מבוא

כורים מהירים מייצגים אבן הפינה של מערכות אנרגיה מתקדמות באנרגיה גרעינית מכיוון שהם יכולים להפיק אנרגיה משמעותית יותר אורניום טבעי מאשר כורכור תרמי קונבנציונלי תוך צמצום הקרנות לטווח הארוך של פסולת ברמה גבוהה.מרכז לפעולה בטוחה ואמינה של כורים אלה הוא היכולת לשמור על הליבה קרירה במידה מספקת תחת כל התנאים, מניתוח כוח מלא כדי לקבוע תרחישים של התפתחויות אחרונות במערכת קירור הליבה יש חשיבות רבה יותר לבדיקות בטיחותיות מהירה יותר, כי קירור מוקדם יותר, כי כורים מתקדמים, כי הם מתקדמים יותר, כי קירור חומרים מתקדמים, כי הם שינויים מהירים יותר, כי קירור טכנולוגיות קירור מהיר יותר, כי.

תוצאות חיפוש עבור Fast Reactor Core Cooling

כורים מהירים פועלים עם ספקטרום נויטרונים שאינו מתון, הדורש קירור שאינו מאט נויטרונים באופן משמעותי. מתכות נוזליות הן המעמד הקרר המועדף כי הם משלבים תנומה נמוכה עם מוליכות תרמית גבוהה נקודות מרותקות גבוהות.שלוש המועמדים הקרירניים העיקריים הם נתרן, מובילים, ומובילים-ביו-מולקטיים (L) כל אחד מהם מציג תכונות נפרדות ורחום כיור כימיות ואפקטים צלולים.

סויום כמגניב

נתרן שימשה כקרר ביותר בכורים מהירים ניסיוניים ולא-טיפוס, כולל BN-600 ו הכור Phénix. מוליכים תרמית גבוהה שלה (כ 70 W/mK בטמפרטורות הפעלה כור) ונקודת התכה נמוכה (97.7 ° C) מאפשרת העברת חום יעילה בכוח משאבה צנוע.

מוביל ועופרת-Bismuth Coolants

מוביל ו-LBE הם חלופות אטרקטיביות בגלל אינטונציה כימית שלהם עם מים ואוויר, חיסול הסיכון לתגובות אלימות. נקודות הרהורים גבוהות יותר שלהם (לאד: 1749 ° C; LBE: 1670 ° C) מאפשר הפעלה בלחץ אטמוספירי, לפשט את המערכת העיקרית ולהפחית את הסבירות של תאונות מחמצן מבוקרות.

מערכות קירור פסיביות: צמצום ההסתמכות על התאמות Active Components

התקדמות מרכזית בבטיחות הכור המהיר היא פיתוח של מערכות הסרת חום פאסיביות שפועלות ללא משאבות פעילות, שסתום או חשמל.מערכות אלה מסתמכות על זרימת הדם הטבעית המונעת על ידי צפיפות וראש כבידה, ומספקות שולי בטיחות טבועה.

תגובה וסרסל Auxiliary Cooling System (RVACS)

במושג RVACS, להתכווץ חום מן כלי הכורים מועבר על ידי קרינה וזיהום טבעי כלי שיט המכילה חיצונית, אשר לאחר מכן דוחה חום לאוויר המתפתל באמצעות ערימה.המערכת היא פסיבית לחלוטין: לא משאבות, שום פעולה המפעילה, ואין צורך בכוח חיצוני.ה- PRISM (Poweror Innovative Small Testing) עיצוב על ידי GEachi משלב RVAs שיכולה להוכיח את ה-RVA של פעילות הליבה של RSA ללא לחץ דם גבוה.

מערכת הפעלה ישירה (DRACS)

DRACS זוגות בריכת הכור לכדי לולאה טבעית חיצונית דרך מחליף חום ייעודי שקוע בבריכה הקרנית החמה.הלאה מעבירה חום לאוויר או לשקע חום מים. גישה זו יכולה להשיג שיעורי הסרת חום גבוהים יותר מאשר RVACS כי החלפת החום ממוקם קרוב יותר לליבה. הכור מחקר ליבת RRHA (a מוביל-bismuth מגניב מהר) מעסיק מתקן פעיל DRA אפילו חלק של מערכת בטיחות לא זמין.

