Введение
Модульный реактор с каменно-шаровым загрузкой (PBMR) – это особый тип реактора с каменно-шаровым загрузкой, разработанный южноафриканской компанией PBMR (Pty) Ltd с 1994 по 2009 год. Комплексы PBMR включают лаборатории газовых турбин и теплопередачи на территории кампуса Потчефструм Северо-Западного университета, а также в Пелиндабе – испытательный стенд для гелия под высоким давлением и температурой и опытный завод по производству ядерного топлива. Планируемый испытательный реактор на АЭС "Кёберг" так и не был построен.
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.
Конструкция реактора
Для РБМР характерны неотъемлемые характеристики безопасности, что означает, что ни одна человеческая ошибка или отказ оборудования не может привести к аварии, способной нанести вред населению. Тепло, выделяемое РБМР, может использоваться в различных промышленных процессах, включая производство пара для когенерации, добычу битуминозных песков непосредственно в месте залегания, производство этанола, а также для нужд нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Высокотемпературное тепло также может быть использовано для риформинга метана с целью получения синтез-газа (который, в свою очередь, может служить сырьем для производства водорода, аммиака и метанола), а также для производства водорода и кислорода путем термохимического разложения воды. РБМР имеет модульную конструкцию, предусматривающую разработку только небольших и средних блоков. Более крупные электростанции будут строиться путем объединения нескольких таких модулей. К 2008 году оптимальным размером модуля считалось 400 МВт, что значительно превышало первоначальный размер концепции. РБМР использует графитовые топливные сферы в качестве топлива и замедлителя, каждая из которых содержит частицы низкообогащенного оксида урана с оболочкой TRISO. В каждой топливной сфере размером с бильярдный шар содержится 15 000 топливных частиц. "Каждый топливный шарик содержит 9 г урана, чего достаточно для обеспечения энергией семьи из четырех человек в течение года. Для выработки энергии, эквивалентной энергии одного шарика, потребуется пять тонн угля и до 23 000 м³ воды". Концепция основана на реакторах AVR и THTR в Германии, но была модифицирована для привода газотурбинной установки замкнутого цикла Брайтона. Конструкция активной зоны кольцевая, с центральным столбом, выполняющим функцию нейтронного отражателя. Помимо основной команды, состоящей из 700 человек в штаб-квартире РБМР в Центурионе, недалеко от Претории, в проекте участвовало более 600 специалистов из университетов, частных компаний и научно-исследовательских институтов.
Окончание в 2010 году
В феврале 2010 года правительство Южной Африки объявило о прекращении финансирования разработки модульного реактора с каменистым заполнением, а PBMR (Pty) заявила о рассмотрении сокращения штата на 75%. Решение было принято из-за отсутствия покупателей или инвесторов для PBMR. Неустраненные технические проблемы, существенное увеличение стоимости и отчет Forschungszentrum Jülich за 2008 год о серьезных проблемах в эксплуатации немецкого реактора AVR с каменистым заполнением отпугнули потенциальных инвесторов. Проект NGNP будет продолжаться с использованием ГРГ с призматическими топливными элементами, а не с каменистым заполнением, как в PBMR, что было объявлено в феврале 2012 года. В проект PBMR было инвестировано 9,244 миллиарда ранов (1,3 миллиарда долларов США). Более 80% финансирования поступило от правительства Южной Африки, а остальные суммы – от Eskom (8,8%), Westinghouse (4,9%), Industrial Development Corporation (4,9%) и Exelon (1,1%).