Версия для печати темы
Форум AtomInfo.Ru _ Международный атом - остальное _ CNP-300
Автор: VBVB 6.9.2015, 17:48
А какая годовая потребность в топливе у CNP-300 которые у пакистанцев на Чажме китайцы построили?
Пишут вроде, что топливная загрузка CNP-300 около 36 тонн и топливная компания 15 месяцев.
Это типа значит, что годовой расход топлива для CNP-300 около 24 тонн при работе на номинале?
Так выгорание топлива какое-то малое с такими цифрами получается.
Автор: AtomInfo.Ru 6.9.2015, 18:55
QUOTE(VBVB @ 6.9.2015, 17:48)
Так выгорание топлива какое-то малое с такими цифрами получается.
Глубины выгорания в китайском CNP-300 отличаются, в зависимости от кассеты.
- кассета FA300-1 (1985-1991) - 25GWd/tU
- кассета FA300-2 (1996-1999) - 30GWd/tU
- кассета FA300-3 (2000-2005) - 30GWd/tU
- кассета FA300-4 (2006- ) - 40GWd/tU
То есть, ничего сверхординарного.
Автор: AtomInfo.Ru 6.9.2015, 18:57
QUOTE(VBVB @ 6.9.2015, 17:48)
топливная компания 15 месяцев.
Да, так и есть.
Автор: AtomInfo.Ru 6.9.2015, 19:43
VBVB,
по китайскому CNP-300 чего-то нету данных по загрузке. Я даже удивился.
Посчитать можно было бы, но не хватает одного данного.
Мощность тепловая - 998,6 МВт.
Число кассет - 121.
Число твэлов в кассете - 204 (не 225!!!).
Высота активной части кассеты - 290 см (есть в одном китайском патенте и вычисляется из линейной мощности 135,9 Вт/см).
Радиус топливной таблетки - а вот тут засада
Плотность топлива можно для грубых расчётов брать чуть менее 10 г/см3.
Автор: AtomInfo.Ru 6.9.2015, 20:26
В общем, по CNP-300 как-то так.
В конструкции кассеты там нет великих открытий. По устойчивому мнению группы товарищей, китайцы в период проектирования плотно паслись в архивах Вестингауза. Так получилось. Соответственно, твэл может быть основан на твэлах вестов. Но есть нюанс, какую таблетку они выбрали.
Далее арифметика.
M = 3,14 * r2 * 290 * 204 * 121 * gamma / 1e6
Плотность возьмём 10. Не будем заморачиваться, китайцы весьма неплохо делают плотность для металлического урана, предположим, что и с оксидом они справились хорошо.
Тогда
M = 3,14 * r2 * 290 * 204 * 121 * 10 / 1e6
или (округляя)
M = 225 * r2
А теперь самое интересное.
Если мы возьмём радиус топливной таблетки 0,45 см, характерный для тогдашних кассет 15*15, то получим
M = 45,5 тонн.
А если мы возьмём радиус 0,4 см, подходящий для кассет 17*17, то получим
M = 36 тонн.
Et voila, последняя цифра совпадает с написанным значением "загрузка 36 тонн".
Но у нас-то - точнее, у китайцев - кассета 15*15.
Поэтому вопрос - откуда вообще взялось значение 36 тонн? То есть, где про него пишут?
Автор: VBVB 6.9.2015, 22:35
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 6.9.2015, 21:26)
Поэтому вопрос - откуда вообще взялось значение 36 тонн? То есть, где про него пишут?
Нераспространенцы такое значение приводят для Чажмы-1.
http://www.sassi.org/wp-content/uploads/2012/05/RP-16-Jack-Boureston-Understanding-Pakistans-Energy-Security-June-2008.pdfy
QUOTE
The Chashma nuclear power plant has a 3 meter tall, 2.5 meter wide fuel core. It holds 36 tons of 3.4% enriched U235 fuel. It requires 11 tons of new fuel per year to produce 300MWe annually.
http://www.princeton.edu/pei/energy/publications/reports/No.321.pdf
QUOTE
Высота активной зоны 2.90 метров, диаметр - 2.486. В зоне 121 топливная кассета. Шаг твэла (rod pitch) 1.33 cm, шаг кассеты (assembly pitch) 20.03 cm. В кассете 204 твэла. Высота топливной таблетки 10 мм, диаметр таблетки 8.43 мм. Топлива в активной зоне 35.92 тонны. Ежегодная подпитка топливом 11.87 тонны.