בידוד טבעי ב-Louve ראשוני

בנוסף מערכות להסרת חום ייעודיות, עיצובי כור מהירים מודרניים מנצלים את זרימת הדם הטבעית בלולאה הקרירנית העיקרית עצמה. במהלך פעולה רגילה, משאבות כוח קרירות דרך הליבה.אם המשאב נכשל, ההבדל הדחיסות בין ליבת הלב החמה לבין הדלומה העליונה הקריר יותר יוצר נתיב זרימה טבעי.תופעה זו מאפשרת את הליבה לשמור על קירור מספיק לתקופות ארוכות ללא כוח.

משפרי חום: שיפור ביצועים

גם עם זרימת פסיבית, יעילותם של חילופי חום משפיעה ישירות על החום המרבי של דעיכה שניתן להסיר ואת שולי הטמפרטורה בליבת. חידושים אחרונים בעיצוב חילופי חום סיפקו שיפורים בולטים בקומפקטיות, שטח פני השטח, והתנגדות לטעינה.

מדפיסים את ה-Creative Exchangers (PCHEs)

(מ) הם מופרשים על ידי ערוצי זרימה כימיים לתוך צלחות מתכת ולאחר מכן diffusion מאגד אותם יחד.הבנייה זו מניבה יחס גבוה מאוד על פני השטח (עד 700 m ⁇ / m ⁇ ) ויכולה לעמוד בלחץים מעל 500 בר.עבור יישומים מהירים, PCHEs עשויים מסגסוגת ניקל עמידת רגל או תחמוצת רגל (Fol) מופחתת גם עלות פלדה (Ricicicercol) בטמפרטורה ישירה של 1C) ו-Fool) בטמפרטורה ישירה (Ricronicercool)).

Shell-and-Fick Exchangers עם צינורות משופרים

עיצובים פגזים ו-YouTube משופרים באמצעות צינורות עם פינים פנימיים של helical, שילובי קלטת מעוות, או משטחים מלוטשים שמשבשים את שכבת הגבול התרמית ולהגדיל את התקני העברת החום על ידי 30–50%. במערכות נתרן-קוול, שיפורים אלה מסייעים לפצות על עלייה הטמפרטורה הנמוכה מעבר להחלפת חום בינונית (IHX) ומאפשרים עבור עיצוב תרמי יותר עם CEACRM (הרחבה עם CEAD) עם CPDD) עם CPDD.comD.comD.

אחסון אנרגיה תרמית כמו Cooling Buffer

כמה מושגים כור מהיר משלבים מערכת אחסון אנרגיה תרמית (TES) סופגת חום עודף במהלך transients או כאשר הטורבינה היא לא מקוון.מדיום האחסון יכול להיות מלח מלוטש, מתכת נוזלית, או קרמיקה מוצקה במהלך ניתוח רגיל, להסיט חלק קטן של חום ראשוני ל-TES יכול לחמם את הלולאה המשנית ולהפחית זעזועים תרמיים על טורבינת חירום, TES יכול לפעול כמו חום, כך שקניית יכולת קירור גבוהה עבור תאים גמישה (SoFR) כדי למנוע יכולת קירור לטווח קצר כל כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כדי למנוע את המודולסאיום של מערכת בטיחות גבוהה של מערכת יציבה של מערכת יציבה של תאים גמישה, כך, כך, כך, כך, כך, כדי למנוע מומנטום גמישה, כדי לנקות את ה-Ricated גמישה, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כדי לנקות את ה-R.

חומרים מגניבים מתקדמים ו-Cotings

קורוזיה והעברה המונית של ⁇ מבניות לתוך הקריר נשארים מנגנוני ההשפלה המשמעותיים ביותר לטווח ארוך בכורים מהירים.התקדמות בשליטה כימית מגניבה ומבחר חומרי חיוני כדי לשמור על ביצועי קירור הליבה על חיי עיצוב 60 שנים.

