Достоинства. Быстрый реактор со свинцовым охлаждением (LFR)

Быстрый реактор со свинцовым охлаждением (LFR).

Быстрый реактор с натриевым охлаждением (SFR).

Газоохлаждаемый быстрый реактор (GFR).

Недостатки.

· Необходимость организовывать переработку топлива на АЭС.

· Более высокие дозовые затраты при проведении ремонта 1-го контура по сравнению с ВВЭР

· Низкий коэффициент воспроизводства (КВ ~ 1,06 для MSBR-1000) по сравнению с жидкометалическими реакторами с натриевым теплоносителем (КВ ~ 1,6 для БН-600, БН-800)

· Значительно большие (в 2—3 раза) по сравнению с водо-водяными реакторами выбросы трития, с которыми можно бороться подбором конструкционных материалов трубопроводов 1-го контура.

Система газоохлаждемого быстрого реактора характеризуется спектром быстрых нейтроном и закрытым топливным циклом для эффективной переработки обогащенного урана и управления актинидами. Реактор охлаждается гелием, с выходной температурой 850 градусов Цельсия и использует газовую турбину на цикле Брайтона для высокого термического КПД.

SFR – проект базирующийся на двух тесно связанных существующих проектах: ядерном реакторе-размножителе и жидкометаллическом реакторе.

Цель заключается в том, чтобы увеличить эффективность использования урана путем расширенного воспроизводства плутония и устранения нужды в трансурановых изотопах. Проект реактора содержит активную зону на быстрых нейтронах без замедлителя, созданную для того, чтобы позволить использовать все трансурановые элементы. Кроме плюса удаления трансурановых элементов с больших периодом полураспада из отработанного цикла, SFR увеличивается в объеме, когда реактор перегревается, и цепная реакция автоматически замедляется.

LFR характеризуется быстрым спектром нейтронов, жидкометаллическим охлаждением и закрытым циклом. Возможные варианты включают «батарейку» с 50-150 мегаваттами электричества, которая характеризуется очень долгим периодом перегрузки топлива, модульную систему работающую при 300-400 мегаваттах, и большую монолитную станцию работающую при 1200 МВ. Топливо металлическое или нитридное содержит обогащенный уран и трансурановые элементы. LFR охлаждается естественной конвекцией с выходной температурой теплоносителя 550 градусов Цельсия, которая может достигать 800 градусов с современными материалами. Более высокая температура позволяет получать водород с помощью термохимических реакций.

Использование жидкометаллических теплоносителей в ядерных установках имеет ряд преимуществ:

Жидкие металлы имеют малую упругость паро́в. Давление в системе определяется только потерей напора в контуре, которое обычно меньше 7 атм. Низкое давление существенно упрощает конструкцию и эксплуатацию как реактора, так и вспомогательного оборудования станции.

Высокая температура кипения жидких металлов обеспечивает большую гибкость в работе. Например, если температура теплоносителя на выходе из реактора значительно повысится, то расплавления тепловыделяющего элемента, обусловленного образованием парово́й плёнки, как это происходит при охлаждении водой, не произойдет. Допустимые тепловые потоки практически не ограничены критическими тепловыми нагрузками. Реактор с натриевым контуром имеет тепловые потоки до 2,3·10⁶ ккал/м²·ч и удельную объёмную напряжённость 1000 кВт/л.

Высокая электропроводность жидких щелочных металлов позволяет полностью использовать герметизированные электронасосы (постоянного и переменного тока). По расходу энергии на прокачивание жидкие металлы лишь немногим уступают воде. Из жидких металлов лучшие характеристики по расходу энергии на прокачивание имеют щелочные металлы. Если, например, расход энергии на прокачивание жидкого натрия принять за единицу, то для ртути это будет 2,8, а для висмута 4,8.

В отличие от других жидких металлов, Na и Na—K оказывают малое коррозионное и эрозионное воздействие на конструкционные материалы. Для натрия и эвтектики Na—K можно применять многие из обычных материалов.

Наиболее дешёвым из жидких металлов является натрий, затем свинец и калий. Поскольку объём теплопередающей системы обычно относительно невелик, а перезарядка производится редко, затраты на теплоноситель незначительны.

Дата добавления: 2015-05-08