Реактор БН-1200
 | В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
| БН-1200 | |
|---|---|
 | |
| Поколение | Поколение IV |
| Концепция реактора | Реактор на быстрых нейтронах |
| Статус | Планируется/Концепция |
| Основные параметры активной зоны реактора | |
| Топливо ( делящийся материал ) | Неизвестный |
| Спектр энергии нейтронов | Быстрый |
| Первичный теплоноситель | Жидкий натрий |
| Использование реактора | |
| Мощность (тепловая) | 2900 МВт т |
| Мощность (электрическая) | 1220 МВт эл. брутто |
Реактор БН-1200 — проект быстрого реактора-размножителя с натриевым охлаждением , разрабатываемый ОКБМ Африкантов в Заречном , Россия. БН-1200 основан на более раннем БН-600 и особенно на БН-800 , с которым он имеет ряд общих черт. Название реактора происходит от его электрической мощности, номинально 1220 МВт.
Первоначально часть плана расширения, включавшего восемь реакторов БН, строительство которых началось в 2012 году, планы по БН-1200 неоднократно сокращались, пока не были заказаны только два. Первый заключался в начале строительства на Белоярской АЭС в 2015 году с вводом в эксплуатацию в 2017 году, за которым последовал бы второй блок. Возможная новая станция, известная как Южный Урал, могла бы принять еще два БН-1200 в какой-то момент в будущем.
В 2015 году, после небольших задержек, проблемы на недавно достроенном БН-800 потребовали перепроектирования топлива. Строительство БН-1200 было поставлено на «неопределенный срок», [1] и Росэнергоатом заявил, что решение о продолжении не будет принято до 2019 года. [2] В январе 2022 года Росатом объявил, что пилотный БН-1200М будет построен к 2035 году. [3]
Фон
Быстрые реакторы серии БН используют активную зону, работающую на обогащенном топливе, включая высоко (80%) или средне (20%) обогащенный уран или плутоний . Такая конструкция производит много нейтронов, которые покидают зону активной зоны. Эти нейтроны создают дополнительные реакции в «оболочке» материала, обычно природного или обедненного урана или тория , где новый плутоний- или233
U , соответственно, образуются атомы. Эти атомы имеют особое химическое поведение и могут быть извлечены из бланкета путем переработки. Полученный металлический плутоний затем может быть смешан с другими видами топлива и использован в обычных конструкциях реакторов.
Для того чтобы реакция размножения производила больше топлива, чем потребляет, нейтроны, высвобождаемые из активной зоны, должны сохранять значительную энергию. Кроме того, поскольку активная зона очень компактна, тепловые нагрузки высоки. Эти требования привели к использованию жидкого натриевого теплоносителя, поскольку он является отличным проводником тепла и в значительной степени прозрачен для нейтронов. Натрий обладает высокой реакционной способностью, и для создания первичного контура охлаждения, который может работать безопасно, требуется тщательное проектирование. В альтернативных конструкциях используется свинец.
Хотя плутоний, производимый бридерами, полезен для оружия, более традиционные конструкции, в частности реактор с графитовым замедлителем, генерируют плутоний более легко. Однако эти конструкции намеренно работают на низких уровнях энергии из соображений безопасности и неэкономичны для выработки электроэнергии. Способность бридера производить больше нового топлива, чем было потрачено, а также производить электроэнергию делает его экономически интересным (он использует 99% энергии урана вместо 1%). Однако на сегодняшний день низкая стоимость уранового топлива сделала это непривлекательным, поскольку оно в четыре раза дешевле, чем BN600. [ необходима цитата ]
История
Предыдущие проекты
Советское правительство начало экспериментировать с бридерами в 1960-х годах. В 1973 году был построен первый прототип реактора-производителя энергии — реактор БН-350 , который успешно проработал до 1999 года. Этот реактор перенес почти непрерывную серию пожаров в натриевом теплоносителе, но его функции безопасности сдержали их. Реактор БН-600 , несколько более крупной конструкции, был введен в эксплуатацию в 1980 году и продолжал работать по крайней мере до 2019 года.
Проектирование более крупного завода с явной целью экономичного производства топлива началось в 1983 году как реактор БН-800 , а строительство началось в 1984 году. К этому времени французский Superphénix начал работу. У Super Phenix возникли проблемы с запуском до достижения эксплуатационной надежности. Падение цен на уран добавило беспокойства, сделав концепцию бридера экономически невыгодной. Чернобыльская катастрофа в 1986 году остановила строительство до тех пор, пока не были добавлены новые системы безопасности.
