13 мая 2021

Китайская корпорация CNNC сохраняет уверенность в успехе проекта использования малых атомных реакторов для нужд районного теплоснабжения

AtomInfo.ru

Китайская корпорация CNNC сохраняет уверенность в том, что у неё получится внедрить в Китае реакторы DHR, разработанные специалистами корпорации для нужд районного теплоснабжения.

Высшее руководство КНР поставило целью добиться снижения выбросов CO2до минимально возможного уровня к 2050 году. Прогнозируется, что в ближайшие годы рост выбросов продолжится, достигнув где-то к 2030 году максимальной величины 10,2 миллиардов тонн, после чего начнётся резкое снижение, и в 2060 году выбросы сократятся до 200 миллионов тонн.

За районное теплоснабжение в Китае сейчас отвечают в основном угольные ТЭЦ, чья работа вносит значительный вклад в общий выброс CO2. Корпорация CNNC предлагает заменить угольные станции на блоки с реакторами DHR, что позволит устранить крупных загрязнителей окружающей среды.

Аббревиатура DHR расшифровывается следующим образом - Deep-pool Low-temperature Heating Reactor. Из неё ясно, что DHR - реактор бассейнового типа, то есть погружённый на дно бассейна, заполненного лёгкой водой. Давление над бассейном атмосферное.

Мощность реактора - 400 МВт(т). Срок службы блока с DHR составляет как минимум 60 лет. Кампания - 450 эффективных суток. Площадь земельного участка, занимаемого блоком не превышает 0,4 гектаров. Численность оперативного и ремонтного персонала - 35 человек. Использование реактора многоцелевое. Температура теплоносителя (лёгкой воды) на входе в активную зону равна 68°C, на выходе - 98°C.

Активная зона реактора DHR набирается из квадратных сборок CF3-S 17×17, представляющих собой адаптированные (укороченные) ТВС CF3 для реакторов PWR. В качестве выгорающего поглотителя выбран гадолиний. Жидкостное борное регулирование отсутствует, управление реактивностью осуществляется стержнями СУЗ. Два внешних ряда активной зоны собраны из блочков графитового отражателя. В более близком к центру из этих рядов предусмотрены позиции для облучательных каналов. Среднее выгорание топлива в реакторе DHR - примерно 30 ГВт×сут/т.

Диаметр бассейна, в который погружен реактор, составляет 10 метров. Глубина бассейна - 26 метров. Объём лёгкой воды в бассейне - 1800 кубометров. Размещение бассейна полностью подземное.

Реакторная установка DHR реализована в трёхконтурном исполнении, с потребителем связан третий контур. Давление в третьем контуре выше, чем во втором, а во втором - чем в первом.

Управление реактором упрощённое ("одна кнопка" для пуска и для останова). Слежение за нагрузкой производится в автоматическом режиме.

Реактор DHR обладает внутренне присущими свойствами безопасности. Для реактора характерны большие по модулю отрицательные коэффициенты реактивности. На пользу безопасности идут большой запас воды в бассейне (примерно 1800 тонн) и подземное расположение реактора. Высокое давление в DHR отсутствует.

В реакторе исключены аварии типа LLOCA (разрыв трубопроводов первого контура большого диаметра), самовзвод стержней СУЗ и многие другие потенциальные аварийные ситуации.

В проекте предусмотрены различные способы и средства сокращения возможных выбросов. Так, повышенное давление во втором (промежуточном) контуре не даёт возможности загрязнённой воде первого контура попасть во второй контур при отказах в теплообменниках. Имеются четыре барьера, эффективно сдерживающие распространение радиоактивных веществ - оболочки твэлов, реакторный бассейн, подземное расположение реактора, герметичное здание над бассейном. Кроме того, в проекте имеются системы сбора и очистки газов и организованных протечек.

У блоков с реакторами DHR нет специальных требований геологического характера, они могут строиться как на скальных породах, так и на более мягких грунтах. Также им не требуются значительные объёмы технической воды, поэтому их можно размещать не только на морском побережье или вблизи рек, но и в глубине суши.

В связи с тем, что DHR не представляют радиационной опасности для населения за пределами своей площадки (которая, как уже было сказано, малого размера), то их можно строить близко к городам и подключать напрямую к городским сетям теплоснабжения.

В холодные периоды года блоки с реакторами DHR могут отвечать за отопление населённых пунктов, а в те периоды, когда отопление не требуется, они могут работать как поставщики горячей воды для сельского хозяйства или как опреснители морской воды. Также они могут обслуживать бромистолитиевые абсорбционные холодильные машины.

Наличие в радиальном отражателе облучательных каналов позволяет также использовать реакторы DHR в качестве наработчиков радиоизотопов (молибден-99, йод-125 и -131 и другие) или решать другие производственные задачи, связанные с облучением материалов.

Для строительства демонстрационного (а возможно и головного) блока с DHR выбрана площадка "Liaoyuan" в провинции Гирин на северо-востоке Китая. Заявка на одобрение проекта подана.

Предварительное проектирование блока с DHR завершено. Выбрано основное оборудование, всё оно будет производиться в Китае.

В качестве топлива, как уже сказано, предполагается использовать ТВС типа CF3-S. В настоящее время проходят экспериментальные исследования по теплообмену для таких сборок.

Насосы центробежные или диагональные (mixed-flow), теплообменники пластинчатые. Проектные работы по ним выполнены.

Системы обращения с топливом, внутрибассейновые устройства, АСУТП будут во многом заимствованы из больших PWR. Для них ещё потребуется выполнить ряд экспериментальных работ по их обоснованию.