Реактор БН-1200
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
| БН-1200 | |
|---|---|
 | |
| Поколение | Поколение IV |
| Концепция реактора | Быстрый реактор-размножитель |
| Статус | Планируется/Концепция |
| Основные параметры активной зоны реактора | |
| Топливо ( делящийся материал ) | Неизвестный |
| Энергетический спектр нейтронов | Быстрый |
| Первичный теплоноситель | Жидкий натрий |
| Использование реактора | |
| Мощность (тепловая) | 2900 МВт тыс. |
| Мощность (электрическая) | 1220 МВт эл. брутто |
Реактор БН-1200 с натриевым теплоносителем — проект быстрого реактора-размножителя , разрабатываемый ОКБМ Африкантов в Заречном , Россия. БН-1200 создан на основе более раннего БН-600 и особенно БН-800 , с которым он имеет ряд общих особенностей. Название реактора происходит от его электрической мощности, номинальной 1220 МВт.
Первоначально планы по БН-1200, которые изначально были частью плана расширения, включавшего в себя восемь реакторов БН, строительство которых началось в 2012 году, неоднократно сокращались, пока не было заказано только два. Строительство первого должно было начаться на Белоярской АЭС в 2015 году с вводом в эксплуатацию в 2017 году, за ним должен был последовать второй энергоблок. Возможная новая станция, известная как «Южный Урал», когда-нибудь в будущем сможет принять еще два БН-1200.
В 2015 году, после небольших задержек, проблемы на недавно построенном БН-800 потребовали изменения конструкции топлива. Строительство БН-1200 приостановлено на неопределенный срок. [1] и Росэнергоатом заявили, что решение о продолжении не будет принято до 2019 года. [2] В январе 2022 года Росатом объявил, что пилотный БН-1200М будет построен к 2035 году. [3]
Фон
[ редактировать ]В быстрых реакторах серии БН используется активная зона, работающая на обогащенном топливе, включающем высоко (80%) или среднеобогащенный уран или плутоний . Эта конструкция производит много нейтронов, которые покидают зону активной зоны. Эти нейтроны вызывают дополнительные реакции в «одеяле» материала, обычно природного или обедненного урана или тория , где появляются новые плутоний- или 233
U соответственно образуются атомы. Эти атомы имеют различное химическое поведение и могут быть извлечены из бланкета путем переработки. Полученный металлический плутоний затем можно смешать с другим топливом и использовать в обычных конструкциях реакторов.
Чтобы в результате реакции размножения производилось больше топлива, чем расходуется, нейтроны, высвобождаемые из активной зоны, должны сохранять значительную энергию. Кроме того, поскольку ядро очень компактно, тепловые нагрузки высоки. Эти требования привели к использованию жидкого натриевого теплоносителя, поскольку он является отличным проводником тепла и в значительной степени прозрачен для нейтронов. Натрий обладает высокой реакционной способностью, поэтому необходимо тщательное проектирование для создания безопасного контура первичного охлаждения. В альтернативных конструкциях используется свинец.
Хотя плутоний, производимый бридерами, полезен для оружия, более традиционные конструкции, особенно реактор с графитовым замедлителем, генерируют плутоний легче. Однако эти конструкции намеренно работают на низких уровнях энергии по соображениям безопасности и неэкономичны для производства электроэнергии. Способность бридера производить больше нового топлива, чем было затрачено, а также производить электроэнергию, делает его экономически интересным (он использует 99% энергии урана вместо 1%). Однако на сегодняшний день низкая стоимость уранового топлива сделала его непривлекательным, поскольку оно в четыре раза дешевле БН600. [ нужна ссылка ]
История
[ редактировать ]Предыдущие проекты
[ редактировать ]Следующее советское правительство начало экспериментировать с селекционерами в 1960-х годах. В 1973 году был построен первый прототип энергетического реактора, реактор БН-350 , который успешно работал до 1999 года. В этом реакторе почти постоянно происходили серии пожаров натриевого теплоносителя, но его средства безопасности сдерживали их. несколько большей конструкции Реактор БН-600 был введен в эксплуатацию в 1980 году и продолжал работать как минимум до 2019 года).
Проектирование более крупного завода с явной целью экономичного производства топлива началось в 1983 году как реактор БН-800 , а строительство началось в 1984 году. К этому времени французский «Суперфеникс» уже начал работу. У Super Phenix были проблемы с запуском, прежде чем он достиг эксплуатационной надежности. Падение цен на уран усилило опасения, сделав концепцию размножителя экономически неосуществимой. Чернобыльская катастрофа 1986 года остановила строительство до тех пор, пока не удалось добавить новые системы безопасности.
