Тред №160680

Часть 3

ВТГР (ВысокоТемпературный Газовый Реактор) - дорога, вымощенная благими намерениями

http://www.atominfo.ru/news/air7896.htm

Южноафриканское возрождение

После США и Германии, эстафетную палочку приняла Южная Африка. Страна нуждалась в новом атомном символе, который позволил бы ЮАР сохранить после демонтажа военной программы статус передовой ядерной державы, ведущей самостоятельные реакторные разработки. Второе, что требовалось - занять чем-то полезным специалистов, оставшихся не у дел после разоружения.

В 1998 году стартовал проект, получивший название PBMR - Pebble-Bed Modular Reactor. Спустя месяцы южноафриканцы выкупили у германских коллег лицензии на основные технологии, применявшиеся в германских ВТГР, в том числе, лицензию на шаровые твэлы. С 2000 года существует компания PBMR, бывшая на первых порах 100%-ной дочкой южноафриканского энергетического гиганта "Eskom".

На первый взгляд, проект PBMR развивался нормально, но в нём были вещи, заставлявшие насторожиться. Проектанты из ЮАР не внесли в полученные от Германии технологии ничего принципиально нового, что позволило бы сказать - в Германии такие реакторы не пошли по таким-то и таким-то причинам, и в ЮАР было сделано то-то и то-то, чтобы извлечь уроки из германских ошибок.

Искушённый читатель в этом месте должен воскликнуть, что автор вводит всех в заблуждение. Ведь, в отличие от германских проектов, реактор PBMR имеет одноконтурную схему, и гелий из активной зоны идёт напрямую на турбину.

     Температура гелия на входе в активную зону PBMR составляет 500°C, а его входное давление - 90 бар. Газ проходит зону в направлении сверху вниз и покидает её, нагретый до 900°C. Далее гелий следует на турбину, выходит из неё при температуре 500°C и давлении 26 бар, охлаждается, сжимается, вновь нагревается и подаётся на вход активной зоны.

     Более подробно о проекте PBMR можно прочитать в публикации AtomInfo.Ru PBMR - Африка делает сама.

Но вспомните начало статьи и абзац о двух направлениях в развитии ВТГР. Одноконтурная схема, такая же, как принятая в африканском реакторе, обсуждалась на самых ранних стадиях зарождения высокотемпературных технологий.

От одноконтурного решения отказывались по следующей причине. В прямом газотурбинном цикле по кругу ходят сотни тысяч твэлов. При испытаниях на чистом гелии турбина работала нормально, но летающие вместе с газом топливные шары становятся источником пыли - от столкновений, механических разрушений и так далее.

Теперь представим себе, что такое пыль в потоке газа, двигающемся со скоростью 100 м/с? Это абразивный поток. Сколько времени турбина сможет простоять в абразивном потоке? Конкретного ответа на этот вопрос разработчики PBMR не дают.

Конечно, есть технические решения, направленное на борьбу с механическими примесями в гелии. Можно, например, предусматривать вымораживающие системы, удаляющие из гелия посторонние частицы. Это даст свой эффект, но полной очистки контура добиться не получится, а значит, требуются длительные эксперименты и опытная эксплуатация пилотных установок, чтобы установить, как скоро турбины в одноконтурной схеме будут выходить из строя.

Второй вопрос - непонятно, как южноафриканцы собираются обеспечивать надёжное управление реактором в прямом газотурбинном цикле. Копий по этому поводу было сломано немало.

Есть и чисто спекулятивное обстоятельство, заставляющее морщиться многих. Создатели PBMR называют его "маленьким реактором". Он, действительно, маленький по мощности. Но если взять его размеры, то маленькой установкой назвать его никак нельзя. Энергонапряжённость PBMR - это величина порядка 10 кВт с литра. При таких низких параметрах, геометрически PBMR окажется сравнимым с тысячниками-легководниками.

А ведь размеры прямо влияют на капвложения! О дороговизне своей установки наши коллеги из ЮАР по-детски умалчивают, настаивая на своём определении PBMR как маленького реактора. Да, он мал по мощности, но по капвложениям, по ценам на корпус и другое основное оборудование и трубопроводы он велик.