CZ287303B6 - Zařízení pro výrobu páry v transmutoru - Google Patents
Zařízení pro výrobu páry v transmutoru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ287303B6 CZ287303B6 CZ19983680A CZ368098A CZ287303B6 CZ 287303 B6 CZ287303 B6 CZ 287303B6 CZ 19983680 A CZ19983680 A CZ 19983680A CZ 368098 A CZ368098 A CZ 368098A CZ 287303 B6 CZ287303 B6 CZ 287303B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- steam
- transmutor
- reactor
- lead
- mixture
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Zařízení sestává z reaktoru-transmutoru (1) např. moderovaného grafitem (2) a doplněného terčíkem (3) z těžkého kovu, např. olova, který je bombardován svazkem (4) protonů. Reaktor-transmutor (1) je chlazen roztavenou směsí (5) fluoridových solí, která obsahuje i fluorid vyhořelého uranu (LiF-BeF.sub.2.n.-UF.sub.4.n.), kterou skrze reaktor-transmutor (1) čerpá primární čerpadlo (6), které je zároveň kompenzátorem objemu. Směs (5) fluoridových solí je regenerována v regeneračním zařízení (15). Z reaktoru-transmutoru (1) odtéká ohřátá roztavená směs (5) fluoridových solí do primárního výměníku (7), v němž se ochlazuje proudem tekutého kovu (8) s výhodou proudem olova či slitiny olova a vizmutu, s výhodou až eutektické slitiny olova a vizmutu. Tekutý kov (8) je čerpán skrze primární výměník (7) čerpadlem (9), které je zároveň kompenzátorem objemu, do parního generátoru (10). V parním generátoru (10) se prostřednictvím tepla v tekutém kovu (8) vyrábí pára (11), která pak pohání parní tŕ
Description
Zařízení pro výrobu páry v transmutoru
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro výrobu páry v transmutoru za současné likvidace dlouhověkých štěpných produktů a aktinidů a vyhořelých palivových článků.
Dosavadní stav techniky
Některé, v současné době navrhované, urychlovačem řízené transmutační systémy, vycházejí z řešení, že v jaderném reaktoru podkritické velikosti je umístěn terčík z těžkého kovu, např. olova nebo slitiny olova a vizmutu, který je bombardován v lineárním urychlovači urychleným svazkem protonů, čímž se uvolní velký tok super rychlých neutronů, které samy o sobě, ale i po zpomalení v grafitovém moderátoru jsou schopny nejen doštěpit ve vyhořelém uranu jsoucí ještě nevyhořelé izotopy U235 a Pu239 a další aktinidy, ale i transmutovat dlouhověké izotopy na krátkodobé či dokonce stabilní. K tomuto účelu je vyhořelý uran rozpuštěn coby fluorid v roztavené soli o složení např. 67 % LiF, 30,5 % BeF2, 2,5 % UF4, která je vysoce radioaktivní a zároveň je chladivém reaktoru-transmutoru. Tato roztavená sůl přitéká a odtéká z reaktoru prostřednictvím potrubí primárního okruhu, který spolu s reaktorem-trasmutorem tvoří dále kompenzátor objemu, primární výměník a primární čerpadlo, když upravená roztavená sůl je do reaktoru přiváděna resp. po procesu transmutace odváděna potrubím, z jaderně bezpečnostních důvodů je mezi primární okruh a parní okruh vložen ještě solný okruh, tvořený potrubím, již citovaným primárním výměníkem, dále pak kompenzátorem objemu, parním generátorem a čerpadlem, který je zaplněn roztavenou solí složení např. NaBF4-NaF. Co se teplot a tlaků vodní páry v parním okruhu týče, ty se pohybují v nadkritické i podkritické oblasti, např. tlak a teplota ostré páry na vstupu do parního generátoru je 24,8 Mpa, 400 °C, a na výstupu z parního generátoru je 24 Mpa, 538 °C. Tlak a teplota přihřívané páry na vstupu do parního generátoru je 10,6 Mpa, 410 °C a její tlak na výstupu z parního generátoru je 10 Mpa, 538 °C. Přitom však relativně nízká teplota roztavené soli na výstupu z parního generátoru, tj. 454 °C, oproti teplotě tuhnutí příkladné soli, tj. 358 °C, může být při havarijních nestacionárních staveb zdrojem potíží se zamrzáním roztavené soli, neboť rozdíl mezi nimi je pouhých 71 °C.
