CANDU Raskas vesi ydinreaktori: miten se toimii

CANDUn ydinreaktori sai nimensä, koska tämä raskas vesireaktori on kehitetty Kanadassa - se tarkoittaa Kanadan deuterium-uraania. Deuterium on raskaan veden ensisijainen osa ja uraani on tässä reaktoriluokassa käytetty polttoaine.

CANDU Heavy Water ydinreaktorit maailmanlaajuisesti

Kaikki Kanadan 20 ydinreaktoria ovat CANDU-mallia. Muita kansoja CANDU-reaktoreilla ovat Argentiina, Kiina, Intia, Etelä-Korea, Pakistan ja Romania.

Intiassa on myös 16 "CANDU-johdannaista" tai yleisiä raskasvesiin valettuja reaktoreita. 48 CANDU-reaktoria ja CANDU-johdannaisia ​​ovat lähes 11 prosenttia maailmanlaajuisesti toimivista reaktoreista.

CANDU-suunnittelua käyttävien voimalaitosten arvioidaan tuottavan yli 23 000 megawattia, noin 21 prosenttia ydinenergian tuottamasta sähköstä. Megawatti yleensä riittää 750 keskikokoisen koteihin.

Miten CANDU-reaktorit eroavat kevyistä vesireaktoreista

Raskasvesireaktorit ja kevytvesireaktorit eroavat toisistaan ​​siinä määrin, miten ne luovat ja hallitsevat ydinfissien tai atomin jakautumisen monimutkaista fysiikkaa, joka tuottaa energiaa ja lämpöä tuottamaan höyry ajaa generaattorit. U.S: n käytössä olevat ydinreaktorit ovat kaikki kevyitä vesimalleja. Useita suuria eroja on vaaleiden vesireaktoreiden ja CANDU: n raskasvesijäähdytteisen suunnittelun välillä, johon kuuluvat seuraavat suunnittelutoiminnot.

Core: CANDU-reaktorin ydin pidetään vaakasuorassa sylinterimäisessä säiliössä, jota kutsutaan kalandriaksi. Polttoainekanavat kulkevat kalandrian toisesta päästä toiseen. Kukin kanava kalandriassa on kaksi samankeskistä putkea. Ulompi putki on kalandria-putki ja sisempi on paineputki. Sisemmässä putkessa on polttoaine- ja paineistettu raskaan veden jäähdytysneste.

Tämä rakenne mahdollistaa tankkauksen käytön aikana.

Sitä vastoin kevytvesireaktorin ydin on pystysuora ja sisältää pystysuorat polttoainekokoonpanot, jotka ovat polttoainepellettien kanssa täytettyjen metalliputkien nippuja. Reaktorin ydin pidetään eristysastiassa.

Polttoaine: Toisin kuin muut ydinreaktorit, jotka on suunniteltu käyttämään rikastettua uraanipolttoainetta ja kevyttä vettä valvojana, CANDU-raskaan veden reaktorit käyttävät rikastumatonta luonnollista uraanioksidia polttoaineena ja raskasveteen valvojana.

Moderaattori: Ohjaaja on reaktorisydämateriaalia, joka hidastaa fissioista vapautuvia neutroneja, jolloin ne aiheuttavat enemmän fissiota ja ylläpitävät ketjureaktion. Kevyiden vesireaktoreiden moderaattori on tavallinen vesi, mutta CANDU-raskaan veden reaktori käyttää raskasta vettä tai deuteriumoksidia, jolla on D20: n kemiallinen kaava.

Toisin kuin tavallinen vesi, jonka tuttu H20: n kemiallinen koostumus, raskaassa vedessä on kaksi atomia deuteriumia.Toisin kuin tavallinen vety, jolla ei ole neutronia ja protonia sen yleisimmin, deuteriumilla on neutroni sen keskellä.

Jäähdytysneste: Jäähdytysneste kiertää ydinreaktorin ytimen kautta lämmön siirtämiseen pois siitä ja estää sulanapin, joka pysäyttää energiantuotannon. Vesimodulaattori toimii myös ensisijaisena jäähdytysaineena kevytvesireaktoreissa.

CANDU-reaktori käyttää joko kevyttä tai raskaan veden jäähdytysnestettä.

Miten CANDU-reaktori toimii tehtaalla

Raskas veden jäähdytysneste pumpataan reaktorisydämen putkien läpi suljetussa silmukassa. Putket sisältävät polttoainepaketteja keräämään sydämessä syntyvää lämpöä, joka tapahtuu ytimessä. Raskaan veden jäähdytysnestesilmukka kulkee höyrygeneraattoreiden kautta, joissa raskaan veden lämpö keittää tavallista vettä korkeapaineiseen höyryyn. Raskas vesi, nyt jäähdytin, kierrätetään takaisin reaktoriin, kun suljetun silmukan jäähdytysjakso jatkuu.

Höyrystimestä peräisin oleva korkeapainehöyry johdetaan reaktorin suojarakennuksen ulkopuolelle tavanomaisten turbiinien tehoon. Nämä turbiinit ohjaavat generaattoreita tuottamaan sähköä, joka sitten jaetaan verkkoon. Ydinreaktori on erillään sähkön tuottamiseen käytettävistä laitteista.

Turbiinista tuleva höyry kondensoidaan takaisin veteen ja pumpataan takaisin höyrygeneraattoriin.