俄罗斯铅铋反应堆前景看好

苏苏的凤尾鱼 2025-01-09 16:11:47

在本文中,我们将讨论由 Rosatom 科学家和工程师正在开发的新型有趣的反应堆。让我们从铅铋开始。该技术早已为人所知;铅铋首先用于船用反应堆。现在,俄罗斯科学家正在开发不同功率的地面选项。冷却液的特点铅铋具有良好的热物理性质。该合金的熔点相当低 (123 °C)(相比之下,铅的熔点为 327 °C)。这意味着无需制造耐热结构材料。相反,沸点很高(1670°C)。因此,可以在相对较低的压力下获得非常热的蒸汽(一回路中的高压是创建压水堆型反应堆(包括VVER)时必须考虑的一个特征)。蒸汽温度越高,核电站的效率越高。此外,与钠不同,铅铋不与空气和水发生反应,因此排除了氢气排放爆炸和火灾的可能性。一点历史快速反应堆计划用于生产钚--在苏联核项目开始时,人们已经认为核燃料是可再生的。原因很简单:当时苏联尚未发现大量铀矿;战略任务是为国家提供能源。铅铋在快堆中与钠的“竞争中失败”——用钠生产钚的速度更快。然而,铅铋并没有被遗忘。原子项目的创始人之一、快中子反应堆项目的科学总监亚历山大·莱庞斯基 (Alexander Leipunsky) 提议使用该合金来制造核潜艇的反应堆。这个话题很新,人们对铅铋的性质还没有足够的了解。建了几十个试验台架,但大家都很匆忙,所以几乎要同时研究、设计和建造核潜艇。由于缺乏知识,即使在运行期间也必须研究反应堆的性能 - 纠正问题,然后调整制造和使用规定。结果,6 艘配备铅铋反应堆的核潜艇在海军服役至 1996 年,所有模式下的总运行时间约为 80 堆年,项目的优势和主要特点得到了证实。退出到地面。 SVBR-10020 世纪 90 年代后半期,在 100 兆瓦 SVBR 反应堆的基础上,为一座拥有两个机组、发电能力为 1 600 兆瓦的核电站进行了概念设计,每个机组有 16 个模块。随后工程暂停。2006 年,该项目获得了新的推动力--开始了试验工厂的设计工作。 随后,俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)和伊尔库茨克能源公司(Irkutskenergo)成立了一家合资企业--AKME-工程公司(AKME-Engineering)。现在,该项目正在实施中。

SVBR的规划容量为100-130兆瓦。该反应堆可以使用铀和铀钚燃料(氧化物和氮化物)运行。此外,SVBR-100还可以装载含有含量高达百分之几的次锕系元素的燃料。反应堆装置应放置在密封箱内,所有系统均位于一个墙厚 1.5 米的壳体建筑内。俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)还在独立开发两个使用铅铋冷却剂的反应堆——SVET-M 和 SVGT-1。SVET-M“SVET-M”代表“具有自然冷却剂循环的铅铋反应堆 - 模块化”。这是一种整体式快中子核反应堆,其主回路系统位于一个壳体内,并且主回路没有管道和配件,不需要它们。其主要特点是自然循环。这意味着回路中没有循环泵,冷却剂由于堆芯和有条件的“冷”蒸汽发生器中的压力差而移动。由于铅和铋之间的温差较大,在回路的热和“冷”部分会产生更高的压力(与其他冷却剂相比),因此可以降低反应堆安装的高度,从而减少材料消耗。“SVET-M”的开发功率范围为1至50MW,最成熟的设计为10MW。过热器出口蒸汽温度445℃。由于温度高,安装效率高。 SVET-M 与 SVBR-100 一样,可以使用铀和铀钚燃料(氧化物和氮化物)运行。 SVET-M 由 Gidropress 公司(隶属于俄罗斯原子能公司的机械制造部门 Atomenergomash)开发。

SVGT-1SVGT-1反应堆由俄罗斯联邦国家科学中心IPPE(物理与动力工程研究所,Rosatom科学部门的一部分)开发。该名称代表“铅铋燃气轮机,1 兆瓦电力”。根据IAEA分类,属于微反应器。俄罗斯联邦国家科学中心(IPPE)软件和方法支持以及快堆安全性计算和实验验证实验室负责人 Anton Verbitsky 在接受采访时指出,该装置是铅铋反应堆和燃气轮机机组的共生。 SVGT-1也没有泵,循环是自然的。目前,该反应堆正处于初步开发阶段;已制定工作计划以进行技术设计。如果该计划获得批准,三年后就可以开始该技术项目。整个开发周期将持续据初步估计,大约七到十年。由于人们对低功率核电站的兴趣日益浓厚以及冷却剂的天然安全性,所有开发商都认为铅铋项目前景看好。

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