Реакторы на расплавах солей, Реакторы с жидкосолевым топливом Опции

[Nucon]

Прочитал про проект жидкосолевого реактора ThorCon, который предлагает американская компания "Martingale Inc".
Предлагают использовать три (!!) контура со вспомогательными теплоносителями. Второй с фнабе, третий с нитратной эвтектикой и четвертый со сверхкритическим водяным паром.
Этот подход кажется техническим онанизмом.
Температура выходящей из реактора жидкосолевой топливной смеси указана в 704°C. Британские AGR успешно работали с нагревом СО2 на выходе до 650С.
Т.е. можно жидкосолевую топливную смесь охлаждать СО2, а затем получать водяной пар сверкритических параметров без лишних двух солевых контуров с их теплообменниками и неминуемыми проблемами с коррозией.
А через десяток-полтора лет уже и турбины на сверкритическом СО2 высоких параметров необходимых мощностей уже могут появиться и тогда ЖСР типа ThorCon средней мощности может вообще быть двух контурным.

Это действительно странное решение. По меньшей мере. Ну хорошо, один промежуточный... но еще? И там кривовато еще с кое чем. Но это пока даже не концепт. По моему, они сознательно пижню иногда пишут.

[pappadeux]

Британские AGR успешно работали с нагревом СО2 на выходе до 650С.
Т.е. можно жидкосолевую топливную смесь охлаждать СО2, а затем получать водяной пар сверкритических параметров

вообще-то AGR имели (и имеют) туеву хучу проблем с CO2-бойлерами, это широко известный факт, см
http://www.world-nuclear-news.org/RS-Detai...ns-0409144.html

А через десяток-полтора лет уже и турбины на сверкритическом СО2 высоких параметров необходимых мощностей уже могут появиться и тогда ЖСР типа ThorCon средней мощности может вообще быть двух контурным.

а этим кто-то занимается? Типа Сименса или GE?

[Smith]

Этот подход кажется техническим онанизмом.

абсолютно то же самое подумалось при прочтении статьи...

[pappadeux]

"Россия произвела свой первый бериллий"

http://lenta.ru/news/2015/01/16/be/

Можно строить Fireball

[Nucon]

"Россия произвела свой первый бериллий"

http://lenta.ru/news/2015/01/16/be/

Можно строить Fireball

Нет ли ссылок на берилий и свойства. Нашел кое-что, но модет у кого есть в pdf форматах.

Сообщение отредактировал Nucon - 17.1.2015, 3:01

[Dobryak]

Нет ли ссылок на берилий и свойства. Нашел кое-что, но модет у кого есть в pdf форматах.

По делу из Айдахо, но старье, наверняка сами знаете

http://www.inl.gov/technicalpublications/d...nts/2808485.pdf

Надо искать материалы Ок-Риджской конференции в октябре 2014

http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/Tec...Ridge-2014.html

и также вступать в https://www.oecd-nea.org/science/egatfl/

[VBVB]

вообще-то AGR имели (и имеют) туеву хучу проблем с CO2-бойлерами, это широко известный факт

Во всяком случае эти проблемы известны, как в принципе понятны пути решения этих проблем.
А вот солевая коррозия в двух лишних контурах охлаждения и неочевидные пока тонкости с теплогидравликой солевых расплавов в парогенераторах сложных геометрий может быть реальным подводным камнем для ЖСРов предлагаемых

а этим кто-то занимается? Типа Сименса или GE?

Toshiba работает в направлении создания турбины на сверкритическом CO2. Там консорциум c Shaw Group и Exelon Corporation.
http://news.toshiba.com/press-release/corp...rmal-power-gene
Писалось, что к 2017 году возможно будет допилена до рабочего состояния SC-CO2 турбина на 250MW.
http://nextbigfuture.com/2014/11/ending-ag...ercritical.html
http://www.etn-gasturbine.eu/fileadmin/07_...azzi_-_ENEA.pdf

[Nucon]

По делу из Айдахо, но старье, наверняка сами знаете

http://www.inl.gov/technicalpublications/d...nts/2808485.pdf

Надо искать материалы Ок-Риджской конференции в октябре 2014

http://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/Tec...Ridge-2014.html

и также вступать в https://www.oecd-nea.org/science/egatfl/

Ага. Спасибо. Первая знакома, все-таки наш документ.
В остальных пороюсь. Нашел пару - тройку Российских диссеров и пару книжек.

