Китайская корпорация CNNC сохраняет уверенность в том, что у неё получится внедрить в Китае реакторы DHR, разработанные специалистами корпорации для нужд районного теплоснабжения.
Электронное издание AtomInfo.Ru ранее приводило некоторые данные о проекте DHR. Предлагаем вниманию читателей новую статью об этом реакторе, основой для которой послужил доклад представителя китайского института атомной энергии (входит в CNNC) Ke Guotu, сделанный в январе 2021 года.
Климатические цели
Высшее руководство КНР поставило целью добиться снижения выбросов CO2 до минимально возможного уровня к 2050 году.
Прогнозируется, что в ближайшие годы рост выбросов продолжится, достигнув где-то к 2030 году максимальной величины 10,2 миллиардов тонн, после чего начнётся резкое снижение, и в 2060 году выбросы сократятся до 200 миллионов тонн.
За районное теплоснабжение в Китае сейчас отвечают в основном угольные ТЭЦ, чья работа вносит значительный вклад в общий выброс CO2. Корпорация CNNC предлагает заменить угольные станции на блоки с реакторами DHR, что позволит устранить крупных загрязнителей окружающей среды.
Реактор DHR
Аббревиатура DHR расшифровывается следующим образом — Deep-pool Low-temperature Heating Reactor. Из неё ясно, что DHR – реактор бассейнового типа, то есть погружённый на дно бассейна, заполненного лёгкой водой. Давление над бассейном атмосферное.
Мощность реактора – 400 МВт(т). Срок службы блока с DHR составляет как минимум 60 лет. Кампания – 450 эффективных суток. Площадь земельного участка, занимаемого блоком не превышает 0,4 гектаров.
Численность оперативного и ремонтного персонала – 35 человек. Использование реактора многоцелевое.
Температура теплоносителя (лёгкой воды) на входе в активную зону равна 68°C, на выходе – 98°C.
Активная зона реактора DHR набирается из квадратных сборок CF3-S 17×17, представляющих собой адаптированные (укороченные) ТВС CF3 для реакторов PWR.
В качестве выгорающего поглотителя выбран гадолиний. Жидкостное борное регулирование отсутствует, управление реактивностью осуществляется стержнями СУЗ.
Два внешних ряда активной зоны собраны из блочков графитового отражателя. В более близком к центру из этих рядов предусмотрены позиции для облучательных каналов.
Среднее выгорание топлива в реакторе DHR – примерно 30 ГВт×сут/т.
Диаметр бассейна, в который погружен реактор, составляет 10 метров. Глубина бассейна – 26 метров. Объём лёгкой воды в бассейне – 1800 кубометров. Размещение бассейна полностью подземное.
Реакторная установка DHR реализована в трёхконтурном исполнении, с потребителем связан третий контур. Давление в третьем контуре выше, чем во втором, а во втором – чем в первом.
Управление реактором упрощённое («одна кнопка» для пуска и для останова). Слежение за нагрузкой производится в автоматическом режиме.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Реактор DHR обладает внутренне присущими свойствами безопасности. Для реактора характерны большие по модулю отрицательные коэффициенты реактивности. На пользу безопасности идут большой запас воды в бассейне (примерно 1800 тонн) и подземное расположение реактора. Высокое давление в DHR отсутствует.
В реакторе исключены аварии типа LLOCA (разрыв трубопроводов первого контура большого диаметра), самовзвод стержней СУЗ и многие другие потенциальные аварийные ситуации.
На слайде ниже продемонстрировано поведение реактора при аварии типа SBO ATWS (обесточивание с отказом аварийной защиты) без вмешательства оператора. Видно, что на протяжении первых 6000 секунд параметры реактора осциллируют, но остаются в допустимых пределах, затем наступает стабилизация. Оголение активной зоны в данном сценарии случится только спустя 10 суток с начала аварии.
В проекте предусмотрены различные способы и средства сокращения возможных выбросов. Так, повышенное давление во втором (промежуточном) контуре не даёт возможности загрязнённой воде первого контура попасть во второй контур при отказах в теплообменниках.
Имеются четыре барьера, эффективно сдерживающие распространение радиоактивных веществ – оболочки твэлов, реакторный бассейн, подземное расположение реактора, герметичное здание над бассейном.
Кроме того, в проекте имеются системы сбора и очистки газов и организованных протечек.
Применение и демонстрационный блок
У блоков с реакторами DHR нет специальных требований геологического характера, они могут строиться как на скальных породах, так и на более мягких грунтах. Также им не требуются значительные объёмы технической воды, поэтому их можно размещать не только на морском побережье или вблизи рек, но и в глубине суши.
В связи с тем, что DHR не представляют радиационной опасности для населения за пределами своей площадки (которая, как уже было сказано, малого размера), то их можно строить близко к городам и подключать напрямую к городским сетям теплоснабжения.
В холодные периоды года блоки с реакторами DHR могут отвечать за отопление населённых пунктов, а в те периоды, когда отопление не требуется, они могут работать как поставщики горячей воды для сельского хозяйства или как опреснители морской воды. Также они могут обслуживать бромистолитиевые абсорбционные холодильные машины.
Наличие в радиальном отражателе облучательных каналов позволяет также использовать реакторы DHR в качестве наработчиков радиоизотопов (молибден-99, йод-125 и -131 и другие) или решать другие производственные задачи, связанные с облучением материалов.
Для строительства демонстрационного (а возможно и головного) блока с DHR выбрана площадка «Liaoyuan» в провинции Гирин на северо-востоке Китая. Заявка на одобрение проекта подана.
Предварительное проектирование блока с DHR завершено. Выбрано основное оборудование, всё оно будет производиться в Китае.
В качестве топлива, как уже сказано, предполагается использовать ТВС типа CF3-S. В настоящее время проходят экспериментальные исследования по теплообмену для таких сборок.
Насосы центробежные или диагональные (mixed-flow), теплообменники пластинчатые. Проектные работы по ним выполнены.
Системы обращения с топливом, внутрибассейновые устройства, АСУТП будут во многом заимствованы из больших PWR. Для них ещё потребуется выполнить ряд экспериментальных работ по их обоснованию.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru