הבנת ההבדל

הכור CANDU - קנדה Deuterium Uranium - מבין מלבד עיצובי כור מים קלים המהווים את עמוד השדרה של הצי הגרעיני העולמי.זה לחץ על כור מים כבדים (PHWR) משתמש במים כבדים (התחמוצת ⁇ ) כמו גם מתקני ייצור של אורניום המופעלים על ידי צפון קוריאה, ו- 30 גרם לצמצום של אנרגיה מתחדשת באופן קולקטיבי, ללא יכולת קירור טבעי של כור גרעינים, אשר מספקת רק כורים טבעיים פחות מ-41.

הליבה עצמה נושאת דמיון מועט לספינת לחץ מסיבית יחידה.במקום, היא טנק אופקי, צילינדרי בשם calandria, מוקף מאות צינורות לחץ.כל צינור לחץ מכיל ערוץ דלק דרכו את הסבבים הקרניים העיקריים, בעוד שרוב מתקני הדלק הכבדים מוכנסים על ידי צינורות בטמפרטורה נמוכה ולחצים אטמוספריים.

ערוץ דלק CANDU ו-Budle Architecture

הליבה של אספן טיפוסי של MWe Class CANDU 6 הכור מכיל 380 ערוצי דלק אופקיים, כל דיור 12 חבילות איסוף קצה מקצה לקצה - עד הסוף, כל חבילה היא גליל קצר, בערך 50 ס"מ ארוך ו -10 ס"מ בקוטר, המכיל 28 או 37 רכיבי דלק בהתאם צינורות דלק משופרים על ידי צינורות דלק מסגסוגת Zirconium, מלא עם צינורות חום טבעי נוזל חום, הם מופעלים על ידי צינורות נוזל חום, 000 מטווח נמוך יותר מטווח נמוך יותר, 000 נוזל חום, ולכן הם מופעלים על ידי צינורות נוזל קירור, 000 נוזל חום, 000 נוזל קירור, 000 נוזל קירור, 000.

מודולריות זו מציעה גמישות תפעולית משמעותית.ערוצי בודדים ניתן לתדלוק בקצבים שונים, ומאפשרת ל הכור להתאים את חלוקת החשמל שלו ולעצב את השטף של הניטריון לאורך הליבה.מחזור הדלק הסטנדרטי עם אורניום טבעי בדרך כלל משיגה שריפת של כ 7,500 עד 8,000 MWd / לאו, לעומת זאת, עלייה חדה של דלקי חשמל קלים שיכולים לעלות על 50,000 מגה-וואט, אך ורק בגלל צריכת דלק לטווח נמוך יותר.

העיצוב המסורתי של CANDU, בעודו חזק ומוכח, ניצב בפני אתגרים מודרניים: עליית מחירי אורניום, הרצון של מחזורי הפעלה ארוכים יותר בין חומרי תחזוקה, ואת הצורך להפחית עוד יותר את נפח הדלק המבזבז והבזבוז התפעולי.זה הוביל תוכנית ממוקדת של חדשנות שמטרתה לחלץ אנרגיה משמעותית יותר מכל קילוגרם של אורניום - מבלי להקריב את היתרונות הבסיסיים והכלכלהיים של הפלטפורמה הכבדה של מים אלה.

להקות דלק מתקדמות עבור Extended Burnup

מסלול ראשוני לשרוף גבוה יותר כרוך שינוי חבילת הדלק עצמו.חבילה סטנדרטי 37-element טבעית אורניום, בעוד אמין, משאיר שולי משמעותי במגבלות התרמיות והמכניות של הדלק.על ידי שילוב כמויות קטנות של אורניום מועשר מעט (SEU), בדרך כלל בין 0.9% ל-1.5% U-235, תגובתיות ותוכן אנרגיה לחבילה מוגברת.

החוקרים חקרו גם את שטח ה-GMAM האלטרנטיבי של דלק חלופי.A43-element, עם מספר גדול יותר של אלמנטים דקרים, מגביר את שטח מעברי ה-חום מעבר פני השטח ומפחית את דירוג הכוח הליניארי הגבוה (kW/m) עבור כוח החבילה הכולל נתון.זה מקטין את הלחץ התרמי על העקלדות ותחתיתות דלק נוספות של תחנות כוח קריטיות (N) עם קרינת כוח גבוהה יותר ורידות), ומאפשר את הביצועים של כוח ליניאריים (N) עם קרינת כוח).

