Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оңтүстік Африка ядролық реакторының дизайны
South African nuclear reactor design
Pebble Bed Modular Reactor (PBMR) – 1994 жылдан 2009 жылға дейін Оңтүстік Африкалық PBMR (Pty) Ltd компаниясы әзірлеген шашақты төсек реакторының ерекше түрі. PBMR құрылыстарының ішінде Солтүстік-Батыс университетінің Потчефструм кампусындағы газ турбинасы және жылу алмасу зертханалары, Пелиндабадағы жоғары қысымды және температуралы гелий сынақ құрылғысы, сондай-ақ отын дайындау зауытының прототипі бар. Кюберг ядролық электр стансасында салынбақ болған сынақ реакторы жобасы іске аспады.
The Pebble Bed Modular Reactor (PBMR) is a particular design of pebble bed reactor developed by South African company PBMR (Pty) Ltd from 1994 until 2009. PBMR facilities include gas turbine and heat transfer labs at the Potchefstroom Campus of North West University, and at Pelindaba, a high pressure and temperature helium test rig, as well as a prototype fuel fabrication plant. A planned test reactor at Koeberg Nuclear Power Station was not built.
Реактордың құрылысы
PBMR-ге қатысты қауіпсіздік мүмкіндіктерімен сипатталады, яғни адамның қателігі немесе жабдықтың істен шығуы халыққа зиян келтіретін апатқа әкелмейді. PBMR-ден алынатын жылу түрлі өнеркәсіптік процестерде қолданылуы мүмкін, оның ішінде когенерациялық қолданыстар үшін процестік бу, мұнай құмдарын орнында қалпына келтіру, этанол, мұнай және мұнайхимиялық өңдеу. Жоғары температуралы жылу метанді сутегі, аммиак және метанол өндіруге қолданылатын шикізат ретінде пайдалану үшін синтетикалық газға айналдыруға, сондай-ақ суды термохимиялық түрде ыдыратып, сутегі мен оттегі өндіруге қолданылуы мүмкін. PBMR модульдік құрылымға ие, сондықтан тек кішкентай және орташа өлшемді агрегаттар жобаланады. Ірі электр станциялары осы модульдерді біріктіру арқылы салынады. 2008 жылға қарай 400 МВт оптималды модуль мөлшері ретінде қалыптасты, бұл бастапқы концепциялық мөлшерден едәуір үлкен. PBMR графиттен жасалған отын шарларымен отындық және баяулатылады, олардың әрқайсысы TRISO қаптамасымен қамтылған аз байытылған уран оксиді отын бөлшектерін қамтиды. Әрбір отын шаршасында 15 000 отын бөлшегі бар. "Әрбір отын тасшасында 9 грамм уран бар, және бұл төрт адамдық отбасын бір жыл бойы қамтамасыз ететін энергияны өндіруге жеткілікті. Бір тасшаның энергиясын өндіру үшін 5 тонна көмір және 23 000 м³ су қажет болады". Концепция Германиядағы AVR реакторы мен THTR негізінде жасалған, бірақ Брэйтон жабық циклді газ турбинасын іске қосу үшін өзгертілген. Реактордың негізгі бөлігі сақина тәрізді, ал орталық бағаны нейтрондық шағылыстырғыш ретінде қызмет етеді. PBMR бас кеңсесіндегі 700 адамнан тұратын негізгі командаға қоса, университеттерден, жеке компаниялардан және ғылыми-зерттеу институттарынан 600-дан астам адам жобаға қатысты.
The PBMR is characterised by inherent safety features, which mean that no human error or equipment failure can cause an accident that would harm the public. Heat from the PBMR can be used for a variety of industrial process applications, including process steam for cogeneration applications, in situ oil sands recovery, ethanol applications, refinery and petrochemical applications. The high temperature heat can also be used to reform methane to produce syngas (where the syngas can be used as feedstock to produce hydrogen, ammonia and methanol); and to produce hydrogen and oxygen by decomposing water thermochemically. The PBMR is modular in that only small to mid sized units will be designed. Larger power stations will be built by combining many of these modules. As of 2008, 400MWt was emerging as an optimum module size, considerably larger than the original concept size. The PBMR is fuelled and moderated by graphite fuel spheres each containing TRISO coated low enriched uranium oxide fuel particles. There are 15000 fuel particles per fuel sphere the size of a billiard ball. "Each fuel pebble contains 9 g of uranium, and this holds enough generation capacity to sustain a family of four, for a year. Five tons of coal and up to 23 000 m3 of water will be required to generate one pebble's energy". The concept is based on the AVR reactor and THTR in Germany, but modified to drive a Brayton closed cycle gas turbine. The core design is annular with a centre column as a neutron reflector. In addition to the core team of some 700 people at the PBMR head office in Centurion near Pretoria, more than 600 people at universities, private companies and research institutes were involved with the project.
2010 жылы тоқтату
2010 жылдың ақпан айында Оңтүстік Африка үкіметі шағылысты төсек модульді реакторын дамытуға қаржы жұмсауды тоқтатқанын хабарлады, ал PBMR (Pty) компаниясы штатты 75 пайызға дейін қысқартуды қарастырып жатқанын мәлімдеді. Бұл шешім PBMR үшін клиент немесе инвестор табылмай қалғандықтан қабылданды. Шешілмеген техникалық мәселелер, шығындардың күрт өсуі және 2008 жылғы Forschungszentrum Jülich институтының Германияның AVR тас төсегі реакторы жұмысындағы ауқымды проблемалар туралы баяндамасы потенциалды инвесторларды ынталандырмады. NGNP жобасы 2012 жылдың ақпан айында хабарланғандай, PBMR-дегідей шар тәрізді емес, призмалық отын элементтері бар HTGR реакторларымен жалғастырылады. PBMR жобасына 9,244 миллиард теңге (1,3 миллиард АҚШ доллары) инвестиция салынды. Бұл қаражаттың 80 пайыздан астамы Оңтүстік Африка үкіметінен, ал қалғаны Eskom (8,8%), Westinghouse (4,9%), Индустриалды даму корпорациясы (4,9%) және Exelon (1,1%) компанияларынан түсті.
In February 2010 the South Africa government announced it had stopped funding the development of the pebble bed modular reactor, and PBMR (Pty) stated it was considering 75% cuts in staff. The decision was taken because no customer or investor for PBMR was found. Unresolved technical items, a substantial increase of costs and a 2008 report from Forschungszentrum Jülich about major problems in operation of the German pebble bed reactor AVR had discouraged potential investors. The NGNP project will continue on HTGRs with prismatic fuel elements, not with pebbles as in PBMR, as was announced in February 2012. R9.244 billion (US$1.3 billion) had been invested in the PBMR project. Over 80% came from the South African government, with smaller amounts from Eskom (8.8%), Westinghouse (4.9%), Industrial Development Corporation (4.9%) and Exelon (1.1%).