עופרת מקוטבת ו-LBE Coolants

על ידי שמירה על ריכוז חמצן מבוקר בעופרת מלוטנת או LBE (בדרך כלל בין 10Fillo:0)-6FLT:1 ו 1003FLT:2-5035FLT 3 wt%), שכבת תחמוצת דק ודבקת צורות על משטחי פלדה.זה פועל כמו מחסום דיפוזיה המקטין את שיעור הקורטוזיציה על ידי סדרי גודל של מחקר עדכני של מכון טרנזין (Ricic) כמו פיתוח חמצן מהיר (Ricide) ו-Ricide) של מערכות (Lru) עבור פיתוח TRA) של מערכות.

אולמות ה-Temperature Alloys ו- ODS Steels

Oxide-dispersion-strengthened Steels, המיוצר על ידי ⁇ מכנית ytria nanoparticles לתוך מטריצה ferritic או מרטינסיטית, להציג התנגדות חולפת מעולה וכוח בטמפרטורות עד 700 (FLT:0oFLT:1C) ב sodium עם טמפרטורות נמוכות, ODS מראה סגסוגת זניחה מעולה תחת סגסוגת דלקתית הרחם המהיר (Ricolicoled) אשר עבר ânoled פלדה ânol ânb ânb ânb â € ânb â € â € â € â € â € â € â € â € ¢ ¢ â € ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â â â â ¢ ¢ â â € ¢ â € ¢ â â â ¢ â â â € â â â â â â â â â â â ¢ ¢ â ¢ ¢ â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢

כימיה מגניבה

(המחקר החדש) חוקר את הרעיון של ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שילוב של התקדמות: יתרונות בטיחות וקבלה רגולטורית

כאשר קירור פסיבי, החלפת חום מוגברת, וחומרים מגניבים מתקדמים משולבים, התוצאה היא מערכת קירור ליבה כי הוא סובלני יותר לכשלים ועומסים קיצוניים.

צמצום הנזקים המהירים

הערכת בטיחות פרוביביליסטית (PSAs) עבור עיצובים מתקדמים של כור כמו GE-Hitachi PRISM ו- Westinghouse LFR פרויקט תדר נזק הליבה (CDF) מתחת 10uaFLT:0-7FLT:1 לשנה, סדר גודל נמוך יותר מאשר זה של כור מים אור הנוכחי.

מקרה בטיחותי מפוכח

הגופים הפורמליים כגון ועדת ההסרה הגרעינית של ארה"ב (NRC) וה- Autorit ⁇ de S ⁇ ret ⁇ Nucl ⁇ aire (ASN) מפתחים מסגרות רישוי עבור כורים מתקדמים שמציבים דגש גדול יותר על ביצועי דטרמיוניסטים ולא על מערכת הפעלה אקטיבית מורכבת של רישוי פאסיבי.השימוש במערכות קירור פסיביות מפשטות את תיק הבטיחות מכיוון שיש פחות רכיבים כדי להיכשל ופחות למערכות הפעלה של LTFiFer יכול לזהות במפורש את ה-R.

זמן ארוך

אחד המאפיינים האטרקטיביים ביותר של קירור פסיבי הוא זמן ארוך ⁇ זמן מסופק ללא פעולה מפעיל.בעיצוב RVACS עבור מודול מומנו 150 MWe נתרן, ניתוחים מראים כי הכור יכול לשמור על טמפרטורות ליבה מתחת 650 FLT:0ophirFLT 1C עבור יותר משמונה ימים לאחר תחנת שחורה מלאה, בהנחה כי אין תיקון או תמיכה חיצונית זה זמן ארוך ארוך התמודדות כולל שינויים חזקים של שטח דומה: FLT2iFLT2 צורך במהירות גבוהה יותר מנקה.

מחקרים מתקדמים של מערכות קירור מתקדמות בהפעלה ותגובה מתוכננת

The PRISM Reactor (ארה"ב)

מודול הכור PRISM, שעוצב על ידי GE Hitachi, הוא 311 MWt sodium-cooled Pool-סוג כור מהיר מסוג זה מבוסס אך ורק על הסרת חום פסיבית-חום (RVACS) מספק את הכיור החום המתקדם דרך הקיר של הכור, בעוד שנור ביניים Na-to-Na מעביר חום גנרטורים אדנרטור.כל מערכות עזר ממוקמות מעל הבריכה כדי לנצל את הראש הטבעי עבור עיצוב NLT1.