[Didro]

Похоже похоронят окончательно наш вариант, в пользу БРЕСТа...
Хотя спасибо что соглашаются с тем, что это скорее единственный рентабельный вариант быстровика, т.к.:
1. КВ выше на 0,5-0,6;
2. В разы более дешевый топливный цикл, который для БРЕСта, как и БН, является основной убыточной составляющей, за счет существенного упрощения переработки материалов, возможности без переработки подачи материалов бланкета на подпитку АЗ взамен изымаемого объема на переработку, соответственно перерабатывать материалы с выгоранием более 20%, чего не предвидится даже для АЗ БРЕСТ/БН, не говоря уже о значительной доле конструкционных отходов у последних.
3. Снижение в разы потребности в конструкционных материалах и соответственно отходов, за счет отсутствия необходимости производства ТВЭЛов и материалов регулирующих поглощением, т.к. регулирование дозированной добавкой в плав АЗ с обогащением ~20% , и расход конструкционных материалов лишь сменяемый раз в 10 лет внутренним корпусом, разделяющим плав АЗ и плав бланкета.
4. При необходимости иметь в практически неограниченном количестве наработку трития, в т.ч. из Li-7.


Все больше убеждаюсь что в нынешнем росатоме котируются лишь специалисты по распилу.

Сообщение отредактировал Didro - 1.5.2015, 15:03

[AtomInfo.Ru]

По канадскому ЖСР появилась некая определённость. Пуск в Канаде в 2024-2025 годах.
http://atominfo.ru/newsl/s0010.htm

[Didro]

У канадцев разве не раствор сульфата?

[AtomInfo.Ru]

У канадцев разве не раствор сульфата?

У нас не так много информации по их проекту, всё, что было, собрали в ссылке.

Точно, что они ссылаются на опыт Окриджа, и что в их компании люди из ORNL.

[Didro]

В Окридже исследовательский на смеси сульфата урана и сульфата плутония.

[pappadeux]

В Окридже исследовательский на смеси сульфата урана и сульфата плутония.

с чего это?

MSRE работал на FLiBe емнип

[Didro]

с чего это?

MSRE работал на FLiBe емнип

Там был также еще на геле с окисью урана.
Не в курсе рабочие ли они сейчас, но с раствором сульфатов вроде и сейчас рабочий.
Отсюда мое предположение.

[VBVB]

Канадский исследовательский реактор WR-1 тепловой мощностью 60 МВт, проработавший около 20 лет с 1965 по 1985 год.
К особенностям реактора относятся: применение вертикальных каналов, высокая температура (425 °C) и низкое давление теплоносителя, в качестве которого использовалась смесь углеводородов с высокой температурой кипения (около 400 °C); применение карбидного топлива с ураном природного изотопного состава.

WR- проект показал хорошие перспективы по целому ряду направлений: расход тяжелой воды по сравнению с CANDU мог сократиться примерно в пять раз, существенно повышался КПД, уменьшались риски, связанные с радиационной безопасностью, увеличивалась глубина выгорания. В то же время большая энергонапряженность, в полтора раза более высокие температуры эксплуатации каналов предъявляли новые требования к стойкости конструкционных материалов.

Очень интересный дизайн, особенно если заменить углеводородный теплоноситель на низкоплавкие жидкосолевые эвтектики типа KCl-NaCl-MgCl2-ZnCl2 или KCl-NaCl-MgCl2-AlCl3 с температурами плавления ниже 250С-280С. В качестве топлива мог бы выступать разбавленный по содержанию вибро-МОХ (2-3% по плутонию) из низкокачественного энергетического плутония от топлив с высоким уровнем выгорания ВВЭР-1000/1200. Уран для МОХ из ОГФУ. Значительного выгорания топлива как для БНов для такого варианта особо и не нужно.
Главное - технически и экономически упрощенная выжигательная утилизация малоценного и низкокачественного плутония.
Тяжелая вода в отражателе нейтронов по внешнему радиусу могла бы содержать соли тория для наработки урана-233.

Т.е. среднемощный промышленный реактор-утилизатор-конвертер с жидкосолевым теплоносителем и тяжеловодным бланкетом-замедлителем с солями тория. Без каких то космических технологий в конструкции, с невысокими параметрами теплонапряженности и безопасным в эксплуатации и дешевым теплоносителем.
Такой реактор потреблял бы в год 400-500 кг хренового и малоценного энергетического плутония и нарабатывал бы до 100-120 кг урана-233 (эквивалент 3,2-3,5 тонны топлива для ВВЭРов), попутно выдавая электроэнергию с хорошим КПД (до 250 МВт эл.) и тепло для завода переработки ОЯТ.
На заводе радиохимическом могло бы эксплуатироваться 4-8 таких реакторов, позволяя неспешно по 2-4 тонны в год уничтожать хреновый плутоний, полностью снабжать электричеством и теплом себя и окрестности, попутно выдавая уран-233 на топливо подпитки для ВВЭРов.

