Kako funkcionišu kanadski Nuclear Reactors za teške vode CANDU
CANDU nuklearni reaktor dobio svoje ime jer je ovaj dizajn teškog voda razvijen u Kanadi - predstavlja Kanadu Deuterium Uranium. Deuterijum je primarni element u teškoj vodi, a uranijum je gorivo koje se koristi u ovoj reaktorskoj klasi.
CANDU nuklearni reaktori teške vode širom sveta
Svi kanadski 20 nuklearni reaktori su dizajnirani za CANDU. Druge nacije sa reaktorima CANDU uključuju Argentinu, Kinu, Indiju, Južnu Koreju, Pakistan i Rumuniju.
Indija takođe ima 16 "derivata CANDU-a" ili generičkih reaktora modernih teških voda. 48 reaktora CANDU i CANDU derivata čine skoro 11 procenata reaktora širom sveta.
Procjenjuje se da elektrane koje koriste CANDU dizajn generišu više od 23.000 megavata, oko 21 posto električne energije proizvedene nuklearnom energijom. Megavata je uglavnom dovoljna za napajanje 750 kuća u prosjeku.
Kako se reaktori CANDU razlikuju od reaktora lake vode
Nuklearni reaktori teške vode i nuklearni reaktori lake lake vode razlikuju se u tome kako stvaraju i upravljaju složenom fizikom nuklearne fisije ili razdvajanja atoma koji stvara energiju i toplotu kako bi se stvarao parni sistem za generisanje generatora. Nuklearni reaktori koji se koriste u SAD-u su svi projekti lakih voda. Nekoliko glavnih razlika razlikuje se između reaktora lake vode i modernog dizajna CANDU teške vode, koji uključuju sledeće karakteristike dizajna.
Jezgro: jezgro reaktora CANDU čuva se u horizontalnom, cilindričnom rezervoaru zvanom kalandrija. Kanali za gorivo se kreću od jednog kraja kalandrije do drugog. Svaki kanal unutar kalandrije ima dve koncentrične cijevi. Spoljašnja cev je kalandrijska epruveta, a unutrašnja je cev pod pritiskom. Unutrašnja cev drži gorivo i hladnjak teške vode pod pritiskom.
Ovaj dizajn omogućava punjenje goriva tokom rada.
Nasuprot tome, jezgro reaktora lake rečne vode je vertikalno i sadrži vertikalne sklopove goriva koji su snopovi metalne cevi punjene peletom goriva. Reaktorsko jezgro se čuva u posudi za zadržavanje.
Gorivo: Za razliku od drugih nuklearnih reaktora dizajniranih za korištenje obogaćenog uranovog goriva i lagane vode kao moderatora, reaktori teške vode CANDU koriste neobogaćeni prirodni uranov oksid kao gorivo i tešku vodu kao moderator.
Moderator: Moderator je materijal u jezgru reaktora koji usporava neutrone oslobođene od fisije, tako da uzrokuju više cepanja i održavaju lančanu reakciju. Moderator u reaktorima lake rečne vode je obična voda, ali reaktor teške vode CANDU koristi tešku vodu ili deuterijum oksid, koji ima hemijsku formulu D20.
Za razliku od obične vode sa poznatim hemijskim sastavom H20, teška voda sadrži dva atoma deuterijuma. Za razliku od običnih vodonika koji nemaju neutron i protona u svom najčešćem obliku, deuterijum ima neutron u svom centru.
Tečnost za hlađenje: tečnost za hlađenje cirkuliše kroz jezgro nuklearnog reaktora kako bi prenela toplotu od nje i spriječila talas koji bi zaustavio proizvodnju energije. Moderator vode takođe funkcionira kao primarni rashladni fluid u reaktorima lake rečne vode.
Reaktor CANDU koristi ili tečnost za hlađenje vode ili teške vode.
Kako CANDU reaktor radi na proizvodnji električne energije
Sredstvo za tešku vodu pumpa kroz cevi reaktorskog jezgra u zatvorenoj petlji. Cevi sadrže snopove goriva kako bi se pokupila toplota generisana nuklearnom fisijom koja se odvijala u jezgru. Petlja za tešku vodu prolazi kroz generatore pare gde toplota iz teške vode sruši običnu vodu u paru visokog pritiska. Teška voda, koja se sada hladi, se kružila nazad u reaktor dok se ciklus hlađenja zatvorene petlje nastavlja.
Para visokog pritiska iz generatora pare se isporučuje izvan zgrade reaktorskog zadržavanja na snagu konvencionalnih turbina. Ove turbine pogađaju generatore da proizvode električnu energiju koja se onda distribuira na mrežu. Nuklearni reaktor je odvojen od opreme koja se koristi za proizvodnju električne energije.
Para koja izlazi iz turbine se kondenzuje nazad u vodu i ponovo se vraća u generator pare.