יתר על כן, הבחירה של חומר דלק עצמו מתפתח.תתת ת'וריום דחוסה עם פלוטוניום או אורניום-233 בדלק צ'אנדו ניסיוני להאריך את השרפה תוך כדי הוכחת היכולת של הכור לצרוך מחזורי דלק חלופיים. תוריום מציע נקודת התכה גבוהה יותר ו מוליכות תרמית גבוהה יותר בהשוואה לדלק ממוחזר, וכאשר הוא מארגן את יכולת האור-233 של צינורות מים חמים בטווח הארוך, אם כי הם יכולים להאריך את רמת הפחתת כמות גבוהה של דלק נוזלית גבוהה של אנרגיה גבוהה יותר של מים בטווח הארוך (R) בטווח הארוך ביותר של נוזל מים נוזלית גבוהה יותר של נוזל מים חמים (Ric) אם כיפת גבוהה יותר של נוזל מים נוזלית גבוהה יותר של נוזל מים חמים (Ric) אם כי הוא יכול לחכות) בטווח הארוך ביותר של נוזל מים חמים גבוהה יותר של נוזל מים חמים גבוהה יותר של נוזל מים חמים בטווח הארוך).

הפיתוח של קלדת דלק סובלנית לתאונה מוסיף שכבה נוספת של חדשנות.קאטים כגון כרום או חומרים קרמיקה על פני השטח של ציפוי קרחונים נבדקו כדי להפחית חמצון עתירי טמפרטורה גבוהה בהפסד תרחישים של אובדן של תרחישים קיסרי. בעוד שפותח במקור עבור כורים קלים, ציפויים אלה מוערכים כעת עבור תנאי CANDU, כמו להגדיל את שולי התפעוליים בבדיקות בטיחות גבוהה יותר, אשר מאפשר הגנה כורים קנדיים, ללא כורים.

אופטימיזציה של כלכלת ניוטרון באמצעות ניהול הליבה

השגת כוויות גבוהות יותר אינה רק אתגר ייצור דלק; היא דורשת תשומת לב קפדנית לכלכלת נויטרונים - האיזון של נויטרונים המיוצרים מול נויטרונים שאבדו לדליפה, ספיגה סימפטית, ותפיסת אי-פיסרון. מעצבי CANDU רדפו כמה נתיבים מקבילים כדי ללסחוט יותר אנרגיה מחנקן, לעתים קרובות שילוב שיפורים בדלק, שיטות תפעוליות, ואסטרטגיות תפעוליות.

Slightly Enriched Moderator ו- Coolant Additives

מתווך המים הכבדים כבר סופג מעט מאוד נויטרונים, אבל המים האור אשר בהכרח מצטברים באמצעות תהליכים מתקדמים וחילופי אטמופי מפחית את טוהר ההאטה הכולל.על ידי הידוק מפרטים טוהר והפעלה מתקדמת על ניטור קו-ליין משולב 9 חומרים diotopic, עם עלייה של נוזל הרחם במודולטוריום, ניתן למזער כמה עיצובים מושגיים אפילו להציע לעשות את המודול עם כמויות קטנות מאוד של נזלת-ידי שימוש איטי של חומצה אלקטרו-דלקתית, כמו שיפור איטי של צריכת דלק.

המונחים: Burnable Absorbers

בתוך CANDU המסורתית, reactivity נשלטת בעיקר באמצעות שחרור כוח מזהמים ותאים מוטות.כפי שמעצבים נעים לעבר כוויות גבוהות יותר ומחזורי זמן ארוכים יותר בין פעולות דלק, ניהול התגובה העודף בתחילת ליבה או ערוץ טרי הופך קריטי.שילוב של סופגני דלק מסוימים ללא מגבלות גבוהות יותר, כגון erbium, dysproium, gadolinium, או gadolinium - לתוך רוחב לחץ דם תרמי יכול בהדרגה לספוג לתוך משקעים חומר ניקוי עמוק לתוך קשקשים של דלק עמוק לתוך ספוגה.

Re-optimized Channel Flow and Reדלק Sequences

על-ידי דלק כוח מציע תואר ייחודי של חופש.במקום דלק חד-פעמי, פיזיקאים ליבה יכולים להשתמש בתוכנות דלק בכיוון ובד-כי-פי-דחפוכות המותאמות להתפלגות השרוף. לדוגמה, באמצעות 4-bundle או 8-Bondle Shift reroling תבניות דלק לא מואצות יותר, זמן המגורים של כל חבילה גדל, ו-Folx הוא מנפח ביעילות את הפחתת החלטות של דלק.

