 |
||
|
H-MMR - гибридный микрореактор из Южной Кореи AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 14.06.2022 Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года. На одном из заседаний конференции группа авторов из института KAIST (Южная Корея) представила разрабатываемую ими концепцию гибридного модульного микрореактора со сверхвысокой кампанией, охлаждаемого тепловыми трубками с калием (H-MMR). Основной докладчик - Сон Дон Чан (Seongdong Jang). Конечно, в презентации речь шла о проработке концепции, а не о реальном проекте. Тем не менее, с этой концепцией полезно ознакомиться для лучшего понимания изучаемых за рубежом направлений быстрых реакторов. Реактор H-MMR Ранее в институте KAIST был предложен проект модульного микрореактора KAIST-MMR, доставляемого к месту службы наземным или морским транспортом. Он представлял собой быстрый реактор мощностью 36 МВт(т) с циклом Брайтона на углекислом газе сверхкритических параметров sc-CO2. Топливом исходно назывался нитрид урана, однако докладчик упомянул карбид урана. Кампания реактора составляла 20 лет. Проект гибридного микрореактора H-MMR представляет собой дальнейшее развитие концепции. Его отличительная черта - сверхдлинная кампания, в пределе достигающая 100 лет, хотя в расчётах пока получена более скромная, но всё равно внушающая уважение величина 56 лет. Такой аппарат с полным правом можно называть ядерной батарейкой. Тепловая мощность H-MMR - 18 МВт(т). H-MMR.  Активная зона H-MMR собирается из 18 шестигранных ТВС, размещаемых в два ряда - по 6 и 12 сборок. Центральная позиция используется для резервной системы регулирования (стержни, при необходимости падающие в активную зону под действием силы тяжести). Общая загрузка по урану составляет 9,91 тонны. Удельная энергонапряжённость - 15,61 Вт/см3. Топливо - нитрид, причём азот обогащён по 15N до 99,9%. Плотность топлива - 13,5 г/см3. Обогащение топлива - 12,1%. Глубина выгорания - около 4%. Радиальный отражатель - толстый слой оксида свинца PbO. Аксиальный отражатель - дисперсноупрочнённая сталь (ODS). Биологическая защита - слой карбида необогащённого бора B4C вокруг активной зоны. В радиальном отражателе размещаются барабаны основной системы регулирования (поглотитель - карбид бора, обогащённого до 98% по бору-10). Сверху активной зоны расположен газовый объём. Активная зона H-MMR.  Конструкция чехловой ТВС, называемой авторами шестигранно-кольцевой (hexa-annulus), выглядит следующим образом. Во внутренней области ТВС устанавливаются 43 O-образных тепловых трубки. Радиус O-образной тепловой трубки - 1,05 см. Каждую из трубок окружает топливо. Получившийся внутренний твэл (внутренний слой - трубка, внешний - топливо) оформлен физически шестигранной оболочкой из дисперсноупрочнённой стали. У оболочки твэла есть важная роль с точки зрения нейтроники. Она влияет на коэффициент воспроизводства и снижает, тем самым, запас реактивности в реакторе. У границ ТВС твэлы имеют другую форму. Сердцевина внешнего твэла - D-образная тепловая трубка. С внутренней стороны ТВС трубка соседствует с топливом в виде равнобедренной трапеции. Как и внутренние твэлы, внешние твэлы также имеют оболочку из дисперсноупрочнённой стали. Всего в одной ТВС содержится 12 внешних твэлов. Шаг расстановки ТВС под ключ - 28,2 см. ТВС реактора H-MMR.  Сверху вниз: O-образная трубка, D-образная трубка, топливо  Некоторые результаты расчётов Докладчик привёл некоторые результаты расчётов H-MMR. Видно, что проработка проекта находится на самых ранних стадиях, потому что приведены результаты только нейтронно-физических расчётов. На иллюстрации ниже показана зависимость kэфф и избыточной реактивности от времени. Видно, что реактор может работать без перегрузки примерно 56 лет, причём избыточная реактивность за всё время кампании не превышает 0,5 доллара. Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра  Неравномерность энерговыделения в реакторе достаточно высокая. Так, в центральной части кассет первого ряда нормализованное энерговыделение превышает 1,6 в начале кампании и 1,5 в конце. По высоте ситуация выглядит лучше - максимум примерно равен 1,3. Из остальных графиков приведём зависимость КВ от времени (достигает 0,8 в конце кампании) и спектр нейтронов. Зависимость КВ от времени.  Спектр нейтронов в активной зоне H-MMR.  Гибридная концепция Микрореактор H-MMR не зря назван гибридным. Предполагается, что он будет работать не в одиночестве, а в связке с солнечными концентраторами и системой хранения энергии. Докладчик привёл пример такой гибридной системы. В её состав входят микрореактор H-MMR мощностью 18 МВт(т), солнечная станция суммарной мощностью 6 МВт(т) и система хранения энергии ёмкостью 32 МВт(т). Суммарная площадь солнечных концентраторов в этом примере составляет более 85 тысяч квадратных метров. Размеры системы хранения энергии - радиус 8,4 м, высота 12 м. Размеры микрореактора - высота 5 м, длина 10 м, ширина 3 м. Гибридная система.  Ключевые слова: Малая энергетика, Азия, Южная Корея, Статьи, FR21 Другие новости: На площадке Курской АЭС-2 установлен корпус реактора ВВЭР-ТОИ От этого события ведётся отсчёт до начала пусконаладочных работ. На первом энергоблоке Курской АЭС-2 завершился монтаж парогенераторов Далее - монтаж корпуса реактора. Вода Фукусимы - вопросы Китая и России Китай и Россия передали список из 36 вопросов в МАГАТЭ. |
Герой дня 
Владимир Троянов: беседа на полях Нейтроники После того, как выделение младших актинидов начнётся в России в промышленных масштабах, их накапливаемое количество превзойдёт любые, самые фантастические потребности как космонавтов, так и других возможных потребителей ритэгов на 238Pu и другой продукции, которые мы могли бы производить, используя миноры как сырьё. ИНТЕРВЬЮ
Андрей Гулевич МНЕНИЕ
Хо Синкай |