IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )


Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
6 страниц V  < 1 2 3 4 5 > »   
Reply to this topicStart new topic
> ВВЭР-С
VBVB
сообщение 10.8.2014, 5:01
Сообщение #41


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 092
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 9.8.2014, 23:28) *
Смеха ради быстро прикинул на пальцах.

Если тупо заменять в ВВЭР лёгкую воду на тяжёлую, не меняя геометрии, то будет резкая потеря размножающих свойств.

И геометрию зоны придется сильно менять с радиальной и высотной вариациями степени обогащения и вытеснителей из обедненного UO2 много надо будет.
Довольно мутная идея.
Но кажется, что если в начале первой кампании использовать добавку D2O на уровне 3-5%, то можно ощутимо уменьшить первичную концентрацию борного поглотителя и в итоге пару-тройку десятков кило урана-235 сэкономить с одной загрузки. Однако это возможная экономия вряд ли окупит затраты в виде нескольких десятков тонн тяжелой воды.
У нас в химии всегда считалось и считается 1 литр тяжелой воды эквивалент 1 тысячи долларов. rolleyes.gif

Проще наверное спектральное регулирование делать подбором обогащения по радиусу твс и высоте заполнения с максимальным использованием вытеснителей из обедненного урана. А если бы еще в стержнях с вытеснителями вместо обедненного UO2 на стэйкинг из урановой фольги в добавочной гермооболочке из SiC-композитов перейти, то экономия нейтронов и урана гораздо ощутимее будет, чем в разных вариантах тяжеловодного спектрального регулирования.

Сообщение отредактировал VBVB - 10.8.2014, 5:05


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 10.8.2014, 9:27
Сообщение #42


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(VBVB @ 10.8.2014, 5:01) *
У нас в химии всегда считалось и считается 1 литр тяжелой воды эквивалент 1 тысячи долларов. rolleyes.gif


Отсюда и пойдём.

Объём первого контура 1000 я не помню на память. Но в википедии вроде приличная статья про ВВЭР. Там написано, что объём 1к 370 кубометров.

Возьмём, например, равную смесь 50%H2O + 50%D2O, чтобы увидеть сильное влияние тяжёлой воды на нейтронику зоны.

Тогда

(370 кубометров * 1000 л/м3 * 1000 $/л) * 0,5 = 185 миллионов долларов будет плавать в первом контуре. И это не считая потерь.

Небольшие добавки D2O на уровне нескольких процентов - отдельный вопрос. Но сейчас я уезжаю, что-нибудь отвечу позже.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 10.8.2014, 15:44
Сообщение #43


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(VBVB @ 10.8.2014, 5:01) *
У нас в химии всегда считалось и считается 1 литр тяжелой воды эквивалент 1 тысячи долларов. rolleyes.gif

Ещё раз: тяжелая вода не нужна. Нужна её примесь, примесь в таком количестве, чтобы реактивность со свежим топливом находилась в приемлимом для регулировки стержнями диапазоне.
А это совсем не те количества и концентрации.

Говорите, литр тяжёлой воды - 1000$?

Сколько стОит кубометр обычной воды? smile.gif 1000$? или меньше? smile.gif А там - именно, что где-то около литра тяжёлой. Неужели непонятна разница? smile.gif

Количественно тяжёлой воды - столько же, но платят не за количество, а за концентрацию.
КоОнцентрация, нужная для спектрального регулирования, - это не та концентрация, за которую платят по 1000$/литр.
И даже если смесь 50/50, то она не стОит 500$ за литр. Она стОит дешевле.

Как только возникают сомнения, вспоминайте про стоимость куба обычной воды. Где-то там - на 1000$ тяжёлой.

Сообщение отредактировал Татарин - 10.8.2014, 15:45
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 10.8.2014, 18:53
Сообщение #44


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 092
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 16:44) *
Количественно тяжёлой воды - столько же, но платят не за количество, а за концентрацию.
КоОнцентрация, нужная для спектрального регулирования, - это не та концентрация, за которую платят по 1000$/литр.
И даже если смесь 50/50, то она не стОит 500$ за литр. Она стОит дешевле.