התרמומל-הירופולי והמדפיות המכאניות של Efficiency

הגדלת כוויות פירושה הפעלת הדלק בעוצמה ליניארית גבוהה יותר לתקופות מורחבות, אשר מציב דרישות נוספות על מערכת העברת החום. כמה שיפורים עיצוביים מכוונים היבטים תרמיים-hydraulic ומכניים של הליבה כדי לשפר את יעילות הצמח הכוללת, מן הצינור הלחץ ועד גנרטורים קיטור.

שיפור בידוד ערוץ הדלק

מערכת הגז הארוכה בין צינור הלחץ לבין צינור calandria ממזער אובדן חום מן הטמפרטורות גבוהות קריר למנטרן הקרר. על ידי מעבר פחמן דו חמצני לתערובת גז עם אפילו מוליכות תרמית נמוכה יותר, כגון הליום או מתווך של הילטון-נון מתמזג, או על ידי אופטימיזציה של הפער באמצעות ייצור דיוק, אובדן חום parasitic יכול להיות מופחת זה לא רק שיפור יעילות תרמית של מחזור אחד של חום.

חומרים מתקדמים של ערוץ

צינורות הלחץ עצמם כפופים לסגסוגת Zr-2.5Nb נשלטת ומדיום איסוף מעל עשרות שנים של שירות.שדרג Zr-2.5Nb עם מיקרו-מבנה מבוקר ואופטימיזציה של טיפול חום להראות נמוך יותר בשיעורי טיהור החישה, ומאפשרים צינורות לשמור על יציבות ממדית תחת עומסי חום גבוהים יותר ותפקוד יותר.

מים כבדים יותר

צמחים כבדים סובלים באופן בלתי נמנע השפלה איזוטופית כמו דליפות מים קלים בסביבה, גנרטורים קיטור, והדלק. שמירה על מנטרטורף וטוהר איזוטופי קריר מעל 99.75% deuterium חיוני לניצול כלכלת נויטרונים.מתקדמים במערכות שדרוג באתר, כולל טיהור וטכנולוגיות אלקטרוליטיות משופרות, יכולים עכשיו לשחזר מים כבדים ביעילות רבה יותר עם צריכת מימן נמוכה יותר, לעתים קרובות יותר, על ידי צריכת דלק חומצי מים נמוכה יותר, על ידי צריכת דלק חזק יותר, היא נמוכה יותר, היא נמוכה יותר, על ידי צריכת אנרגיה נמוכה יותר.

בטיחות ובקרת עבור Cores High-Performance

הליבה המיועדת לשריפת יתר ויעילות לא חייבת להתפשר על המאפיינים הבטיחותיים הפנימיים שמבחינים את כורים CANDU. להיפך, חידושים במערכות בטיחות מוצגות במקביל לטיפול בדחיסות האנרגיה המוגברת ובמחזורי דלק ארוכים יותר. עיצוב CANDU כבר כולל שתי מערכות ניתוק עצמאיות ומגוונות ומדכאות גדולות ונמוכות כחום; תכונות אלה משופרות יותר.

שיפור יעילות שלילית

עיצוב CANDU מכיל באופן חד-משמעי כוח שלילי חזק של פעילות גופנית בשל אפקט דופלר בדלק, וחשוב מכך, רִיק קירור מעט חיובי ריקנות תחת תנאים מסוימים - היבט שקיבל בדיקה נרחבת.עיצובים ליבה מודרניים עבור שריפת יתר מוגברת בקפידה להתאים את הרכב דלק ואת הגיאומטריה ללח כדי לשמור על תגובת פריך שלילי על מחזור הדלק כולו.

פיתוח מערכות סתום

שתי מערכות ההשבתה העצמאיות, המגווןות – מערכת ההסתה של Gadodown System 1 (SDS1) באמצעות מוטות ניטרון-absorbing מימן, ו-SDS2) תוך הזרקת פתרון gadolinium nitrate לתוך המנטרן - נותרו את העומס האחורי של הגנה מפני דלק נשיפה גבוהה יותר, למהירויות של SDS2 הורחבו באמצעות גלוקוזיביות גבוהות יותר ורמות מהירות יותר של גלאומטריה גבוהה יותר, כמו גם על פני רמות גבוהות יותר של דלק.

מכיל משולב וחום removal

עיצובים חדשים של CANDU, כגון CANDU Reactor מתקדם (ACR-1000) וגרסה משופרת של EC6, משלבים תכונות כמו מלאי גדול של כיור חום מים פסיבי בכספת הכור.במקרה של אובדן של תאונה ללא פגע, המנטר עצמו משמש כשקע חום עצום, ומחזור טבעי של המים שמסביב יכול להסיר חום ללא כל מערכות פעילות או לחץ חיצוני עבור תקופות ארוכות טווח חום גבוה יותר של אנרגיה נמוכה יותר, הוא תומך באופן מלא של זמן חשמלי זה.