Интересно, что последняя ссылка для прародителя Qinshan-1 дает загрузку в 40.75 тонн топлива. Это видно связано, что для Чажмы-1 обогащение топлива 3.4%, а для Циньшаня-1 только 3%.
Автор: AtomInfo.Ru 6.9.2015, 23:58
По второй ссылке источник данных в таблице (NEI и Handbook) солидный, это не нераспространенцы. Но всё-таки он вторичный - это справочник, выпускаемый западным профильным журналом.
Твэл интересный они описали. Я бы сказал, что это твэл BWR 10*10
QUOTE(VBVB @ 6.9.2015, 22:35)
Интересно, что последняя ссылка для прародителя Qinshan-1 дает загрузку в 40.75 тонн топлива. Это видно связано, что для Чажмы-1 обогащение топлива 3.4%, а для Циньшаня-1 только 3%.
Нет, геометрия ведь абсолютно та же, если таблица в ссылке содержит верные данные. Ничего из данных по геометрии активной части не изменилось, а масса считается как плотность*объём.
Но тогда получается, что различие вызвано плотностью уранового топлива. Причём для своего блока китайцы сделали диоксид с плотностью примерно 10, что очень неплохо, а инозаказчику - 9, что весьма так себе. Но пока объяснение получается такое.
P.S. При ручной сборке твэлов, которая явно была тогда у китайцев, возможны самые дикие варианты - например, я видел рентгеновский снимок твэла, в котором таблетка в середине встала косо и образовалась пустая зона по высоте. Это влияет на загрузку, но вряд ли в таких масштабах - 5 тонн.
Автор: VBVB 7.9.2015, 0:05
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 7.9.2015, 0:58)
Но тогда получается, что различие вызвано плотностью уранового топлива. Причём для своего блока китайцы сделали диоксид с плотностью примерно 10, что очень неплохо, а инозаказчику - 9, что весьма так себе. Но пока объяснение получается такое.
Может меньшая плотность и соответственно более высокая микропористость топлива для Чажмы нужна потому, что выгорание прогнозируемое выше на четверть предполагалось (40 МВт*сут/кг против 30 МВт*сут/кг), чем на Циньшане-1?
Типа чтобы ГПД в таблетке более выгорающей надежнее удерживались...
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 8:52
QUOTE(VBVB @ 7.9.2015, 0:05)
Может меньшая плотность и соответственно более высокая микропористость топлива для Чажмы нужна потому, что выгорание прогнозируемое выше на четверть предполагалось (40 МВт*сут/кг против 30 МВт*сут/кг), чем на Циньшане-1?
Типа чтобы ГПД в таблетке более выгорающей надежнее удерживались...
А может, в табличке для китайца - масса UO2, а для пакистанца - масса U?
Табличка по ссылке взята из сборных данных, которые собирались невесть как. Надо идти в библиотеки, находить номера NEI и его справочника за 90-ые годы и смотреть источники. А в 90-ые в России западную литературу покупали в ограниченных количествах по причине денег. Так что пока можно только гадать.
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 8:53
Подводя промежуточный итог.
M = 3,14 * (0,843/2)^2 * 290 * 204 * 121 * gamma / 1e6
С округлением получится:
M = 4 * gamma
При плотности диоксида gamma=10,2 (что вполне реально) получаем
M = 40,8 тонн
что с точностью до округления совпадает с данными о загрузке китайца.
И это есть загрузка UO2.
А теперь возьмём в расчётах плотность не диоксида, а собственно урана.
Не заморачиваясь на учёт вклада 235U в молярный вес урана, получим
gammaU = 10,2 * (238/270) = 9
Соответственно, масса урана:
M = 4 * gammaU = 4 * 9 = 36
M = 36 тонн
И это с точностью до округления соответствует данным о загрузке пакистанца.
