בעוד העולם מאיץ את המעבר שלו לכלכלה פחמן נמוכה, כמה טכנולוגיות יכולות להתאים את ההיקף והאמינות של כוח גרעיני.בין עיצובי הכור שהוכיחו את הערך שלהם במשך עשרות שנים של תפעול מסחרי, נביחות מים (BWRs) לעמוד על הפשטות הישירה שלהם, גמישות מבצעית, ושיא בטיחות חזק. במאה ה-21, כאשר ההספקים של דה-פחמינליזציה ולשלוט על מדיניות אבטחה, WR מציעים את האתגרים הקטנים של עיצוב, כדי לפתח את הגבולות של אנרגיה יעילה, כדי לחקור את הגבולות.

הבנת תגובות מים

איך BWRs עובד

בולים מים מגיבים הם סוג של כור מים קלים המשתמש במים רגילים (H2O) כמו גם מתווך מגניב וגם מתווך נויטרונים. BWR, מים מותר לרתח בתוך הליבה הכור בלחץ של כ-7-8 MPa (70-80 אטמוסמונים) הקיטור שנוצר ישירות מהבסיס, עובר דרך אדים ומייבשים יבשים, ולאחר מכן כדי להבחין בין הכורבינות משנית לבודדים (R) ל-Ricreronicreams אחוריים (R) ל-R) לאחר הסרת כלי הקיטורידיאופרטורידיאופרורים (R) ל-R).

פיתוח היסטורי וחלוקת גלובלית

טכנולוגיית BWR פותחה בארצות הברית בשנות החמישים וה-60, עם BWR המסחרי הראשון (Dresden 1) החל לפעול בשנת 1960.ב בעשורים הבאים, BWRs היו פרוסים נרחב בארצות הברית, יפן, שוודיה ומדינות אחרות.היום, כ-60 BWRs נותרו פועלים ברחבי העולם, ויצרו חשמל מלוטש משמעותי.

הבדלים מרכזיים של PWRs

בעוד שני BWRs ו PWRs הם כור מים קלים, ההבדלים העיצוביים שלהם מובילים למאפיינים תפעוליים נפרדים. BWRs לפעול בלחץ ראשוני נמוך מעט יותר לייצר קיטור ישירות בליבת, וכתוצאה מכך פריסת צמח פשוטה יותר.עם זאת, הקשר הישיר בין קיטור לבין האמצעים כי כל התאמה במים הכור יכול להשפיע על רכיבי טורבינות.

היתרונות של BWRs לאנרגיה בת קיימא

ליד Zero Greenhouse Gas Emissions

תחנות כוח גרעיניות, כולל BWRs, לייצר חשמל ללא פחמן דו-חמצני, מתאן או גזי חממה אחרים במהלך המבצע. הערכות מחזור חיים כי חשבון בנייה, כרייה, העשרה, ופירוק עדיין מניב פליטות דומות לרוח ולשמש - סביב 12-15 gCO2eq/kWh. על ידי הצבת פחם וגז טבעי, BWRs לספק פליטה מדרגת גזים, גבוהה, כמו גם אם יש צורך גבוה של אפס אנרגיה, כדי לעמוד ב-160 אחוזים, כדי לעצור את המהירות של דרכים של אנרגיה, כדי להגדיל את הפחתת זמן פנויה.

עומס בסיס אמין ועומס - מעקב אחר יכולת

אחת התכונות החשובות ביותר של BWRs במערכת אנרגיה בת קיימא היא הגמישות שלהם.בניגוד צמחי פחם הדורשים שעות כדי לרומם או לרדת, BWRs יכול להתאים את תפוקת החשמל בטווח של 50-100% בתוך דקות.יכולת זו מעקב עומס מאפשר BWRs להשלים משתנים מתחדשים כגון רוח ושמש: כאשר השמש זורחת ורוח מפוצץ, BWR יכול להיות חטוף; כאשר הם במהירות יכול להגדיל את רשת מתחדשת עבור זרם BWR.