Интересная постановка вопроса.
Ведь если рассматривать целевое использование слегка обогащенной тяжелой воды (на уровни пары-тройки процентов), то стоимость теплоносителя для 1 к ВВЭРа будет заметно ниже, если же теплоноситель готовить смешиванием обычного деионизата и коммерческой D2O.

Спросил у приятеля физхимика сколько может реально стоить приготовление 1 литра 1000 ppm по дейтерию деионизата. Говорит в районе 180-210 рублей (на уровне исследовательского уровня производства). Тогда получается заправка первого контура ВВЭРа-1000 такой водой это по деньгам расход в районе 66-73 млн. руб.
Однако сейчас знакомые сильно пиарят технологию тоннажного получения облегченной воды с содержанием дейтерия на уровне 30-40 ppm для медико-биологических исследований. При таком подходе остаточная вода качества бидистиллята как раз в районе 800-1000 ppm может иметь и стоимость ее практически на уровне сырья-бидистиллята, поскольку обогащенная дейтерием вода в этом техпроцессе - отходы. Т.е. у такой слегка обогащеной дейтерием воды, пригодной для теплоносителя ВВЭРа цена производственная может быть на уровне 25-30 руб/л. Следовательно на заправку 1 контура ВВЭР-1000 в 370 кубов расход теплоносителя с 1% дейтерия при хитром подходе по минимальному уровню около 95-120 млн. руб. (или грубо 3-4 млн. дол.) может составлять.

А на подпитку 1 к сколько тонн теплоносителя еще добавочно требуется?

Сообщение отредактировал VBVB - 10.8.2014, 19:16


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 10.8.2014, 19:50
Сообщение #45


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(VBVB @ 10.8.2014, 18:53) *
А на подпитку 1 к сколько тонн теплоносителя еще добавочно требуется?

Про подпитку - не понял.


Сообщение отредактировал Татарин - 10.8.2014, 19:59
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 10.8.2014, 19:59
Сообщение #46


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 10.8.2014, 9:27) *
Возьмём, например, равную смесь 50%H2O + 50%D2O, чтобы увидеть сильное влияние тяжёлой воды на нейтронику зоны.

Зачем так много?
Разве урановые вытеснители имеют такой объём?

Кстати, заметьте, насколько "тяжёловодный вытеснитель" всё-таки выглядит элегентнее и аккуратнее:
- в зоне не добавляется стали и/или других ненужных поглотителей,
- не добавляется никаких ассиметрий, характеристики замедлителя меняются равномерно по всему объёму,
- никаких вертикальных и прочих градиентов с вытаскиванием стержней,
- теплоотвод и полностью сохраняется на прежнем уровне,
- система обладает внутренней безопасностью: в отличии варианта со стержнями, просто вот так вытащить стержень-вытеснитель из зоны со свежим топливом не получится, нужна долгая работа машинки по разделению,
- в отличие от борной кислоты и её нейтрализаторов, тяжёлая вода - это вода, то есть, коррозионных проблем тоже меньше,
- никаких вообще дополнительных проблем по химии (типа, металлического урана, реагирующего с водой), включая вариант самой тяжёлой аварии.


...
Теперь в полной мере чувствую себя безумным изобретателем... smile.gif

Сообщение отредактировал Татарин - 10.8.2014, 20:11
Go to the top of the page
 
+Quote Post
pappadeux
сообщение 10.8.2014, 20:14
Сообщение #47


Эксперт
****

Группа: Haunters
Сообщений: 703
Регистрация: 8.4.2010
Пользователь №: 5 621



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 9.8.2014, 15:35) *
Собственно, канадцы всё для себя давно решили в этом вопросе. Они разделили физически две воды. Лёгкая течёт по трубам и отводит тепло, тяжёлая обеспечивает замедление и имеет свой отдельный контур. Правда, доли вод они по ходу дела не меняют.



