 |
||
|
ЖСР TAP AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 18.02.2017 Окриджская национальная лаборатория (ORNL) выпустила в январе 2017 года отчёт с результатами нейтронно-физического анализа проекта ЖСР компании "Transatomic Power Corporation" (TAP).
С критическим взглядом на перспективы энергетических жидкосолевых реакторов можно ознакомиться в эксклюзивном интервью для AtomInfo.Ru Георгия Тошинского. TAP и MSRE Компания TAP создана в 2011 году. В компании ведутся разработки проекта жидкосолевого реактора энергетической мощности. Финансовую поддержку компания получает от венчурных фондов и инвестиционных компаний. В рамках программы GAIN компания сотрудничает с ORNL, где проводятся нейтронно-физические исследования предлагаемой концепции. Проект ЖСР TAP базируется на решениях, использованных в окриджском жидкосолевом реакторе MSRE. Однако в нём есть два принципиальных новшества. В MSRE в качестве топлива использовалась сложная смесь LiF-BeF2-ZrF4-UF4. В проекте TAP предлагается перейти на LiF-UF4. Новая соль позволяет резко увеличить содержание в топливе урана - с 0,9% до 27,5%. Следовательно, вместо оружейного (93%) урана можно перейти к урану реакторного обогащения. При этом температуры плавления обеих солей примерно равны - 434°C и 490°C, соответственно. Второе новшество, принятое в TAP - отказ от графитового замедлителя. Графит обладает подходящими для замедлителя сечениями захвата и хорошо соседствует с жидкими солями. Но приращение летаргии на акт соударения у графита относительно невелико, соответственно, объёмная доля графита в активной зоне должна быть большой. По этой причине, в проекте TAP в качестве замедлителя выбран гидрид циркония. Следствием такого решения стала, в частности, возможность уменьшить размеры активной зоны и поднять удельную энергонапряжённость. Разработчики ЖСР TAP отмечают, что в их проекте возможно достигать сверхглубоких выгораний - как минимум, вдвое больших, чем в легководных реакторах. Они подчёркивают также, что осознанно выбрали более мягкий, чем в быстрых реакторах, спектр нейтронов с целью уменьшить интегральное за кампанию воздействие быстрых нейтронов на конструкционные материалы. Проект ЖСР TAP Проект ЖСР TAP представляет собой проект реактора тепловой мощностью 1250 МВт(т) и электрической мощностью 520 МВт(э). В состав первого контура входят корпус реактора, насосы и теплообменник. Конструкционные материалы - сплав на основе никеля, обладающий хорошими характеристиками по устойчивости к коррозии со стороны жидких солей. Выходная температура жидкой соли первого контура - порядка 650°C. Рабочее тело второго контура, состоящего из нескольких петель - жидкая соль LiF-KF-NaF. Второй контур соединён с третьим через парогенераторы, в третьем контуре производимый пар подаётся на турбину. По третьему контуру рассматривается также вариант с циклом Брайтона на углекислом газе сверхкритических параметров sc-CO2. В проекте предусмотрены система удаления осколков деления из первого контура и система подпитки топливным материалом. Масса топлива в активной зоне поддерживается в ходе кампании на примерно постоянном уровне, что позволяет реактору сохранять критичность на протяжении десятилетий. Компоновка ЖСР TAP  Принципиальная схема блока с ЖСР TAP. 
Аварийная арматура (freeze valve) представляет собой отвод от реактора, запечатанный в нормальных условиях пробкой из соли, находящейся в твёрдом состоянии за счёт электроохлаждения. При аварии с потерей внешнего питания, электроохлаждение прекращается, солевая пробка расплавляется и теплоноситель первого контура сливается во вспомогательный бак (бассейн-ловушку). СЦР при этом прекращается благодаря отсутствию во вспомогательном баке замедлителя и благодаря его геометрии. Активная зона ЖСР TAP Активная зона ЖСР TAP имеет цилиндрическую форму. Теплоноситель, он же жидкое топливо, прокачивается через сборки замедлителей, набранные из стационарных и перемещаемых стержней малого диаметра и состоящих из гидрида циркония и устойчивой к коррозии оболочки. Отношение объёмных долей замедлителя и жидкой соли за время кампании изменяется с помощью перемещаемых стержней замедлителя. Соответственно, за время кампании спектр нейтронов смещается из области промежуточных энергий в тепловую область. Под промежуточным спектром здесь понимается такой спектр, при котором большинство делений происходит в диапазоне от 1 эВ до 100 кэВ. В отчёте TAP используется иное определение промежуточного спектра - спектр, в котором большая часть нейтронов находится в диапазоне от 1 эВ до 1 МэВ. Для топлива в работе ORNL были предусмотрены три сценария: - обогащение начальной загрузки 5%, обогащение подпитки 5%; - обогащение начальной загрузки 5%, подпитка материалом из ОЯТ LWR; - обогащение начальной загрузки 10%, обогащение подпитки 19,9%. Активная зона ЖСР TAP  Спектры нейтронов в ЖСР TAP (замедлитель ZrH1,66). 
Результаты ORNL Из отчёта ORNL можно заключить, что проект ЖСР TAP пока находится на уровне поисковых исследований. В отчёте отмечается, что он соответствует первому этапу совместных работ ORNL и TAP. Для нейтронно-физических исследований на первом этапе применялись двумерные модели. Использованный код - ChemTriton, в состав которого входят SCALE для расчёта реактивности и потоков и модуль SCALE/TRITON для расчётов выгорания. Из результатов, полученных на первом этапе, в отчёте ORNL делается следующий вывод. При работе с промежуточным спектром на протяжении первых 15 лет кампании в реакторе образуется достаточное количество делящегося плутония, чтобы обеспечить достижение глубины выгорания 87,8 ГВт×сут/т после 29 лет работы. На следующих этапах будут предприняты уже более серьёзные расчёты с использованием трёхмерных моделей. Планируется изучение коэффициентов реактивности, пространственного распределения энерговыделения, алгоритмов перемещения стержней замедлителя, боковых и торцевых отражателей, флюенса на стержни замедлителя и других параметров. Эти расчёты потребуют большего компьютерного времени, однако они необходимы для разработки проекта ЖСР TAP в целом. Ключевые слова: Жидкосолевые реакторы, США, ORNL, Статьи Другие новости: "Скорпион" застрял во втором блоке Фукусимы Робота решено оставить внутри. Марина Нефёдова назначена новым генеральным директором В/О "Изотоп" Борис Акакиев продолжит работать в компании. Японские специалисты познакомились с достижениями ФЭИ в области реакторов на быстрых нейтронах Фоторепортаж. |
Герой дня 
Алексей Подлесных: от Нововоронежа до Прорыва Больше всего запомнилось, как мы готовили блок к пуску. Одна из последних операций была такой - блок уже на параметрах, разогретый, а от нас требовалось подсоединить БЭР. С тех пор имею право рассказывать, что сидел на крышке работаюшего реактора. ИНТЕРВЬЮ
Дмитрий Клинов МНЕНИЕ
Владимир Рычин 
|