Онлайн-заправка

Усовершенствованный испытательный реактор Национальной лаборатории Айдахо исследует способы переработки отработанного ядерного топлива.

В ядерной энергетике онлайн-перезагрузка — это метод замены топлива ядерного реактора , когда реактор находится в критическом состоянии . Это позволяет реактору продолжать вырабатывать электроэнергию во время плановой перегрузки и, следовательно, повышать доступность и рентабельность станции.

Преимущества онлайн-заправки

Онлайн-дозаправка позволяет ядерному реактору продолжать вырабатывать электроэнергию в периоды плановой дозаправки, и, следовательно, повышает доступность и, следовательно, экономичность станции. Кроме того, это обеспечивает большую гибкость в графиках дозаправки реактора, заменяя небольшое количество топливных элементов за раз, а не высокоинтенсивные программы офлайн-дозаправки. ^[1]

Возможность дозаправлять реактор во время выработки электроэнергии имеет наибольшие преимущества там, где дозаправка требуется с высокой частотой, например, во время производства плутония, пригодного для ядерного оружия , когда требуется топливо с низким выгоранием за счет коротких периодов облучения в реакторе. ^[2] И наоборот, частая перестановка топлива в активной зоне может сбалансировать тепловую нагрузку и обеспечить более высокое выгорание топлива, тем самым снижая как потребность в топливе, так и, следовательно, количество высокоактивных ядерных отходов для утилизации. ^[3]

Хотя онлайн-дозаправка обычно желательна, она требует компромиссов в конструкции, что означает, что она часто неэкономична. Это включает в себя дополнительную сложность оборудования для дозаправки и необходимость для них создавать давление во время дозаправки газовых и водоохлаждаемых реакторов. Онлайн-дозаправочное оборудование для реакторов Magnox оказалось менее надежным, чем реакторные системы, и ретроспективно его использование было расценено как ошибка. ^[4] Реакторы на расплавленных солях и реакторы с шаровыми засыпками также требуют онлайн-обработки и оборудования для замены топлива во время работы. ^[5]

Проекты реакторов с онлайн-дозаправкой

Реакторы с возможностью онлайн-дозаправки на сегодняшний день обычно охлаждались жидким натрием, газом или водой в каналах под давлением. Водоохлаждаемые реакторы, использующие сосуды под давлением, например, реакторы PWR и BWR и их потомки поколения III , не подходят для онлайн-дозаправки, поскольку охлаждающая жидкость разгерметизируется, чтобы обеспечить разборку сосуда под давлением, и, следовательно, требует серьезной остановки реактора. ^[6] Обычно это выполняется каждые 18–24 месяца.

Известные прошлые и настоящие проекты атомных электростанций, в которых реализована возможность дозаправки топливом в режиме онлайн, включают:

• Реакторы CANDU : реакторы канадской конструкции с тяжелым водо-водяным охлаждением и замедлителем, работающие на природном уране. Эксплуатируются с 1947 г. по настоящее время.
• Реакторы IPHWR — это реакторы индийской конструкции, созданные на основе CANDU. Это тяжеловодные реакторы с тяжеловодным замедлителем. Эксплуатируются с 1984 года по настоящее время.
• Реакторы Magnox : реакторы британской конструкции с графитовым замедлителем, охлаждаемые CO2 и работающие на природном уране. Эксплуатировались в 1954–2015 гг _.
• Реакторы РБМК : кипящие водоохлаждаемые графитовые реакторы на обогащённом уране российского дизайна. Эксплуатируются с 1954 г. по настоящее время.
• Реакторы UNGG : реакторы французской конструкции с графитовым замедлителем, охлаждаемые CO2 и работающие на природном уране. Эксплуатировались с 1966 по 1994 год _.
• Реакторы БН-350 ; БН-600 и БН-800 : Реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем российской конструкции. Эксплуатируется с 1973 г. по настоящее время.
• Реакторы AGR (Advanced Gas-Cooled): реакторы с графитовым замедлителем, охлаждаемые CO2 и работающие на обогащенном уране, британской конструкции. Эксплуатируются с 1976 г. по настоящее время _.

Существует ряд запланированных конструкций реакторов, которые предусматривают возможность оперативной дозаправки, в том числе реакторы с шаровыми твэлами и реакторы на расплавленных солях поколения IV .

Ссылки

1. "Стратегия оптимизации простоя атомной электростанции" (PDF) . МАГАТЭ . Получено 4 июля 2015 г. .
2. "Плутоний". www.world-nuclear.org . Получено 2015-07-04 .
3. "Обзор ядерного топливного цикла". www.world-nuclear.org . Получено 2015-07-04 .
4. Роберт Хоули — бывший генеральный директор Nuclear Electric и British Energy (2006). «Ядерная энергетика в Великобритании — прошлое, настоящее и будущее». Ежегодный симозиум Всемирной ядерной ассоциации . Архивировано из оригинала 14 декабря 2008 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
5. Кадак, Эндрю (2005). "Будущее ядерной энергетики: реакторы с шаровыми твэлами" (PDF) . MIT . Получено 4 июля 2015 г. .
6. "Ядерные реакторы | Атомная электростанция | Технология ядерных реакторов". www.world-nuclear.org . Получено 2015-07-04 .