ВТГР и гелий — на примере HTTR AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 12.11.2018 Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР) — направление, привлекающее к себе внимание благодаря усилиям китайских атомщиков. Именно в Китае строится первый в этом веке энергоблок с ВТГР «Shidao Bay-1». В разной степени … Читать далее
ВТГР и гелий — на примере HTTR
AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 12.11.2018
Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР) — направление, привлекающее к себе внимание благодаря усилиям китайских атомщиков. Именно в Китае строится первый в этом веке энергоблок с ВТГР «Shidao Bay-1».
В разной степени свой интерес к высокотемпературным установкам выражают Япония, ЮАР, Индонезия и некоторые другие страны.
В прошлом веке был накоплен определённый опыт по реакторам ВТГР (в первую очередь, в Германии). Одна из проблем, с которой столкнулись на этих аппаратах (и с которой предстоит столкнуться на тех ВТГР, которые будут построены) — проблема утечки гелия.
О том, как решается эта проблема на японском исследовательском высокотемпературном реакторе HTTR, рассказал коллектив авторов (Дайсуке Тотио и др.) в статье, опубликованной в «Journal Nuclear Science and Technology» в 2014 году.
Реактор HTTR
Реактор HTTR впервые достиг критики 11 октября 1998 года. Это аппарат мощностью 30 МВт(т) и температурой 950°C на выходе из активной зоны, причём эта температура была получена на практике (в первый раз — в 2004 году). Теплоноситель — гелий, замедлитель — графит.
Основные параметры HTTR
В реакторе предусмотрены три системы теплоотвода — основная система MCS, вспомогательная система ACS и система охлаждения корпуса VCS.
Система MCS предназначена для работы в нормальных условиях эксплуатации. Две остальные системы являются элементами конструктивной безопасности.
ACS в нормальных условиях эксплуатации пребывает в резерве и подключается для отвода остаточного энерговыделения после глушения реактора.
VCS в нормальных условиях эксплуатации охлаждает биологическую защиту, окружающую корпус реактора. При авариях с потерей принудительной циркуляции система VCS отводит тепло от активной зоны за счёт естественной циркуляции и излучения.
Организация теплоотвода в HTTR.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Утечки гелия
Гелий текуч, и утечки гелия необходимо строго контролировать, так как вместе с гелием первый контур могут покидать радиоактивные изотопы.
Простейшая мера защиты от утечек гелия, предпринятая на HTTR — везде, где возможно, использовались сварные соединения трубопроводов и/или оборудования. В тех случаях, где сварка невозможна или нецелесообразна, прнменяются различные уплотнения.
Несмотря на эти меры, утечки гелия всё равно будут происходить. Ограничение по утечкам гелия, поставленное для HTTR — 0,3% весовых в день. Выполнение данного ограничения было проверено перед пуском реактора, а также в ходе нескольких инспекций.
Скорость утечки гелия из первого контура можно оценить по следующей формуле:
Здесь m, P и T — масса, давление и средняя температура гелия. Индексы «1» и «2» соответствуют моментам времени, отстоящим друг от друга на время t в часах.
Результаты четырёх инспекций, проведенных в 2003-2009 годах, показали, что утечки гелия из первого контура HTTR находятся ниже заданного ограничения и составляют примерно 0,1% весовых в день.
Результаты инспекций
Второй способ измерения скорости утечки гелия основан на измерении временных интервалов между срабатываниями системы подпитки гелия при работе реактора на мощности:
Здесь Popen и Pclose — уставки срабатывания и отключения системы подпитки гелия (соответственно, открытия и закрытия её задвижки), а Pcontrol — заданное значение давления гелия при той мощности, на которой работает реактор.
Пример работы системы подпитки показан на графике ниже. По правой оси отложено нормализованное давление (P — Pclose) / (Popen — Pclose). По результатам измерений, скорость утечки гелия не превышала 0,1% весовых в день.
Авторы статьи в «Journal Nuclear Science and Technology» пришли к выводу, что меры, предпринятые на реакторе HTTR, оказались достаточными для того, чтобы сдерживать утечки гелия ниже проектной величины 0,3% весовых в день.
Реальные скорости утечек на японском реакторе составляли порядка 0,1% весовых в день.
Авторы считают также, что подходы, использованные на реакторе HTTR, по минимизации и контролю за утечками гелия, будет возможно перенести на будущий японский коммерческий ВТГР.
Ключевые слова: ВТГР, Япония, Статьи
Другие новости:
«Toshiba» отказалась от планов по строительству АЭС «Moorside»
Ликвидация компании «NuGen» начнётся в январе.
АЭС «Barakah» — проблемы с бетоном
Как минимум на двух блоках станции обнаружены трещины.
На блоке «Sanmen-2» выполнены условия для сдачи в коммерческую эксплуатацию
Третий введённый китайский блок с AP-1000.