Малая энергетика - США Опции

[AtomInfo.Ru]

Запишу здесь инсайдерский прогноз, чтобы не забыть.

Тендер DoE на финансирование проектов АСММ выиграют "Westinghouse" и B&W.

[Nucon]

1. АКТИВНЫЕ ЗОНЫ LW SMR ХАРАКТЕРИСТИКИ И СОМНЕНИЯ
Собственно, по размерам АЗ реакторов SMR совсем уж малой не является. Примерно 1.4…1.50 m диаметр и соответствующая высота. Такая АЗ размерами очень похожа на современные корабельные LW АЗ нового поколения, к примеру: Dcore ~ 1.5 m и Нcore ~ 1.0 m. Правда, за исключением того, что высота АЗ SMR превышает указанную выше практически в 2 раза. По прочтении части презентаций всех разработчиков сразу возникает ряд вопросов. Поэтому, несколько замечаний относительно АЗ, следует сделать дополнительно и с самого начала:
• проблемы неравномерностей нейтронного поля в АЗ такого размера и состава, на практике могут решаться несколькими путями:
1) постоянным регулированием нейтронного поля за счет применения СУЗ (но тогда их будет довольно много, а размещение приводов на крышке сравнительно небольшого диаметра затруднено конструктивно). Правда, это решаемая задача, да и оптимизировать количество исполнительных механизмов (ИМ) СУЗ хоть и затруднительно, но возможно
2) “глубоким” физическим профилированием АЗ. Экзотика с использованием редких материалов может быть весьма и весьма дорогой, тогда как борированная (изотопом B10) сталь дешева и может быть вроде бы вполне приемлемым, не дорогим решением, но даже на первый взгляд, явно недостаточным. А значит, все-таки, потребуется профилирование более экзотическими материалами. На первый взгляд, это возможно, технологично и конструктивно решаемо, но довольно дорого. Но на этот вопрос можно ответить точно только после детального расчета и сравнительного анализа всех вариантов состава АЗ
• Могут ли поглотители СУЗ выполнять совмещенные функции системы а/з и регулирования? Возможно ли это по требованиям NRC USA? Это требует уточнения по документам NRC и возможность снижения количества ИМ СУЗ по этому показателю, в настоящем анализе не рассматривается
• Можно ли задачу физического профилирования АЗ решить конструктивным возвращением к конструкции «компенсирующей решетки»? Сделать ее не просто перемещаемой по высоте, а действительно компенсирующей выгорание в разных зонах, в разные моменты кампании? Вероятно, что да, но тогда возникает проблема обеспечения достаточного уровня ЕЦ, так как проходное сечение АЗ изменится существенно
• Как обеспечить кампанию для АЗ, при условии строгих ограничениий на обогащение для гражданских объектов? Если для реактора типа NuScale это меньшая проблема, то для реакторов превышающих мощность NuScale в 3…5 раз, при равных размерах АЗ, это уже куда как более серьезная задача
• габаритами и конструкцией АЗ, но в рассматриваемом случае, этот фактор критичен, так как есть определенные/заданные размеры АЗ, ниже которых многое, с т.з. экономики, вроде бы теряет смысл.

Однако, данных о расчетах экономических показателей мы не имеем, а слова и красивые презентации некоторых разработчиков предлагаемые без предоставления серьезных доводов и аргументов подкрепленных расчетами выглядит весьма сомнительно.

Исходя из первых предположений, несмотря на имеющиеся ограничения изначально заложенные в конструкции АЗ, разработчикам необходимо продолжить исследования в области оптимизации параметров реактора и АЗ и принять радикальное решение. Рассматриваются ли реализаторами проекта пути такого «отступления»? К примеру, хотя бы на один шаг, перейти на использование стандартных типоразмеров ТВЭЛов, с изменением дизайна ТВС? Это также неизвестно. Предложения такие появлялись еще 10 лет назад, но реализаторы проектов, по непонятным причинам, упорно стоят на своем.

