Kaip veikia Kanados CANDU sunkiojo vandens branduoliniai reaktoriai
CANDU branduolinis reaktorius gavo savo pavadinimą, nes šis sunkiojo vandens reaktoriaus dizainas buvo sukurtas Kanadoje - tai reiškia "CANADA Deuterium Uranium". Deuteris yra pagrindinis sunkiojo vandens elementas, o uranas yra kurą, naudojamą šiame reaktoriaus klasei.
CANDU sunkiųjų vandenų branduoliniai reaktoriai visame pasaulyje
Visi Kanados 20 branduoliniai reaktoriai yra CANDU dizaino. Kitos šalys su CANDU reaktoriais yra Argentina, Kinija, Indija, Pietų Korėja, Pakistanas ir Rumunija.
Indijoje taip pat yra 16 "CANDU darinių" arba bendrų sunkiojo vandens moderatorių reaktorių. 48 CANDU reaktoriai ir CANDU išvestiniai produktai sudaro beveik 11 proc. Reaktorių visame pasaulyje.
Apskaičiuota, kad CANDU projekte naudojamos elektrinės sukuria daugiau nei 23 000 megavatų, apie 21 procentą elektros energijos, pagamintos naudojant branduolinę energiją. Megavatų paprastai yra pakankamai 750 vidutinio dydžio namų.
Kaip CANDU reaktoriai skiriasi nuo šviesos vandens reaktorių
Sunkiojo vandens reaktoriai ir lengvojo vandens branduoliniai reaktoriai skiriasi tuo, kaip jie sukuria ir tvarko sudėtingą branduolio dalijimosi ar atominio skilimo fiziką, kuri gamina energiją ir šilumą, kad generuotų garą. JAV naudojami branduoliniai reaktoriai yra visi lengvojo vandens projektai. Keletas pagrindinių skirtumų skiriasi nuo lengvojo vandens reaktorių iki CANDU sunkiojo vandens moderatoriaus dizaino, kuriame yra šios konstrukcijos ypatybės.
Core: "CANDU" reaktoriaus šerdis laikomas horizontalioje cilindrinėje talpykloje, pavadintoje "calandria". Kuro kanalai prasideda nuo vieno kalandrijos galo iki kito. Kiekviename Kanados kanale yra du koncentriniai vamzdžiai. Išorinis vamzdis yra kalandrijos vamzdelis, o vidinis - slėgio vamzdis. Vidinis vamzdis turi kuro ir slėgio sunkiojo vandens aušinimo skysčio.
Ši konstrukcija leidžia eksploatuoti degalus.
Priešingai, lengvojo vandens reaktoriaus šerdis yra vertikalios ir jame yra vertikalių kuro rinkinių, kurie yra metalinių vamzdelių ryšuliai, užpildyti degalų granulėmis. Reaktoriaus šerdis laikomas izoliavimo indu.
Kuras: skirtingai nuo kitų branduolinių reaktorių, skirtų naudoti praturtintą urano kuro ir lengvą vandenį kaip moderatorių, "CANDU" sunkiojo vandens reaktoriai kaip moderatorių naudoja nesukurtą natūralų urano oksidą ir kietąjį vandenį.
Moderatorius: moderatorius yra reaktoriaus šerdyje esanti medžiaga, stabdanti neutronus, išsiskyrusius skaidymo metu, todėl jie daugiau skaidosi ir palaiko grandininę reakciją. Lengvųjų vandens reaktorių moderatorius yra paprastas vanduo, tačiau CANDU sunkiojo vandens reaktoriuje naudojamas sunkus vanduo arba deuterio oksidas, kurio cheminė formulė yra D20.
Skirtingai nuo įprasto vandens, kurio žinoma cheminė sudėtis yra H20, sunkusis vanduo apima du deuterio atomus. Skirtingai nuo įprasto vandenilio, kuriame nėra daugiausia neutronų ir protonų, deuteriumas jo centre turi neutroną.
Aušinimo skystis. Aušinamasis cisterna cirkuliuoja per branduolinį reaktorių šerdį, kad šiluma būtų perkelta iš jos ir išvengta skilimo, kuris sustabdytų energijos gamybą. Vandens moderatorius taip pat veikia kaip pirminis šilumnešis lengvojo vandens reaktoriuose.
CANDU reaktoriuje naudojamas lengvas ar sunkiojo vandens aušinimo skystis.
Kaip veikia CANDU reaktorius, norint pagaminti elektros energiją
Sunkiojo vandens aušinimo skystis pumpuojamas per reaktoriaus šerdies vamzdelius uždaroje kilpoje. Vamzdeliuose yra kuro rinkinių, kad būtų galima gauti šilumą, susidariusį branduolio dalijimosi metu. Sunkiojo vandens aušinimo skysčio linija praeina per garų generatorius, kur karštis iš sunkiojo vandens virina paprastą vandenį į aukšto slėgio garą. Sunkusis vanduo, dabar aušintuvas, yra grąžinamas į reaktorių, nes uždarojo ciklo aušinimo ciklas tęsiasi.
Aukšto slėgio garas iš garo generatoriaus yra vamzdynas už reaktoriaus izoliavimo pastato, kad galėtumėte naudoti tradicines turbinas. Šie turbinos generuoja generatorius, kurie gamina elektros energiją, kuri paskirstoma tinklui. Branduolinis reaktorius yra atskirtas nuo elektros energijos gamybai naudojamos įrangos.
Garas, išeinantis iš turbinos, suskaidomas atgal į vandenį ir pumpuojamas atgal į garo generatorių.