כוח עליון והכחשה אנרגיה

BWRs בדרך כלל להשיג גורמים (התפוקה בפועל על פלט פוטנציאלי) של 85-93%, בין הגבוהים ביותר של כל טכנולוגיית ייצור חשמל מייצרת חשמל.זה אומר אחד 1,200 מגהוואט BWR יכול לספק את צרכי החשמל של מעל 800,000 בתים אמריקאים. צפיפות האנרגיה של דלק גרעיני היא פקודות של גודל גדול יותר מדלקים מאובנים או ביומסה: אחד דלק אורניום בגודל של אצבע מכיל כמות גדולה של אנרגיה אחת, כמו גם עבור קרקע קטנה, או פחמן, עבור מים, או פחמן, עבור חשמל מוגבל, או פחמן, או פחמן, עבור קרקע, 000.

שילוב עם Decarbonized Heat ו Hydrogen

מעבר לחשמל, BWRs יכול לספק חום תהליך או קיטור עבור יישומים תעשייתיים, חימום מחוזי וייצור מימן. high-temperature אדים אלקטרוליטיזה או מחזורים תרמוכימיים יכול להשתמש חום גרעיני לייצר מימן עם פליטות כמעט אפס. מסלול " מימן שמן שמן" זה יכול להפיג את המגזרים כגון ייצור פלדה, ייצור אמוניה, ותחבורה כבדה שקשה לייצר באופן ישיר של מספר כלי רכב הם לחקור את אתרי האלקטרו-מיון הקיימים במתקנים הקיימים במתקנים חשמליים.

טביעת רגל קטנה יותר וצריכת מים נמוכה יותר

בהשוואה למערכות קירור פעם אחת עבור פחם או צמחי גז טבעיים, BWRs (כמו כל צמחי הגרעין) יש צריכת מים נמוכה יחסית ל מגה-וואט-שעה, במיוחד כאשר משתמשים במגדלי קירור.בנוסף, כי BWRs לייצר קיטור ישירות, הם לא דורשים גנרטורים משניים גדולים הדרושים ב- PWRs, צמצום טביעת הרגל הפיזית של בניין טורבינות.זה יכול להיות יתרון כאשר הם יושבים על גבי מתקני ניקוי חדשים או מחוסנים מחוסנים או מחוסנים לשעבר.

אתגרים העומדים בפני BWRs במאה ה-21

ניהול דלק ורדיואקטיבי פסולת

אין דיון בקיימות גרעינית ללא התייחסות לשאלה של פסולת רדיואקטיבית. BWRs לייצר דלק גרעיני שעדיין מסוכן במשך אלפי שנים, עם זאת, נפח הוא קטן יחסית: כל הדלק המבוזבז שנוצר אי פעם על ידי כורים מסחריים בארה"ב יכסה שדה כדורגל בעומק של פחות מ-10 מטרים, מדיניות נוכחית ברוב המדינות קוראת לסילוק גיאוגרפי עמוק, עם מנגנונים מסחריים של דליקוע ויפן (בטווח מוקדם יותר) החל מפעולות נוספות של פעילות מהירה, כולל כורים גרעיניים, כולל פרוגרסיביים ומהירות גבוהה יותר מ- יפן (ביפן) ופעולות נוספות, כולל כורים נוספים, כולל כורים נוספים, כולל פרוגרסיביים), החל מ- יפן, כולל כורים מתקדמים יותר מ- יפן, כולל ונגישומידקנותקפנים) מוקדם יותר מ- יפן, כולל כורים מתקדמים יותר מ- יפן, החל מ- יפן, החל מ- יפן, החל מ-הטווח מוקדם יותר, כולל .

עלויות הון גבוהות וסיכון בנייה

בניית BWR חדש - או כל כור גרעיני גדול - דורש השקעה מסיבית הון, לעתים קרובות בטווח של 5-10 מיליארד דולר ליחידה יחידה אחת. פרויקטים בנייה נתקלו בעלויות ועיכובים, בין השאר בשל המורכבות של מערכות בטיחות מודרניות ואובדן שרשראות אספקה גרעיניות מיומנים (אך, עיצובים סטנדרטיים כמו ABWRaging, אשר נבנה על לוח הזמנים ביפן וטייוואן, אשר מוכיחים מחדש את עלויות בנייה קטנות (Ric) ו-HRiOS-RI) תחת עלויות בנייה קצרות יותר.