БН-800 претерпел серьезную модернизацию в 1987 году и небольшую - в 1993 году, но строительство возобновилось только в 2006 году. Реактор достиг критичности только в 2014 году, а дальнейший прогресс остановился из-за проблем с конструкцией топлива. Он был перезапущен в 2015 году, вышел на полную мощность в августе 2016 года и вошел в коммерческую эксплуатацию в 2023 году.
Концепция дизайна
[ редактировать ]Концепция БН-1200, по сути, представляет собой доработанную конструкцию БН-800, преследующую двойную цель: экономичную эксплуатацию и одновременное соответствие ограничениям безопасности реакторов IV поколения . Он использует более простую процедуру заправки и имеет увеличенный расчетный срок службы - 60 лет. Повышение безопасности включает в себя отказ от натриевых трубопроводов внешнего первого контура и пассивный аварийный отвод тепла.
В конструкции коэффициент воспроизводства составляет от 1,2 до 1,3–1,35 для смешанного уран-плутониевого оксидного топлива и 1,45 для нитридного топлива. Бор предполагается использовать для внутриреакторной защиты. Тепловая мощность номинальная 2900 МВт, электрическая мощность 1220 МВт. Температура теплоносителя первого контура в промежуточном теплообменнике 550 °С, в парогенераторе 527 °С. Ожидается, что валовая эффективность составит 42%, чистая 39%. Предполагается, что он будет представлять собой конструкцию поколения IV и будет производить электроэнергию по цене 0,65 рубля/кВтч (2,23 цента США/кВтч). В конструкции была использована более простая процедура заправки, чем в конструкциях БН-600 и БН-800. [4]
Всемирная ядерная ассоциация относит БН-1200 к коммерческим реакторам, в отличие от своих предшественников. [5]
Планируемое строительство
[ редактировать ]Первоначально ОКБМ планировало ввести в эксплуатацию первый энергоблок на МОКС-топливе в 2020 году, а к 2030 году его количество увеличится до восьми (общая мощность 11 ГВт). [6] СПб АЭП также заявило о причастности к проектированию. Росэнергоатом при разработке проекта привлек иностранных специалистов, в том числе упомянула Индию и Китай.
В начале 2012 года Научно-технический совет Росатома одобрил строительство реактора БН-1200 на Белоярской АЭС . Техническое проектирование планировалось завершить к 2013 году, а изготовление оборудования должно было начаться в 2014 году. Строительство должно было начаться в 2015 году, первые загрузки топлива - в 2017 году, а полная коммерческая эксплуатация - уже в 2020 году. Второй энергоблок - БН-1200 или За ним должен был последовать БН-1600, а также возможность создания БРЕСТ-300 бридера со свинцовым охлаждением . Эти планы были одобрены правительством Свердловской области в июне 2012 года. [7]
Статус
[ редактировать ]Строительство БН-1200 требует экономики, «сопоставимой с ВВЭР-1200».
В генеральном плане России, включающем еще девять реакторов других типов, остаются два БН-1200. В этом отчете говорится, что один БН-1200 находится в двух местах: Белоярске и Южном Урале. Остальные представляют собой смесь ВВЭР-600 и ВВЭР-ТОИ . [8]
См. также
[ редактировать ]
- Реактор БН-350
- Реактор БН-600 – российский быстрый реактор-размножитель с натриевым теплоносителем.
- Реактор БН-800 — российский ядерный реактор на быстрых нейтронах, работает с 2016 года.
- Реактор IV поколения
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Россия откладывает БН-1200 в целях улучшения конструкции топлива» . Мировые ядерные новости. 16 апреля 2015 года . Проверено 19 апреля 2015 г.
- ^ Далтон, Дэвид, изд. (22 марта 2016 г.). « Решения по Белоярскому БН-1200 до 2019 года не будет» . НукНет .
- ^ «Россия построит БН1200 к 2035 году» . Международная организация ядерной инженерии . Проверено 27 июля 2022 г.
- ^ Ван, Брайан (15 декабря 2023 г.). «План Китая по замене угольной энергетики атомной | NextBigFuture.com» . Проверено 21 декабря 2023 г.
- ^ «Ядерный синтез: ВЯА – Всемирная ядерная ассоциация» .
- ^ «Россия нацелена на БН-1200 к 2030 году» . мировые ядерные новости . 22 июля 2014 г.
- ^ «Большой быстрый реактор одобрен для Белоярска — World Nuclear News» . www.world-nuclear-news.org .
- ^ «К 2030 году Россия построит 11 новых ядерных реакторов» . мировые ядерные новости . 10 августа 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Реакторные заводы» . Официальный сайт . Архивировано из оригинала 4 августа 2018 года . Проверено 16 марта 2019 г. (Возможная обновленная ссылка: Реакторы на быстрых нейтронах. Архивировано 21 февраля 2019 г. в Wayback Machine .)
- «Реактор на быстрых нейтронах БН-1200» (PDF) . - в ОКБМ Африкантов официальном pdf-файле (на английском языке)
