Реактор CANDU

CANDU ( Canada Deuterium Uranium ) — канадский тяжеловодный реактор под давлением , используемый для выработки электроэнергии. Аббревиатура относится к замедлителю из оксида дейтерия ( тяжелая вода ) и использованию (изначально природного ) уранового топлива. Реакторы CANDU были впервые разработаны в конце 1950-х и 1960-х годах в сотрудничестве между Atomic Energy of Canada Limited (AECL), Комиссией по гидроэнергетике Онтарио , Canadian General Electric и другими компаниями.

Существовало два основных типа реакторов CANDU: первоначальная конструкция мощностью около 500  МВт e , которая предназначалась для использования в многореакторных установках на крупных электростанциях, и усовершенствованный CANDU 6 класса е мощностью 600 МВт , предназначенный для использования в одиночных автономных блоках или в небольших многоблочных установках. Блоки CANDU 6 были построены в Квебеке и Нью-Брансуике , а также в Пакистане, Аргентине, Южной Корее, Румынии и Китае. Единственный образец конструкции, отличной от CANDU 6, был продан в Индию. Многоблочная конструкция использовалась только в Онтарио , Канада, и росла в размерах и мощности по мере того, как в провинции устанавливалось больше блоков, достигнув ~ 880 МВт эл .в блоках, установленных на Дарлингтонской атомной электростанции . Попытка рационализировать более крупные единицы способом, подобным CANDU 6, привела к CANDU 9 .

К началу 2000-х перспективы продаж оригинальных моделей CANDU сократились из-за появления новых разработок других компаний. В ответ AECL отменила разработку CANDU 9 и перешла к конструкции усовершенствованного реактора CANDU (ACR). ACR не удалось найти покупателей; его последняя потенциальная продажа была связана с расширением в Дарлингтоне, но она была отменена в 2009 году. В октябре 2011 года федеральное правительство Канады передало лицензию на конструкцию CANDU компании Candu Energy (дочерней компании, находящейся в полной собственности SNC-Lavalin ), которая также приобрела бывший реактор. отдел развития и маркетинга AECL в то время. Candu Energy предлагает услуги поддержки для существующих объектов и завершает ранее остановленные установки в Румынии и Аргентине в рамках партнерства сКитайская национальная ядерная корпорация . SNC Lavalin, преемник AECL, занимается продажей новых реакторов CANDU 6 в Аргентине (Atucha 3), а также в Китае и Великобритании. Усилия по продаже реактора ACR прекращены.

В 2017 году консультации с промышленностью привели к тому, что Natural Resources Canada разработала «Дорожную карту SMR» [1] , направленную на разработку малых модульных реакторов . В ответ SNC-Lavalin разработала версию CANDU e SMR мощностью 300 МВт, CANDU SMR , которую она начала освещать на своем веб-сайте. [2] В 2020 году CANDU SMR не был выбран для дальнейшей разработки канадского демонстрационного проекта. SNC-Lavalin все еще рассматривает возможность продажи ММР мощностью 300 МВт отчасти из-за прогнозируемого спроса в связи со смягчением последствий изменения климата . [3]

Основная работа конструкции CANDU аналогична другим ядерным реакторам. Реакции деления в активной зоне реактора нагревают воду под давлением в первом контуре охлаждения . Теплообменник , также известный как парогенератор , передает тепло вторичному контуру охлаждения , который приводит в действие паровую турбину с присоединенным к ней электрическим генератором (для типичного термодинамического цикла Ренкина ). Отработанный пар из турбин затем охлаждается, конденсируется и возвращается в качестве питательной воды в парогенератор. Для окончательного охлаждения часто используется охлаждающая вода из близлежащего источника, такого как озеро, река или океан. Новые установки CANDU, такие какДарлингтонская атомная электростанция недалеко от Торонто , Онтарио , использует диффузор для распределения теплой воды на выходе по большему объему и ограничения воздействия на окружающую среду. Хотя все заводы CANDU до настоящего времени использовали охлаждение с открытым циклом, современные конструкции CANDU могут вместо этого использовать градирни. [4]

Энергоблоки Qinshan Phase III 1 и 2, расположенные в Чжэцзяне , Китай (30,436 ° с.ш., 120,958 ° в.д.): два реактора CANDU 6, спроектированные Atomic Energy of Canada Limited (AECL), принадлежащие и эксплуатируемые Third Qinshan Nuclear Power Company Limited. Обратите внимание, что установка, по сути, представляет собой две отдельные установки, характерные для конструкции CANDU6.
Принципиальная схема реактора CANDU:  горячая и холодная стороны первого тяжеловодного контура; горячая и холодная стороны вторичного легководяного контура; и охладить тяжеловодный замедлитель в каландрии вместе с частично вставленными регулировочными стержнями (как известны регулирующие стержни CANDU ) .    
  1. Связка топлива
  2. Каландрия (активная зона реактора)
  3. Регулировочные стержни
  4. Герметик
  5. Парогенератор
  6. Насос легкой воды
  7. Насос для тяжелой воды
  8. Заправочные машины
  9. Тяжеловодный замедлитель
  10. Напорная трубка
  11. Пар идет к паровой турбине
  12. Холодная вода возвращается из турбины
  13. Контейнерное здание из железобетона
Два топливных пучка CANDU: каждый имеет длину около 50 см и диаметр 10 см и может генерировать около 1  ГВтч (3,6 ТДж) электроэнергии за время пребывания в реакторе CANDU.
Атомная электростанция Брюса , на которой работают восемь реакторов CANDU, является крупнейшей атомной электростанцией в мире по чистой рабочей мощности.
Диапазон возможных топливных циклов CANDU: реакторы CANDU могут работать с различными типами топлива, включая отработавшее топливо легководных реакторов.
Атомная электростанция Пикеринга Станция состоит из шести действующих и двух остановленных реакторов CANDU, размещенных в купольных защитных сооружениях. Цилиндрическое вакуумное здание является дополнительной системой безопасности, в которой происходит конденсация пара в случае крупной утечки.
Джентилли-1 (справа) и Джентилли-2 (слева)