חששות ציבוריים ובטיחות

התאונות באי Three Mile Island (PWR), צ'רנוביל (RBMK), ו-Fukushima Daiichi (BWR) הותירו רושם מתמשך על דעת הקהל.התאונה Fukushima בשנת 2011, אשר מעורבת BWRs של עיצוב ישן (Mark I Containment) סובל מהתמוטטות ליבה לאחר צונאמי, הובילה לסיומה זמנית של כורים ודרישות בטיחותיות מוגברת, כולל תמיכה חיצונית, כולל, כולל תמיכה מהירה, שלושה ימי לחץ חיצוני, כולל תמיכה, כולל תמיכה, וספקית, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, וספקית, כולל תמיכה חיצונית, כולל תמיכה, וספקית, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה קשה בעולם, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר, כולל תמיכה קשה, כולל תמיכה, כולל תמיכה מהירה יותר, שלושה ימים של כוח, וספקית, וספקית, כולל תמיכה מהירה, כולל תמיכה מהירה, וספקית, כולל תמיכה מהירה, כולל תמיכה מהירה יותר, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר, כולל תמיכה מהירה, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר, כולל תמיכה מהירה יותר ויותר

סיקור הארליס ו-Licensing

רישוי של עיצוב כור חדש הוא תהליך ארוך ויקר במדינות רבות.הנציבות לרישום גרעיני בארה"ב, למשל, דורש רישיון בנייה משולבת והפעלה שיכול לקחת שנים כדי להשיג.לעבורת, גישה רגולטורית מיודעת סיכונים והסמכת עיצוב בינלאומית (למשל, דרישות השימוש האירופיות) יכול לעזור.עבור BWRs קיימים, התחדשות ל-60 או 80 שנים (חיים) כבר מתקדם, הבטחת יחידות הפעלה בטוחה, מבטיח, שמירה על עצמה, מבטיח, להמשיך.

תפקיד BWRs בעתיד אנרגיה בר קיימא

חידושים ברשת-Zero Grid

כוח השמש והרוח חיוני לדה-קרבן, אך ההתערבות שלהם יוצרת אתגרים עבור מפעילי רשת. BWRs, עם הניתוח הגמיש שלהם וגורמי יכולת גבוהה, לספק את החשמל הסגולה אמין כי מתחדשים לא יכולים. גישה הכוללת BWRs, רזרבות, אחסון אנרגיה וניהול הביקוש-side יכול להשיג פחת עמוק עלות נמוכות יותר מאשר על אחסון מתחדשים בתוספת מחקרים חד-צדדיים, כולל LT2F.

ייצור התעשייה עם חום גרעיני

בערך חמישיית של צריכת האנרגיה העולמית משמשת לחום תעשייתי, הרבה ממנו נוצר על ידי שריפת דלקים מאובנים. BWRs יכול לספק חום זמני נמוך (עד -280 מעלות צלזיוס) באמצעות החילוץ קיטור, מתאים יישומים כגון ייצור נייר, דיסנדרום, והתחדשות פטרוכימית של חום וכוח באתרי BWR יכולים לשפר את יעילות הצמח הכוללת ואת הפירוק הטבעי של כמה עשורים, כדי להוכיח את נפח האוויר המסחרי של ציוד קיטור.

BWRs ו- Advanced Designs

הגבול הבא של טכנולוגיית BWR שוכן בכורים מודולריים קטנים (SMRs) GE-Hitachi BWRX-300, 300-MWe טבעי מחזור BWR, נועד להיות בנוי מפעל ונשלח לאתר, צמצום עלויות הבנייה והזמן באופן דרסטי.עם מערכות בטיחות פסיביות ועיצוב פשוט, BWRX-300 ממטרות בנייה מתחת ל-1 מיליארד דולר לכלי רכב, אזורי מימן, יכולות להיות ממושכות יותר מתחום ההגנה של מדינות אחרות, מעבר לקנדה, או להפצת כוח גרעיני, או להפצת כוח גרעיני, או לקנדה.