как раз в версии ACR у кануков есть вариант попробовать спектральное регулирование

Зарезервировать часть каналов через каландр на замедлитель, и по ходу кампании переключать их с легкой воды на тяжелую

причем делать это поканально, без проблем со смешиванием и обратным разделением
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 9:54
Сообщение #48


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 19:59) *
Теперь в полной мере чувствую себя безумным изобретателем... smile.gif


Ну почему сразу "безумным"? smile.gif

Эта идея была предложена B&W и бельгийцами в 1961 году для корабельного реактора "Vulcain". Возможно, были и более ранние предложения.

B&W интерес сохранила. Пример по ссылке - краткое описание экспериментальной программы для heterogeneous reactors moderated and cooled by a variable mixture of heavy and light water.

Сразу обращу внимание на одну вещь. При дате публикации 2003 год, эксперименты касаются нейтронно-физических характеристик подобных систем, начиная с экспериментов на критику, и разработки расчётных кодов. В переводе на человеческую жизнь, это даже не детсад. И возможно, даже не ясли. Отсутствие не то, что внедрения, а хотя бы существенного продвижения намекает, что на практике не всё оказалось шоколадно.

Реакторы со спектральным регулированием (spectral shift reactor) изучаются давно, ссылок на концепции и даже проекты много, но как правило регулирование проводится стержнями. Почему? Спросить конструкторов можно, конечно, не вопрос, они ответят. От себя я всё-таки думаю так - регулирование добавками D2O потребует введения дополнительной системы обращения с D2O (подливка в контур, очистка контура, очистка D2O, равномерное размешивание во избежание стратификаций и т.д. и т.п.). Стержни такой системы не требуют. Кстати, борное регулирование, на которое Вы ссылаетесь, считается пережитком, от которого желательно избавляться - и менять один пережиток на другой аналогичный не стоит.

Ну и главное. Системный подход. Реакторы со спектральным регулированием сами по себе не самоцель. Это промежуточный ход на пути к водяным реакторам IV поколения, работающим на сверхкритических параметрах - то есть, ни на жидкости, ни на паре, а на неведомой зверушке.
Такие реакторы уже не будут тепловыми. А различия между водородом и дейтерием наиболее ярко проявляются именно в тепловой области энергий нейтронов, далее они стираются.
И сразу возникает вопрос - зачем вводить на промежуточном этапе сложную дополнительную систему обращения с D2O, от которой на следующем шаге нам придётся отказаться за её малоэффективностью или даже бесполезностью?
Наверное, поэтому всерьёз спектральное регулирование тяжёлой водой в ВВЭР/PWR никто не рассматривает.

Тема для НИР (не НИОКР! видите, в каком состоянии работы B&W?)? Почему бы и нет? Даже если для ВВЭР это никогда не потребуется, возможно, будут результаты, которые заинтересуют ториевое направление. Напрашивается кооперация с индийцами, для которых тяжёловодное направление родное. Может быть, что-то и делается, я далеко не всё знаю.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 10:14
Сообщение #49


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 2:57) *
Как я понял, весь смысл спектрального регулирования в том, чтобы в начале кампании замедлять меньше и иметь более жёсткий спектр нейтронов.


Да.

QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 2:57) *
За счёт этого регулировать реактивность.


Это одна из подзадач. Главная же задача на текущий момент иная - увеличить КВ, то есть, воспроизводство делящихся материалов в легководных реакторах.

Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор. Пусть в системе одновременно работают и тепловые, и быстрые реакторы. Тепловые реакторы имеют КВ<1. Для неуменьшения количества делящихся материалов в системе, быстрые реакторы должны иметь КВ>1.
Чем меньше КВ тепловых реакторов, тем больше должен быть КВ быстрых, а это приводит к технологическим сложностям.
Соответственно, есть простой выход - давайте повысим КВ ВВЭР, тем самым, упростим задачу для конструкторов РБН. Для этого сейчас и предлагается внедрить спектральное регулирование. Причём быстро внедрить, не "во второй половине четвёртой четверти XXI века".

QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 2:57) *
Меньше нечётного урана делится, больше чётного урана захватывает нейтрон.


Да, так. У урана-238 есть гигантский резонанс захвата (нейтронов) при энергии, по памяти, 6,67 эВ (может немного варьироваться в зависимости от файла оценённых константных данных и т.п.).

В обычном ВВЭР абсолютное большинство нейтронов проскакивает эту энергию за счёт замедления, в первую очередь, на водороде. Если мы начнём убирать водород, то вероятность попадания нейтрона в область энергии первого резонанса 238U увеличится. Соответственно, возрастает захват нейтронов в 238U с образованием 239Pu. Бинго!

QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 2:57) *
По мере выгорания топлива и уменьшения запаса реактивности мы убираем тяжёлый водород из смеси и делаем замедлитель более эффективным, а спектр более мягким - снова восстанавливая реактивность.


Угу, и даже B&W с нами согласна:
QUOTE
the moderator mixture is rich in heavy water at the beginning of core life, so a relatively large fraction of the neutrons are epithermal and are absorbed in the fertile material. As fuel is consumed, the moderator is diluted with light water. In this way the neutron spectrum is shifted, thereby increasing the proportion of thermal neutrons and the reactivity of the system.


QUOTE(Татарин @ 10.8.2014, 2:57) *
То есть, в начале кампании у нас лишние нейтроны жрёт не бор, а уран-238. Из-за более жёсткого спектра.


Да, всё правильно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 11.8.2014, 15:15
Сообщение #50


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 11.8.2014, 10:14) *
Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор.

По этой логике нужно забить на всё и строить БН-800 пачкой, тем временем разрабатывая БН-1200.

Потому что доля "новых" ВВЭРов со спектральным регулированием будет малой, а ничтожная разница в их КВ почти никак не скажется на системе в целом.

Можно понять, почему строят ВВЭР на экспорт. И пусть строят, совершенствуют и т.д.
Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?
Тем паче, что ВВЭР имеет больше ограничений по производству (типа корпусов реактора).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
generalissimus19...
сообщение 11.8.2014, 15:44
Сообщение #51


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 307
Регистрация: 4.7.2014
Из: Moscow
Пользователь №: 34 011



QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 16:15) *
Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?

Ну дык киловатт установленной мощности на ВВЭР в 2-2,5 раза дешевле, чем у БН!

QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 16:15) *
Тем паче, что ВВЭР имеет больше ограничений по производству (типа корпусов реактора).


А натрий для БН всегда у французов покупать? а если они заартачатся? или у них столько нету?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 15:59
Сообщение #52


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 15:15) *
По этой логике нужно забить на всё и строить БН-800 пачкой, тем временем разрабатывая БН-1200.


Такова логика в проекте "Прорыв". Только там упор не на БН, а на БРЕСТ.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 16:08
Сообщение #53


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 15:15) *
Можно понять, почему строят ВВЭР на экспорт. И пусть строят, совершенствуют и т.д.


Не пойдёт. Инозаказчик желает иметь референтность. И не желает выступать подопытным кроликом. Финны отступили от этой логики и получили Олкилуото-3. Точнее, ещё не получили.

Так что, строить себе одно, а продавать другое, не выйдет.

QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 15:15) *
Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?


Затем, что пока нет коммерческих проектов быстрых реакторов.

Одно дело - радоваться пуску одного БН-800 или предлагать малую серию БН для решения утилитарной задачи по переработке ОЯТ. Другое - делать ставку на БН-800 как основную рабочую лошадку. Выйдет дорого и рискованно (по ВВЭР эксплуатационного опыта гораздо больше).