Сообщение отредактировал VBVB - 7.9.2015, 14:47

[VBVB]

Пару дней назад на одной конференции разговаривал с знакомым.
Сказал он НИИАР делает определенные телодвижения в области создания жидкосолевого реактора-трансмутатора. Лаборатория знакомого тоже усиленно в этом направлении трудится больше двух лет на госфинансировании.
Усиленно нарабатывают в Мелекесе и в Е-бурге физико-химические данные по поведению плутония и миноров, лантаноидных осколков деления цериевой подгруппы во фторидных жидкослевых системах. Конкретный тип жидкосолевой топливной системы еще вроде как не выбрали, но рассматриваются в качестве наиболее подходящих эвтектики LiF-KF-NaF, LiF-NaF и LiF-KF.
Особенно долбятся в подбор системы жидкосолевой в которой бы плутоний топливный с наибольшей долей растворялся, а лантаноиды бы высаждались при наработке.
Судя по всему, реактор перспективно-проектируемый будет быстрого типа, но с НФХ близкими к границе эпитеплового нейтронного спектра. По сути обсуждается малой мощности прототип ЖСР-утилизатора малоценного высокофонового плутония и в перспективе миноров.

Сообщение отредактировал VBVB - 16.9.2015, 18:29

[LAV48]

Старт на каких солях, т.е. на каких тяжёлых изотопах? Вопрос в том, что будет основой, а чем потом "подкармливать" - это конечно интересно посчитать. Хотя это вопрос "религиозный".

[VBVB]

Старт на каких солях, т.е. на каких тяжёлых изотопах?

Трудно говорит даже о возможных сроках постройки.
В этом направлении еще работ экпериментальных физико-химического и материаловедческого характера много надо разных сделать.
Кроме того с госфинасами ситуация напряженная. Слишком много ведущихся текущих мегапроектов подвисло.
Насколько понимаю, НИИАР в завязке с ФЭИ в этом направлении. Курчатник почему то по боку они пустили.
НИИАР вроде как предпочитает вариант более им понятной топливной смеси типа UF4-PuF3-(Li,Na,K)F, тогда как ФЭИ вроде бы продавливал вариант топливной смеси типа UF4-ThF4-ZrF4-(Li,Na,K)F.
Насчет мощности перспективного ЖСР орентировочно мало чего понятно сейчас. Но вроде как в интервале 50-300 МВт(тепловых) рассматривается как вполне реализуемый и работоспособный проект.
Оценочно грубо говоря, окончания проектирования этого аппарата нужно ждать не ранее 2018 года и окончания постройки не ранее 2022-2023 года.
Опять таки, если никакие пертурбациbи в руководстве и планах эти идеи не похерят. Или очередные полуфантастические варианты мегабрестов разум не затмят и финансы на себя не оттянут

Вопрос в том, что будет основой, а чем потом "подкармливать" - это конечно интересно посчитать.

В НИИИРовским варианте подразумевается, что миноры Am и Cm, которые при пирохимической переработке топлива легководников на РТ-2 выделяться будут отдельной фракцией, можно в смесь топливную подмешивать и выжигать помаленьку.
ФЭИ вроде как утилизация миноров не интересовала и ЖСР им интересен как тестовый реактор для проверки разных аспектов уран-ториевого ЯТЦ.

Сообщение отредактировал VBVB - 18.9.2015, 2:32

[Татарин]

Есть такая вот очередная безумная изобретательская идея: ЖСР-реактор с МГД-преобразованием в "нулевом" контуре. То есть в самом расплаве.

Максимум нейтронов у нас в центре АЗ, максимум деления - в центре, и минимум теплоотвода в центре. В центре бассейна соли у нас ничего нет, поэтому температуры могут быть любые, лишь бы у стенок они были б приемлимы. Поэтому соль в центре можно нагревать вплоть до кипения и выше.

Кипящий центр в гравитационном поле порождает сильную естественную конвекцию, стационарный вихрь, в котором материал АЗ будет подниматься в центре и опускаться у стенок. Какой бы состав соли ни выбрали, всё равно он будет очень сильным электролитом и в виде расплава обладать отличной проводимостью. Организуем у стенок магнитное поле и снимаем энергию с этой циркуляции непосредственно в виде электрического тока.
При этом машину нужно делать переменного тока и реактивной, чтобы избежать электродов в расплаве.

Смысл затеи в том, что эта энергия совершенно "бесплатна" - она использует перепад температур, который невозможно использовать никаким иным образом - ни один материал не выдержит (длительного) контакта с парами соли при (около)атмосферных давлениях и температурах в 3 с лишним кК. А при описаных условиях газ и очень горячий расплав контактирует только с расплавом же, только более холодным. Стенки же остаются при температуре, которую мы выбрали для "нормального" теплового цикла, при температуре, которая была бы в ЖСР и без того.

Тксзть, кипящий солевой реактор. Со значительной долей саморегуляции и естественной безопасности.