БН-800 подвергся серьезной модернизации в 1987 году и незначительной в 1993 году, но строительство не возобновлялось до 2006 года. Реактор не достиг критичности до 2014 года, а дальнейший прогресс остановился из-за проблем с конструкцией топлива. Он был перезапущен в 2015 году и вышел на полную мощность в августе 2016 года, войдя в коммерческую эксплуатацию в 2023 году.
Концепция дизайна
Концепция BN-1200 по сути является усовершенствованной конструкцией BN-800 с двойной целью экономичной эксплуатации, а также соответствия пределам безопасности реакторов IV поколения . Она использует более простую процедуру заправки и имеет увеличенный проектный срок службы в 60 лет. Улучшения безопасности включают устранение внешних трубопроводов натрия первого контура и пассивный аварийный отвод тепла.
Конструкция имеет коэффициент воспроизводства от 1,2 до 1,3–1,35 для смешанного уран-плутониевого оксидного топлива и 1,45 для нитридного топлива. Бор будет использоваться для внутриреакторной защиты. Тепловая мощность составляет номинальную 2900 МВт с электрической мощностью 1220 МВт. Температура первичного теплоносителя в промежуточном теплообменнике составляет 550 °C, а в парогенераторе — 527 °C. Ожидается, что валовой КПД составит 42%, чистый — 39%. Предполагается, что это будет конструкция IV поколения и будет вырабатывать электроэнергию по цене 0,65 руб./кВт·ч (2,23 цента США/кВт·ч). Конструкция была разработана с целью принятия более простой процедуры заправки, чем в конструкциях БН-600 и БН-800. [4]
Всемирная ядерная ассоциация классифицирует БН-1200 как коммерческий реактор, в отличие от его предшественников. [5]
Планируемое строительство
Первоначально ОКБМ планировало ввести в эксплуатацию первый блок с МОКС-топливом в 2020 году, а к 2030 году увеличить число блоков до восьми (общая мощность 11 ГВт). [6] СПб АЭП также заявил об участии в проектировании. Росэнергоатом рассматривал возможность привлечения иностранных специалистов для своего проектирования, упоминались Индия и Китай.
В начале 2012 года Научно-технический совет Росатома одобрил строительство реактора БН-1200 на Белоярской АЭС . Техническое проектирование планировалось завершить к 2013 году, а изготовление оборудования начать в 2014 году. Строительство должно было начаться в 2015 году с первой загрузкой топлива в 2017 году и полной коммерческой эксплуатацией уже в 2020 году. Второй блок, либо БН-1200, либо БН-1600, должен был последовать за ним, а также, возможно, свинцовый реактор-размножитель БРЕСТ-300 . Эти планы были одобрены правительством Свердловской области в июне 2012 года. [7]
Статус
Строительство БН-1200 ведется в ожидании экономических показателей, «сопоставимых с ВВЭР-1200».
Два БН-1200 остаются в генеральном плане России, который включает еще девять реакторов других типов. В этом отчете предлагается один БН-1200 в двух местах, Белоярске и Южном Урале. Остальные представляют собой смесь ВВЭР-600 и ВВЭР-ТОИ . [8]
Смотрите также
- Реактор БН-350
- Реактор БН-600 – российский реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем
- Реактор БН-800 — российский ядерный реактор на быстрых нейтронах, действует с 2016 года.
- Реактор четвертого поколения
Ссылки
- ^ "Россия откладывает БН-1200 в целях улучшения конструкции топлива". World Nuclear News. 16 апреля 2015 г. Получено 19 апреля 2015 г.
- ^ Далтон, Дэвид, ред. (22 марта 2016 г.). «'Нет решения' по Белоярской БН-1200 до 2019 г.». NucNet .
- ^ "Россия построит БН1200 к 2035 году". Nuclear Engineering International. 17 января 2022 г. Получено 27 июля 2022 г.
- ^ Ван, Брайан (15.12.2023). «План Китая заменить угольную энергетику ядерной | NextBigFuture.com» . Получено 21.12.2023 .
- ^ «Ядерный синтез: WNA — Всемирная ядерная ассоциация».
- ^ "Россия нацелилась на 2030 год для БН-1200". мировые ядерные новости . 22 июля 2014 г.
- ^ "Большой быстрый реактор одобрен для Белоярска - World Nuclear News". www.world-nuclear-news.org .
- ^ "Россия построит 11 новых ядерных реакторов к 2030 году". мировые ядерные новости . 10 августа 2016 г.
Внешние ссылки
- "Реакторные установки". Официальный сайт . Архивировано из оригинала 4 августа 2018 г. Получено 16 марта 2019 г. (Возможная обновленная ссылка: Реакторы на быстрых нейтронах. Архивировано 21.02.2019 на Wayback Machine )
- «Реактор на быстрых нейтронах БН-1200» (PDF) .- на официальном сайте ОКБМ Африкантов в формате PDF (на английском языке)