Усовершенствование ВВЭР как раз и призвано помочь конструкторам быстрее выйти на коммерческий проект БН, готовый работать в широкомасштабной энергетике.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 16:12
Сообщение #54


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(generalissimus1966 @ 11.8.2014, 15:44) *
А натрий для БН всегда у французов покупать? а если они заартачатся? или у них столько нету?


Натриевое производство восстановить не так сложно. Единственное, что это надо взять и сделать.
Закрыли его по причине того, что Минатом/Росатом не мог гарантировать заводу заказы на натрий, а держать годами простаивающую линию ни один завод не хочет.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dobryak
сообщение 11.8.2014, 16:50
Сообщение #55


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 275
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 11.8.2014, 16:12) *
Натриевое производство восстановить не так сложно. Единственное, что это надо взять и сделать.
Закрыли его по причине того, что Минатом/Росатом не мог гарантировать заводу заказы на натрий, а держать годами простаивающую линию ни один завод не хочет.


На БН-800 уйдут почти все наличные запаса бора-10 в стране. В СССР все средмашевское производство было в Тифлисе --- там природный бор обогащают десяткой на одной т.н. анизольной ректификационной колонне (по сути низкотемпературная ректификация трифторида бора при минус 104 Цельсия).
А трифторид бора-10 делают приимерно так

F3(газ) + С6Н5ОСН3·B11F3 (жидкий) = B11F3 (газ) + С6Н5ОСН3·B10F3(жидкий)

Сейчас колонны разработки института Хлопина ставят в Гатчине и будет российский бор-10.

Сообщение отредактировал Dobryak - 11.8.2014, 16:50
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 16:58
Сообщение #56


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Когда я учился, в учебнике по РБН было, что бор заменят на европий.

Но, кажется, потом от этой идеи отказались. Активность не понравилась вроде бы.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 11.8.2014, 21:20
Сообщение #57


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(Dobryak @ 11.8.2014, 16:50) *
Сейчас колонны разработки института Хлопина ставят в Гатчине и будет российский бор-10.

Интересно, почему не центрифуги?
По логике, чем легче материал, тем больше ЕРР за проход...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 11.8.2014, 21:26
Сообщение #58


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 575
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 11.8.2014, 16:58) *
Активность не понравилась вроде бы.

У европиев в ряду есть что-то гадкое, с 13-ю годами полураспада. И гамма релаксации очень жёсткая - больше МэВа.
Даже хуже цезия-137.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 11.8.2014, 22:12
Сообщение #59


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 311
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 21:26) *
У европиев в ряду есть что-то гадкое, с 13-ю годами полураспада. И гамма релаксации очень жёсткая - больше МэВа.
Даже хуже цезия-137.


Наверное, из-за этого. У меня тоже что-то подобное вертится в голове.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dobryak
сообщение 12.8.2014, 9:21
Сообщение #60


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 275
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(Татарин @ 11.8.2014, 21:20) *
Интересно, почему не центрифуги?
По логике, чем легче материал, тем больше ЕРР за проход...

Бог его знает, почему --- в принципе, трехфтористый бор это газ. Но так как идеей центрифуги сегодня никого не удивить, то выбор ректификации наверняка чем то оправдан. Я всего лишь по памяти пересказал, что было на одной из лекций на Зимней школе ПИЯФ. Я попросил было скопировать презентацию, но мне отказали --- запомнил мало чего, так как это за горизонтом моего понмания. Но на лекции было сказано, что после БН-800 с стране останется на все про все всего около 100 кило бора-10. И что в Радиевом институте пришлось утраченную технологию отрабатывать с нуля.

Сообщение отредактировал Dobryak - 12.8.2014, 9:22
Go to the top of the page
 
+Quote Post

6 страниц V  < 1 2 3 4 5 > » 
Reply to this topicStart new topic
6 чел. читают эту тему (гостей: 6, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 18.12.2017, 6:19
Rambler's Top100