Таким образом, на этом этапе анализа, вместо вполне обоснованного использования АЗ - «таблетки», предлагается дизайн АЗ в виде вытянутого в высоту цилиндра. А ведь понадобится рассмотреть искажения нейтронного потока, еще и по высоте. Их тоже придется компенсировать и серьезно. Иначе, верх АЗ практически не будет работать и выгорание в верхней части АЗ будет незначительным. Причин несколько. Первая, нахождение в верхней части АЗ кластеров (подвесок стержней) СУЗ заглушающих реакцию «локально». Вторая, низ зоны, при выгорании будет существенно раньше накапливать продукты деления и надо помнить, что при таких размерах АЗ и гражданском назначении реактора, процент негерметичных ТВЭЛ(ов) должен быть минимален. Вопросов к разработчикам конструкции АЗ накапливается достаточно много:
• Учитывались ли эти данные при экономических расчетах и обоснованиях использования стандартных ТВС?
• Предлагалось ли иное инженерное решение для профилирования «физического веса» стержней? Для изменения их геометрии?
• Учитывалось ли, что в АЗ к концу компании будет оставаться довольно много не использованного топлива, поскольку выгорание будет очень неравномерным?
• Предлагались ли иные технические решения удешевляющие использование топлива, включая повторную загрузку и частоту перезагрузки? Например «составная АЗ»
• Влияние термо-гидравлики и расчета ЕЦ на нейтронно-физические характеристики АЗ проектантами было учтено корректно?
На все эти вопросы ответ можно получить либо в очной беседе/дискуссии, либо через специальные запросы, и то, если разработчик согласится ответить.
Почти все указанные выше проекты, это проекты с ЕЦ. АЗ реакторов с ЕЦ, как правило с подкипанием (малокипящие), до 8…10% для лучшей ЕЦ, и следовательно, в АЗ допускается некоторое наличие пара. Понятно, и очевидно, что пар этот локализован вверху АЗ. А если мы предполагаем наличие пара в АЗ, то сразу встает вопрос об алгоритме управления и регулировании параметров первого контура (температура на выходе из АЗ на линии насыщения при давлении в корпусе). Требуется внимательно рассмотреть и проанализировать PLT диаграмму и обоснованность применения конкретного закона регулирования: При постоянной средней температуре в АЗ или при поддержании постоянной температуры на выходе? А может по температуре на выходе изменяющейся по определенному закону? Вроде бы не связанные проблемы, АЗ и PLT, но только на первый взгляд. На самом деле связь между конструкцией, составом АЗ и алгоритмированием прямая.
Ведь как раз и температура на выходе существенно влияет на параметры пара и работу турбины, и косвенно на стоимость эксплуатации, через поддержание влажности пара и соответственно через эрозию лопаток последней ступени турбины и соответственно ремонты и обслуживание. На первый взгляд, это несущественный на этой стадии вопрос, очень серьезен, так как от его формализации зависит создание алгоритмов управления установкой и в том числе стоимость эксплуатации, ремонтов, обслуживания.
Вполне вероятно, что в этой части основной вопрос даже не параметры первого или второго контуров, а скорее о конструкции и оптимизации количества агрегатов и узлов систем с последующим переходом к анализу и оптимизации параметров установки, а также, вопрос алгоритмирования и организации эксплуатации. Тем не менее, вопросы существуют и судя по представленным разработчиками данным, вряд ли они решены полностью. А значит, вряд ли они учтены в экономическом обосновании цены одного kWe подобной установки.

Сообщение отредактировал Nucon - 10.12.2012, 18:03

[AtomInfo.Ru]

2) “глубоким” физическим профилированием АЗ. Экзотика с использованием редких материалов может быть весьма и весьма дорогой, тогда как борированная (изотопом B10) сталь дешева и может быть вроде бы вполне приемлемым, не дорогим решением, но даже на первый взгляд, явно недостаточным. А значит, все-таки, потребуется профилирование более экзотическими материалами. На первый взгляд, это возможно, технологично и конструктивно решаемо, но довольно дорого. Но на этот вопрос можно ответить точно только после детального расчета и сравнительного анализа всех вариантов состава АЗ

А варианты с профилированием обогащения по высоте?

[Nucon]

А варианты с профилированием обогащения по высоте?

Спрофилировать по высоте возможно, но самое противное, это высота. Она рассчитана в 2 раза больше диаметра. При такой ситуации, да еще при дешевых материалах, вряд ли удастся создать зону без регулирования при помощи кластеров. Флотские зоны такие уже реальность.
вторая финя, пар вверху. Малокипящие же они. Есть еще кое-какие мысли на эту тему ...

Ничо, что я примитивно?

[AtomInfo.Ru]

Ничо, что я примитивно?

Ничо

H/D=2 это, конечно, неприятно. Но у SMR-разработчиков большая, по сравнению с обычными энергетическими реакторами, степень свободы по обогащению. В принципе, они спокойно могут использовать обогащение до 20%. Не настаиваю, конечно, но при таком диапазоне обогащений можно было бы и взяться за задачу аксиального профилирования с целью существенно выравнять Kz. Было бы интересно услышать, что сами разработчики говорят на сей счёт.

Второй вопрос по размерам. Про активную зону Вы сказали. Жму руку, кстати, а то у народа есть всеобщее заблуждение, что реактор малой мощности можно в подвале дома поставить среди мешков картошки. Пора это заблуждение развеивать.

Но интересно было бы добавить ещё и размеры собственно РУ. Понятно, например, что биологическая защита никуда не денется. То есть, мы в любом случае получим этакий весьма толстенький объект.

Есть также вопрос, выходящий за пределы первого контура. Что разработчики говорят о всевозможных emergency protection zones и т.п.? То есть, насколько близко их изделия можно ставить к жилым местам?

Насколько я слышал, до Фукусимы было стремление для малых реакторов отказаться от строго фиксированных n-мильных зон, а вместо этого заменить их на... как сказать? расчётные, что ли? То есть, рассчитать по кодам участки местности, где при аварии будет значительное загрязнение. Думаю, что после Фукусимы такой трюк у разработчиков не пройдёт.