Автор: asv363 7.9.2015, 8:55
В небольшом справочнике (3073 стр.) МАГАТЭ http://www-pub.iaea.org/books/IAEABooks/10909/Operating-Experience-with-Nuclear-Power-Stations-in-Member-States-in-2014-2015-Edition-CD-ROM за 2015 год радиуса топливной таблетки нет. Загрузка указана и там и там диоксидом урана 3,4%, одинаковая по весу 40,746 тонн, перегрузочная партия - треть, покассетные данные совпадают.
Различие указано:
https://www.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/ReactorDetails.aspx?current=62 - длина кампании 12 месяцев, достигнутое среднее выгорание 33 000 МВт*сут./тонну;
https://www.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/ReactorDetails.aspx?current=428 - длина кампании 14 месяцев, достигнутое среднее выгорание 30 000 МВт*сут./тонну.
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 9:08
Короче, пока складывается впечатление, что нераспространенцы некритично скомпоновали разные данные:
1) загрузку по UO2 для китайского CNP-300,
2) загрузку по урану для пакистанского CNP-300.
Причём обе величины верные, но надо понимать, что они означают.
Вот такой пока промежуточный итог.
А далее другие интересные вопросы появляются. Например:
- какая у китайцев центральная дырка? И была ли она вообще в кассетах FA300?
- плотность UO2 10,2 г/см3 взята прямо как со страниц учебника, что напрягает. Не свистят ли товарищи китайцы?
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 9:30
И табличку скопирую, пусть будет (кликабельно).
Пустая ячейка в столбце китайца означает то же значение, что в столбце пакистанца - то есть, для китайца даются только те данные, что отличаются от данных пакистанца.
http://atominfo.ru/files/atominfo/cnp3001.jpg
http://atominfo.ru/files/atominfo/cnp3002.jpg
http://atominfo.ru/files/atominfo/cnp3003.jpg
http://atominfo.ru/files/atominfo/cnp3004.jpg
http://atominfo.ru/files/atominfo/cnp3005.jpg
Автор: asv363 7.9.2015, 12:25
QUOTE(VBVB @ 6.9.2015, 17:48)
А какая годовая потребность в топливе у CNP-300 которые у пакистанцев на Чажме китайцы построили?
Пишут вроде, что топливная загрузка CNP-300 около 36 тонн и топливная компания 15 месяцев.
Это типа значит, что годовой расход топлива для CNP-300 около 24 тонн при работе на номинале?
Так выгорание топлива какое-то малое с такими цифрами получается.
Данная сильно завышенная потребность содержится в http://www.uxc.com/smr/Library%5CDesign%20Specific/CNP-300/Presentations/2011%20-%20Technology%20Development,%20Design%20and%20Safety%20Features%20of%20the%20CNP300%20and%20A%20New%20Small%20PWR.pdf, состоявшейся в 2011 году. Относилась к новому, концептуальному дизайну с мощностью в 1250 МВт (тепл.) и 450 МВт (эл.). Там предполагалась активная зона из 69 ТВС типа FA300-4. Страница №28 из 36.
QUOTE
FA300-4: Large grain size pellet, Zr-Nb cladding, 40GWd/tU.
О наличии центрального отверстия информация отсутствует.
Автор: VBVB 7.9.2015, 13:41
QUOTE(asv363 @ 7.9.2015, 9:55)
Загрузка указана и там и там диоксидом урана 3,4%, одинаковая по весу 40,746 тонн, перегрузочная партия - треть, покассетные данные совпадают.
Различие указано:
https://www.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/ReactorDetails.aspx?current=62 - длина кампании 12 месяцев, достигнутое среднее выгорание 33 ГВт*сут./тонну;
https://www.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/ReactorDetails.aspx?current=428 - длина кампании 14 месяцев, достигнутое среднее выгорание 30 ГВт*сут./тонну.
Спасибо за подсказку.
Слегка удивлен, что у пакистанцев среднее выгорание столь невысокое. С таким уровнем обогащения топлива вполне можно было и уровень 35 ГВт*сут./тонну иметь. Однако видимо такая топливная кампания для них наиболее приемлемая.
