Kuidas Kanada CANDU raskevee tuumareaktorid töötavad
CANDU tuumareaktor sai oma nime, sest see raskevee reaktori disain töötati välja Kanadas - see tähendab CANADA Deuterium Uraani. Deuterium on raske veega esmane element ja selles reaktori klassis kasutatakse uraani.
CANDU raskevee tuumareaktorid üle maailma
Kõigil Kanada 20 tuumareaktoritel on CANDU disain. Teised CANDU reaktorite rahvad on Argentina, Hiina, India, Lõuna-Korea, Pakistan ja Rumeenia.
Indial on ka 16 "CANDU tuletisi" või üldist raskeveega modereeritud reaktorit. 48 CANDU reaktorid ja CANDU tuletisinstrumendid moodustavad ligi 11 protsenti kogu maailmas paiknevatest reaktoritest.
Hinnanguliselt toodavad CANDU projekte kasutavad elektrijaamad rohkem kui 23 000 megavatti, umbes 21 protsenti tuumaenergiast toodetud elektrienergiast. Megavatt on üldjuhul 750 keskmise suurusega kodu jaoks võimeline.
Kuidas CANDU reaktorid erinevad kergete veekompressoritega?
Raskevee tuumareaktorid ja kergevee tuumareaktorid erinevad selle poolest, kuidas nad loovad ja juhivad tuuma lõhustumise või aatomi eraldamise kompleksfüüsika, mis toodab generaatorite juhtimiseks auru tekitamiseks energiat ja soojust. USAs kasutatavad tuumareaktorid on kõik kergevee kujundused. Mõned suured erinevused eristavad kergete veereaktorite ja CANDU raske veega modereeritud disaini, mille hulka kuuluvad järgmised disainifunktsioonid.
Core: CANDU reaktori tuum hoitakse horisontaalses, silindrilises mahutis kalandriatena. Küttekanalid kulgevad kalandria ühelt otsast teise. Kalandria kanalil on kaks kontsentrilist toru. Väline toru on kalandria toru ja sisemine toru on survele. Sisemine toru hoiab kütust ja survestatakse raskekujulise vee jahutusvedelikku.
See disain võimaldab tankimise ajal töötamise ajal.
Seevastu kerge veereaktori südamik on vertikaalne ja sisaldab vertikaalseid kütusekomplekse, mis on kütusekorgiga täidetud metallist torude kimbud. Reaktori südamikku hoitakse ümbrisega.
Kütus: erinevalt teistest tuumareaktoritest, mis on kavandatud kasutama rikastatud uraanikütust ja kergeid vett moderaatorina, kasutavad CANDU raskevee reaktorid moderaatorina rikastamata looduslikku uraanoksiidi kui kütust ja rasket vett.
Moderaator: moderaator on reaktori tuum, mis aeglustab lõhustumisest vabanenud neutronite aeglustumist, nii et need põhjustavad rohkem lõhustumist ja säilitavad ahelreaktsiooni. Kergete veereaktorite moderaator on tavaline vesi, kuid CANDU raskevee reaktor kasutab rasket vett või deuteeriumoksiidi, mille keemiline valem on D20.
Erinevalt tavalisest veest, milles on teadaolev H20 keemiline koostis, sisaldab raske vesi kahte deuteeriumi aatomit. Erinevalt tavalisest vesinikust, millel ei ole neutronit ja prootonit kõige sagedasemal kujul, on deuteerium oma keskel neutron.
Jahutusvedelik: jahutusvedelik tsirkuleerub läbi tuumareaktori tuuma, et viia kuumus selle kaugusest välja ja vältida äravoolu, mis peataks energiatootmise. Vee moderaator toimib ka kergete veereaktorite esmase jahutusvedelikuna.
CANDU reaktor kasutab kerge või raske veega jahutusvedelikku.
Kuidas CANDU reaktor töötab elektrienergia tootmiseks
Raskevee jahutusvedelik pumpatakse läbi reaktori tuubi torude suletud ahelas. Tuubid sisaldavad kütusekimbusid tuumal tekkiva tuumalõhustumisega tekitatud soojusenergia kogumiseks. Raskevee jahutusvedeliku aas läbib aurugeneraatoreid, kus raske veega soojeneb tavaline vesi kõrgsurve auruga. Jõuetu raskem vesi suunatakse reaktorisse tagasi, kuna suletud tsükli jahutamise tsükkel jätkub.
Aurugeneraatorist toodetud kõrgsurve aur torustikust väljapoole reostuskonteinerit hoitakse tavapäraste turbiinide jõudmiseks. Need turbiinid juhivad generaatorit elektri tootmiseks, mis seejärel võrgule jaotatakse. Tuumareaktor on elektri tootmiseks kasutatavatest seadmetest eraldi.
Turbiinist väljuv aur kondenseerub tagasi vette ja suunatakse tagasi aurugeneraatorisse.