תאומים דיגיטליים ו ניטור ליבה צפוי

הפעלת ליבה בשריפה ממושכת דורשת הבנה מפורטת יותר של המצב בזמן אמת מאשר היה צורך היסטורי.שילוב של סימולציה נאמנות גבוהה עם נתונים תפעוליים - לעתים קרובות נקרא תאומה דיגיטלית - מאפשר שירותים לדחוף גבולות כוויות בבטחה.כל אחד מגרסאות ההקרנה של דלק, נתונים עתירי חום, והשפלה מכנית הם ללא הרף מודל באמצעות שילוב של קודים חנקן, דינמיקות דיגיטלית, הם לא אלגוריתמים של נתונים של חומר ניקוי, ועדכונים, הם נתונים של חומר ניקוי סטטיים, וטכנולוגיות דיגיטליות, הם נתונים של אלגוריתמים, וטכנולוגיות חישוביים, הם נתונים של אלגוריתמים, וטכנולוגיות חישוביים, הם אלגוריתמים, הם אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים, וטכנולוגיות חישוביים, וטכנולוגיות חישוביים, הם ללא הרף, וטכנולוגיות חישוביים, וטכנולוגיות חישוביים, וטכנולוגיות חישוביים, הם אלגוריתמים של אלגוריתמים, וטכנולוגיות עיבוד סטטיים, הם ללא הרף, הם נתונים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים, הם ללא מרשם, הם נתונים של אלגוריתמים של אלגוריתמים, הם ללא מרשם, הם ללא מרשם, הם אלגוריתמים,

מודלים אלה חיזוי הזמן המדויק לתדלוק כל ערוץ, זיהוי הזדמנויות להאריך את חיי החבילה ללא הסתברות הפגם המקסימלית שניתן להשגה.הם גם לחזות את תחילת תופעות כמו oscillations axial flux ויכולים להמליץ על תנועות מוטות או להתאים את רצף התזמון להתאמה להחלפת מודלים יציבים ויעילים, יכולת חיזוי זו מפחיתה פריקה מוקדמת מיותרת דלק נשרף חלקית, תורמת ישירות לשרוף ממוצע על פני ה-ידי דוח CAND, או שיפור של תאים דיגיטליים.

השלכות כלכליות וסביבתיות

המרדף אחר כוויות גבוהות ויעילות בכורים CANDU מתרגמת ישירות להטבות כלכליות וסביבתיות מוחשיות.כפלת של כוויות מרמות אורניום טבעיות משמעה כי עבור כל חבילת דלק המיוצר, מונע, טעון, ובסופו של דבר מאוחסן כדלק גרעיני משומש, הכור מפיץ בערך פי שניים מהאנרגיה החשמלית.

מבחינה כלכלית, עלויות הדלק בדרך כלל מייצגות 10-15% מהעלות המותאמת של חשמל מתחנת CANDU. אם ניתן להגדיל את שריפת השרפה על ידי גורם של שניים באמצעות דלק SEU וניהול ליבה מתקדם, עלות מחזור הדלק ל-Kloוואט-שעה יכולה לרדת באופן משמעותי, אפילו חשבונאית עלות שולית של ייצור דלק.

סביבה, יעילות משופרת פירושה דרישות כריית אורניום נמוכות יותר לאנרגיה יחידה, צמצום ההפרעה הקרקעית והזנבות הקשורות למיצוי אורניום.יתר על כן, כורי CANDU הפועלים על דלק SEU לשמור על יכולתם להשתמש דלקים MOX או אפילו מחזורי דלק מושכרים קלים, המציעים נתיב לסגור את מחזור הדלק הגרעיני.

שיתוף פעולה בינלאומי ו Deployment Outlook

רבים מהחידושים המתוארים אינם מוגבלים למעבדת מחקר אחת. תוכניות שיתופיות של CNL, אונטריו Power Generation (OPG), תאגיד הגרעין הלאומי של סין (CNNC), והמכון לחקר האנרגיה האטומית של קוריאה (KAERI) הניעו את טכנולוגיית CANDU קדימה. לדוגמה, CANDUs Group (COG) מרחיבה באופן קבוע ניסיון ומימון משותף על פני דלק מתקדם וממנף חיים מקומי, אשר ממשיך לפתח בהצלחה את התקני דלק מקומיים.