סיקור החיים ו- Uprates

בעוד בניית כורים חדשים נותרה מאתגרת, צי BWR הקיים ממוטב באמצעות מאגרי חשמל (הרחבת התפוקה התרמית המורשות) וחידושי רישיון ל-80 שנים.לדוגמה, ארה"ב BWRs עברו מספר רב של מעליות אשר הוסיפו באופן קולקטיבי אלפי מגה-וואט של יכולת - שווה ערך למספר כורים חדשים - בשבריר של העלות.

Synergy עם Hydrogen ו-Synthetic Fuels

יכולת גרעינית במהלך תקופות של ביקוש חשמל נמוך ניתן להסיט לייצר מימן באמצעות אלקטרוליטיזה. מימן זה יכול להיות מאוחסן או משמש לייצור מתאן סינתטי, אמוניה, או דלקים נוזליים. BWRs, עם היכולת שלהם כדי לשנות את תפוקת החשמל, יכול להתאים את ייצור מימן בהתבסס על תנאי רשת. פיילוט בארה"ב וקנדה כבר להפגין את הכדאיות הטכנית.

תחזיות גלובליות והשלכות מדיניות

מדינות עם ציי BWR משמעותיים - ארצות הברית (31 הפעלה BWRs), יפן (השבדיה) ואחרים - יש אינטרס אסטרטגי לשמור ולשדרג נכסים אלה.בשוודיה, בתחנות הרינגל והאוסקארישאם, הכוללות BWRs, לספק כ-30% מהחשמל של המדינה והם קריטיים עבור המטרה שלה של 100% אנרגיה מתחדשת (או ללא מאובנים) על ידי 2040, היא מחדש של אנרגיה גרעינית לאחר שדרוג פחמן לאחר שדרוג פחמן דו-ואש.

פרויקטי ההתאחדות הגרעינית העולמית:0 (World AssociationBuildFLT:1) שדור גרעיני יכול להכפיל עד שנת 2050 אם התמיכה במדיניות, קבלה ציבורית והפחתה של עלויות ייצור. BWRs תהיה חלק משמעותי מהצמיחה, במיוחד כאשר עיצובים SMR נכנסים לשוק. ממשלות יכולות להאיץ את פריסה באמצעות רישוי, תמחור פחמן, כלי מימון ירוקים, השקעות באימון.

מסקנה

תגובת מים בולים סיפקה חשמל נקי, אמין במשך יותר משישה עשורים, והם נשארים אבן הפינה של תיקוני האנרגיה של מדינות רבות פחמן נמוך פחמן.פשטות מחזור ישיר שלהם, מעקב אחר זריזות, ותיעוד מוכח להפוך אותם מתאימים ייחודי כדי להשלים את הנתח העולה של משתנים מתחדשים ברשת של המאה ה-21, בעוד אתגרים כגון ניהול פסולת, עלייה, תפיסה ציבורית ותפיסתם דורשות תשומת לב מתקדמת, כולל מרכזי יותר של פחמן ללא חשמל פסיבי, כולל תכונות כלכליות, כמו גם ללא גבולות, כמו מרכזי יותר, כמו גם עם תכונות כלכליות, כמו פחמן-אווירה, כולל ממשקי אנרגיה פסיביות, כולל ממשקי פחמן-אווירה, כולל תכונות אבטחה ברמה גבוהה יותר, כולל ממשקי פחמן-אווירה יותר, כולל ממשקי פחמן-אוויר, כולל ממשקי ביטחון עצמיות יותר, כולל ממשקי אנרגיה יציב יותר, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי אנרגיה יציב יותר, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי פחמן-אווירהספקות יותר, כולל מרכזי יותר, כולל מרכזי יותר, כולל ממשקי אנרגיה יציבים יותר, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי אנרגיה יציבים, כולל ממשקי אנרגיה יציב יותר, כולל ממשקי