronilor
Scop: energie +
Heliu rapid Producere H2
Plumb-bismut rapid
Reactori de mici dimensiuni,
incapsulati, durata viata 30 ani
Saruri topite termic Producere H2, securitate
Sodiu rapid
Arderea actinidelor minore+ din
ciclul LWR
Apa parametrii
supracritici
termic Randament termic mult mai mare
decit LWR actuale, (H2)
Heliu termic Caldura pentru procese ce
necesita temperaturi foarte inalte
+actinide minore = actinide in combustibilul uzat in afara de uraniu si
plutoniu (actinide majore) =>neptuniu -237, americiu 241;243, curium242-
248, californium 249-252
PWR
CANDU6
BWR
FBR
VHTR
SCWR
Concept cu vas de presiune
Concept cu tuburi de presiune (CANDU-SCWR)
EVOLUŢIA REACTORILOR CANDU
• Neutronii sunt actorii principali în realizarea reacţiei de fisiune => economie de neutroni - unul din obiectivele proiectarii =>consecinţe directe asupra costului energiei produse
• Posibilităţi: • 1. mărirea probabilităţii de moderare a neutronilor: probabilitatea de
realizare a fisiunii creşte cu scăderea energiei neutronilor, fiind mult mai mare pentru neutronii încetiniţi decît pentru cei rapizi;
• 2. reducere probabilităţii de absorbţie a neutronilor; • 3. mărirea probabilităţii de fisiune
• Constrîngeri: securitate; cost; proces.
continuare
• U235 - singurul material fisil existent în natură în cantităţi semnificative
• Numai 0,72% în uraniul natural restul fiind U238 => procentaj prea
scăzut pentru a obţine criticitatea în combinaţie cu marea majoritate a
materialelor moderatoare
• Ce facem?
• îmbunătăţirea probabilităţii de fisiune => îmbogăţirea
combustibilului: proces costisitor însă permite utilizarea unui
moderator ieftin, apa uşoara => PWR
• îmbunătăţirea eficacităţii moderatorului => utilizarea unui
moderator foarte eficace, apa grea: moderator scump, permite utilizarea uraniului natural care este relativ ieftin => CANDU
continuare
• PWR => costul investiţiei este redus însă costul de operare este
ridicat (datorită preţului combustibilului)
• CANDU => costul investiţiei este mare (aici intrînd şi costurile legate
de inventarul iniţial de apă grea) iar costurile de operare sunt reduse.
• Este important de remarcat că per total se
obţine acelaşi cost global pentru perioada de funcţionare a centralei.
ACR
CANDU6 ACR 700 ACR 1000
Putere termica
[MWt]
2064
2034 3187
Temperatura
RIH [oC]
266 280 274
Temperatura
ROH [oC]
310 326 318
Presiune ROH
[Mpa(a)]
10 12.2 11.2
CANDU vs PWR
CANDU PWR
Caracteristici principale
Caracteristici pozitive
Caracteristici negative