השיפוץ של יחידות CANDU הקיימות, כגון הפרויקט הנרחב בתחנת ייצור גרעיני של דארינגטון באונטריו, משלב רבים של שדרוגים יעילות אלה. צינורות לחץ חדשים, צינורות מזון משופרים, מערכות בקרה דיגיטליות, וציוד מודרני לטיפול בדלק מופעל כדי לתמוך בהרחבה חיים של 30 שנים, וייתכן כי שינוי להצעות גבוהות יותר של צרבת חיים, אשר נרכשו ממגוון רחב של מיליארדי דולרים, הוא גם עבור עיצובים של סוללות CMRS, אשר נועדו מחדש, במטרה לפתח מודלים חדשים, במטרה לפתח מודלים תעשייתיים יותר, אשר נועדו לשיפוץ, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, על בסיס פרויקטים חדשים, עיצובים יותר, לשיפוץ, על בסיס פרויקטים חדשים, 000 דולר לטווח ארוך טווח, במטרה לשחזר, על בסיס מחסנים של ציוד לשיפוץ, כדי לבנות מחדש של ציוד לשיפוץ, על בסיס מחסנים של ציוד לשיפוץ, עבור פרויקטים חדשים של ציוד לשיפוץ, על בסיס מודלים סטנדרטיים של משאיות קירור, במטרה להפחית את עלויות סטנדרטיים יותר, עבור פרויקטים חדשים, במטרה להפחית את עלויות סטנדרטיים של משאיות קירור, עבור פרויקטים חדשים, עבור פרויקטים חדשים, עבור תוכניות לטווח ארוך טווח רחב יותר, 000 דולר לטווח ארוך יותר, 000 דולר לטווח ארוך טווח, 000 דולר, 000 דולר, עשוי להיות מופחתים, 000 דולר

סוכנויות רגולטוריות, כולל ועדת בטיחות גרעינית הקנדית (CNSC), עסקו באופן פעיל בסקירות טרום-המחישות של חבילות דלק מתקדמות ועיצובים ליבה משופרים, הערכות הבטיחות שלהם מאשרות כי עם בדיקות מתאימות ופריסה הדרגתית, העלייה המצטברת בשריפה ויעילות לא מקלקלות את שולי הבטיחות המעמיקים והפרוביים של מערכת CANDU ביעילות.

הדרך לעתיד נקי יותר, יותר גרעיני יציב

האבולוציה של הליבה CANDU - מעיצוב טבעי פשוט מבריק ועד פלטפורמה המסוגלת לשרוף גבוה, דלקים חלופיים ואופטימיזציה דיגיטלית - שוללת כמה חדשנות מוגברת, מודעת בטיחות יכול להפוך טכנולוגיה בוגרת.היכולת להוציא יותר אנרגיה מכל קילו של אורניום ללא שילוב עקרונות בטיחות הוא מרכזי כדי להפוך את מערכת האנרגיה המתקדמת ביותר של פיתוח אנרגיה מתקדמת, אפילו יותר אנרגיה פחמן לטווח ארוך של מערכות מחקר מתקדם, כמו גם פיתוח אנרגיה מתקדמת של אנרגיה, 000, 000, 000, 000, ללא שילוב של אנרגיה מתקדמת יותר, 000, 000, 000, 000, ללא שילוב של אנרגיה מתקדמת, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מתקדם של אנרגיה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, ללא שילוב של אנרגיה מתקדמת יותר, 000, 000, 000, 000, 000 אנרגיה מתקדמת, 000, 000, 000 אנרגיה מתקדמת יותר, 000, 000, 000, 000 אנרגיה, 000 אנרגיה, 000, ללא שילוב של אנרגיה, 000 אנרגיה מתקדמת יותר של אנרגיה, 000 אנרגיה, 000, ללא שילוב של אנרגיה, ללא שילוב של אנרגיה, 000 אנרגיה, 000 אנרגיה, 000, 000 אנרגיה, 000, 000, 000 אנרגיה, 000, 000,

למידע טכני נוסף, מתייחס לפרסומים של הסוכנות לאנרגיה אטומית:0 קנדית של המעבדות הגרעיניות של הצי CANDU-1 ו-FLT:2 הסוכנות לאנרגיה אטומית הבינלאומית (FLT 3: 3) פרטים נוספים על החוויה התפעולית העולמית של צי CANDU ניתן למצוא באמצעות FLT:4World גרעין AssociationFLT:5 וה-FLT:6CLT 7FLT7