Hogyan működik a kanadai CANDU Nehézvizű Reaktor
A CANDU nukleáris reaktor kapta a nevét, mert ez a nehézvízi reaktor kialakítása Kanadában történt - ez a CANada Deuterium Uranium. A deutérium a nehéz víz elsődleges eleme, és az urán a reaktorosztályban felhasznált üzemanyag.
CANDU Nehézvizű nukleáris reaktorok világszerte
Minden kanadai 20 atomreaktor a CANDU design. A CANDU reaktorokkal rendelkező nemzetek közé tartozik Argentína, Kína, India, Dél-Korea, Pakisztán és Románia.
Indiában 16 "CANDU származék", vagy általánosan nehézvíz mérsékelt reaktor van. A 48 CANDU reaktor és a CANDU-származék világszerte közel 11% reaktort tartalmaz.
Becslések szerint a CANDU designt használó erőművek több mint 23 000 megawattot termelnek, az atomenergiával előállított villamos energia mintegy 21 százalékát. A megawatt általában elég ahhoz, hogy 750 átlagos méretű otthont juttasson el.
Hogyan különböznek a CANDU reaktorok a könnyű vízreaktoroktól?
A nehézvízi atomreaktorok és a könnyűvízű atomreaktorok abban különböznek egymástól, hogy létrehozzák és kezelik az atommaghasadás összetett fizikáját vagy az atommagok felosztását, ami az energiát és a hőt generáló generátorok gőzgenerálására szolgál. Az Egyesült Államokban használt nukleáris reaktorok mind könnyű vízminták. Számos nagy különbség van a könnyű víz reaktorok és a CANDU nehézvíz mérsékelt kialakítás között, amelyek a következő tervezési jellemzőket tartalmazzák.
Mag: A CANDU reaktor magját vízszintes, hengeres tartályban tartják, amelyet kalandria-nak neveznek. Az üzemanyagcsatorna a kalandria egyik végétől a másikig fut. A kalandriai csatornák mindegyike két koncentrikus csövet tartalmaz. A külső cső a kalandria cső, a belső pedig a nyomócső. A belső cső tartja az üzemanyagot és a túlnyomásos nehézvízhűtőt.
Ez a kialakítás lehetővé teszi üzemanyagtöltés közben.
Ezzel szemben a könnyűvíz-reaktor magja függőleges, és függőleges üzemanyag-szerelvényeket tartalmaz, amelyek fémcsövek töltetei tüzelőanyag-pellettel vannak töltve. A reaktor magját tartályban tartjuk.
Tüzelőanyag: A CANDU nehézvízi reaktorok a nem dúsított, természetes urán-oxidot üzemanyagként és nehézvizeként moderátorként használják a dúsított urán-üzemanyag és a könnyű víz mint moderátor használatára tervezett más atomreaktorokkal szemben.
Moderátor: A moderátor a reaktor magjában lévő anyag, amely lassítja a hasadékokból felszabaduló neutronokat, így több hasadást okoznak és fenntartják a láncreakciót. A könnyűvíz-reaktorok moderátorai a szokásos víz, de a CANDU nehézvíz-reaktor nehéz vizet vagy deutérium-oxidot használ, melynek kémiai képlete a D20.
A szokásos vizetől eltérően, a H20 ismert kémiai összetételével, a nehéz víz két atomot tartalmaz a deutériumból. A közönséges hidrogéntől eltérően, amely nem rendelkezik neutronnal és protonjával a legáltalánosabb formában, deutériumnak van egy neutronja a középpontjában.
Hűtőközeg: A hűtőközeg egy nukleáris reaktormagon keresztül keringet, hogy átadja a hőt tőle, és megakadályozza az energiatermelés megállítását okozó összeomlást. A vízszabályozó elsődleges hűtőfolyadékként működik a könnyű vízreaktorokban.
A CANDU reaktor könnyű vagy nehézvizes hűtőfolyadékot használ.
Hogyan működik egy CANDU reaktor az elektromos áram előállításához?
A nehézvíz hűtőfolyadékot a reaktor magcsövekén keresztül zárt hurokba pumpálják. A csövek tüzelőanyagkötegeket tartalmaznak, hogy felvegyék a magban zajló maghasadásból származó hőt. A nehézvíz hűtőfolyadék hurok átereszti a gőzfejlesztőket, ahol a nehéz vízből származó hő a közönséges vizet nagynyomású gőzbe forrja. A most hűvösebb nehézvizet visszavezetik a reaktorba, miközben a zárt hurkú hűtési ciklus folytatódik.
A gőzfejlesztőből származó nagynyomású gőz a reaktorszigetelő épületen kívül vezetett a hagyományos turbinák táplálására. Ezek a turbinák hajtják a generátorokat, hogy villamos energiát termeljenek, majd elosztják a rácsra. Az atomreaktor különválasztja a villamos energiát előállító berendezést.
A turbinából kilépő gőz visszavezethető a vízbe, és visszavezethető a gőzfejlesztőbe.