פרויקט ה-RRHA (Belgium)

MyRRHA (Multi-Purpose Research Reactor for High-Tech Applications) היא מערכת מוכוננת-המוכרת-מחדשת (ADS) המתוכננת במרכז המחקר הגרעיני הבלגי (SCK ⁇ ) מערכת קירור הליבה שלה כוללת משאבה ראשונית, DRACS עם אוויר ייעודי קריר יותר, ומבנה משני יכול להסיר 3 של חום-אווירהמי שנמצא תחת מתקן הבקרה של IR.

עיצוב ASTRID Conceptual (צרפת)

ועדת האנרגיה האלטרנטיבית הצרפתית לאנרגיה אטומית (CEA) פיתחה את מערכת ההקררות של ASTRID (המתקדמת של Sodium Technology Reactor עבור פיזור תעשייתי) ככור מהיר מ-600 מ"מ-התיום" (המכונה RX) משתמש במחזור טבעי של נתרן ואוויר, עם שולי הליבה של כל כך קיבולת של התחממות של קרינת CEACV, כולל אטמוספירה מקיפה של קרינת חום של 15.

אתגרים יוצאי דופן ודרכים מחקר

למרות ההתקדמות המרשימה, כמה אתגרים טכניים נותרו לפני מערכות קירור מתקדמות ניתן לפרוס באופן מסחרי בקנה מידה. חומרים מבניים בעלי חיים של 60 שנים בקורור קורוזי עדיין לא היו מוכשרים לחלוטין.היציבות ארוכת הטווח של ציפויים חד-חמצני תחת אי-הסתה עדיין נמצאת תחת חקירה.הפחתת עלויות בייצור החלפת חום, במיוחד עבור PCHEs בקנה מידה גדול, נותרת אינטגרציה דיגיטלית, כי בסופו של דבר, עשויה להשפיע על מערכות קירור מודרניות.

מחקר מתמשך ב-IEA ⁇ Fast Reactor Working Group ו- Generation IV International Forum מתייחס לסוגיות אלה באמצעות תוכניות בינלאומיות מתואמות.הפיתוח של שיטות סינון בעלות גבוהה עבור ⁇ מתקדמות, השימוש במכונות למידה כדי לייעל את הגיאומטריה של החלפת חום, וההפגנה של שליטה אוטונומית עבור מערכות פאסיביות הן כל תחומי חקירה פעילים.

מסקנה

ההתקדמות האחרונה במערכות קירור ליבת הכור המהיר שיפרה באופן יסודי את מקרה הבטיחות עבור מעמד חשוב זה של כור גרעיני.מערכות קירור פסיבית הנשען על מחזור טבעי, החלפת חום משופרת עם ביצועים תרמיים גבוהים יותר, וכימאים מגניבים חדשניים כי צמצום קורוזיה משלבים לייצר עיצובים מהירים כי הם ממשיכים בטוח יותר מקודמיות של מערכות הפעלה מהירה, תוך צמצום ההסתברות של נזק הליבה, הגבלות הרישוי, ולספק עם זמני התמודדות עם טיפול גרעיניים מתקדמים, תוך כדי טיפול מהיר, תוך כדי מענה מהיר של מערכות קירור, תוך כדי מענה יעיל של מערכות כוח חיובי, תוך כדי מענה יעיל של אנרגיה מתקדמת, תוך כדי מענה מהיר, אספקת בטיחות מהירה של מערכות קירור יעיל של מערכות קירור יעיל של מערכות קירור יעיל של מערכות קירור יעיל של אנרגיה מתקדמת, תוך כדי מענה יעיל של אנרגיה מתקדמת, תוך כדי מענה יעיל של אנרגיה מתקדמת, מנגנונים מהירים, תוך כדי מענה יעיל של מערכות קירור יעיל של מערכות אבטחה מהירה, תוך כדי מענה יעיל של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה, תוך כדי מענה יעיל של מערכות קירור יעיל של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות קירור יעיל של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות אבטחה מהירה של מערכות כוח.