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 19:46
QUOTE(VBVB @ 7.9.2015, 13:41)
Слегка удивлен, что у пакистанцев среднее выгорание столь невысокое. С таким уровнем обогащения топлива вполне можно было и уровень 35 ГВт*сут./тонну иметь. Однако видимо такая топливная кампания для них наиболее приемлемая.
Так 35 не было и у китайца. И 33 у него даже не было. См. в начале ветки раскладку по годам (а факт после семи кампаний был 31,5). К пуску Чашмы китайцы обещали выгорание 30 ГВт*сут/т, не более.
Естественно, речь идёт о среднем выгорании. Как пишут сами китайцы, у них после первых семи кампаний CNP-300 накопилось 47 кассет с выгоранием больше 30, а одна кассета даже более 36.
И по ходу выяснилась интересная вещь. Оказывается, китайцы до пуска CNP-300 экспериментально подтвердили свою сборку в исследовательском реакторе только до 25 ГВт*сут/т. То есть, по-хорошему даже о выгорании 30 для CNP-300 говорить было нельзя. Поэтому им отдельным решением разрешили превратить центральную сборку по сути в испытательную.
Только после того, как они изучили свои облучённые сборки с первых кампаний, ничего особенно страшного не нашли - только после этого они сделали кассету на 40 ГВт*сут/т (FA300-4, см. выше по ветке).
А теперь самое интересное. А дали ли китайцы пакистанцам эту кассету? Если не дали, то, простите, но выгорание 30 останется максимальным.
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 19:51
QUOTE(VBVB @ 7.9.2015, 13:41)
Однако видимо такая топливная кампания для них наиболее приемлемая.
Боюсь, что у пакистанцев более прозаичные проблемы.
У них на первом блоке за период сентябрь'2000 - май'2013 было 78 (семьдесят восемь) внеплановых остановов. А за первую кампанию они останавливались 26 раз.
То есть, этот блок называется "купила баба порося".
Автор: VBVB 7.9.2015, 20:06
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 7.9.2015, 20:51)
У них на первом блоке за период сентябрь'2000 - май'2013 было 78 (семьдесят восемь) внеплановых остановов. А за первую кампанию они останавливались 26 раз.
А сами топливные сборки для CNP-300 пакистанцы не могут производить?
В силу неясных причин пакистанцам очень не везет с эксплуатацией энергетических реакторов. Тяжеловодник в Карачи тоже рекордсменом по низчайшему КИУМ из CANDU и количеству ремонтов/утечек является.
Автор: AtomInfo.Ru 7.9.2015, 20:23
QUOTE(VBVB @ 7.9.2015, 20:06)
А сами топливные сборки для CNP-300 пакистанцы не могут производить?
См. PNPFC - Pakistan Nuclear Power Fuel Complex.
Присутствует в правительственных планах.
То есть, в будущем - да.
А насчёт сейчас лучше всего посмотреть таможенные базы КНР, в них должен быть отмечен экспорт урана в Пакистан. Там, кстати, и масса должна быть записана.
Автор: AtomInfo.Ru 8.9.2015, 8:46
QUOTE(VBVB @ 7.9.2015, 20:06)
В силу неясных причин пакистанцам очень не везет с эксплуатацией энергетических реакторов.
Цена отказа от ДНЯО.
На самом деле, пакистанцам скорее даже повезло - у них были очень неплохие кадры, и в условиях почти полной изоляции они сумели избежать серьёзных аварий.
Я некоторое время работал в прошлом веке с пакистанцами. По-моему, тренажёрщики, ещё кто-то (по линии МАГАТЭ были в России). В принципе, впечатление о их подготовке осталось хорошее.
Возможно также, что лучшие кадры забирала оборонка, т.к. она явно была приоритетом по сравнению с мирным атомом.
Также объективные трудности были. Например, китаец-то строился с помощью Мицубиси (это не тайна, в интернете много тому подтверждений). А Чашму китайцам пришлось делать самостоятельно, со всеми вытекающими последствиями - особенно если учесть, что опыта у них тогда не было почти никакого.
Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)