Ze studijních a realizačních případů parních generátorů vyhřívaných tekutým kovem vyplývá, že proti nebezpečí zamrzání je zapotřebí alespoň 100 až 150 °C rozdílu mezi výstupní teplotou kovu na výstupu z parního generátoru a teplotou tuhnutí tekutého kovu. Toho u solného vloženého okruhu nelze dosáhnout jinak než dalším zvyšováním parametrů nadkritické již páry a jednak předehřevem napájecí vody/páiy do parního generátoru v systému regenerace parního okruhu, což je energeticky náročné a vyžaduje další rozměrné výměníky tepla v regeneraci.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro výrobu páry v transmutoru, jehož podstata spočívá vtom, že sestává ztransmutoru, jehož primární okruh, obsahující štěpné produkty a vyhořelé jaderné palivo rozpuštěné ve fluoridových solích je jeden do primárního výměníku, jehož sekundami okruh je tvořen potrubím s tekutým kovem tvořeným slitinou olova a vizmutu, který je ve slitině obsažen v rozmezí až 56 % hmotnostních, kde sekundární okruh je přiveden do druhého výměníku, který je tvořen parním generátorem. Přiložený obrázek znázorňuje schematicky zařízení pro výrobu páry v transmutoru podle vynálezu. Reaktor-transmutor je chlazen roztavenou směsí fluoridových solí, která obsahuje i fluorid vyhořelého uranu (LiF-BeFr-UF4), kterou skrze reaktor-transmutor čerpá primární čerpadlo, které je zároveň kompenzátorem objemu. Z reaktoru-transmutoru odtéká ohřátá roztavená směs fluoridových solí do primárního
-1 CZ 287303 B6 výměníku, v němž se ochlazuje proudem tekutého kovu s výhodou proudem olova či slitiny olova a vizmutu s výhodou až eutektické slitiny olova a vizmutu. Tekutý kov je čerpán skrze primární výměník čerpadlem, které je zároveň kompenzátorem objemu, do parního generátoru. V parním generátoru se prostřednictvím tepla v tekutém kovu vyrábí pára, která pak pohání turbínu, kondenzuje v kondenzátoru a zkondenzovaná páraje napájecím čerpadlem vháněna přes obvyklý systém vysokotlaké regenerace zpět do parního generátoru Primární okruh, protékaný roztavenou směsí solí a doplněný regeneračním zařízením roztavené soli, je silně radioaktivní, zatímco sekundární okruh a parní a vodní okruh radioaktivními nejsou.
Výhody popsaného zařízení pro výrobu páry v transmutoru za současné likvidace dlouhověkých štěpných produktů a aktinidů a vyhořelých palivových článků je, že při stacionárních i nestacionárních stavech a normálních podmínkách provozu transmutoru je nebezpečí zamrznutí teplosměnného média v sekundární části teplosměnného zařízení silně potlačeno až vyloučeno v porovnání s dosavadním stavem. Další výhodou je zvýšení tepelné účinnosti a vyloučení rozměrných výměníků tepla v regeneraci jinak potřebných k ohřevu vody/páry na vstupu do parního generátoru nad teplotu zamrzání soli, nacházející se podle dosud známého způsobu v sekundárním okruhu.
Přehled obrázků na výkrese
Příklad provedení zařízení pro výrobu páry v transmutoru je na přiloženém obrázku.
Příklad provedení vynálezu
Reaktor-transmutor 1 moderovaný grafitem 2 a doplněný terčíkem 3 z těžkého kovu, např. olova a vizmutu, který je bombardován svazkem protonů 4. Reaktor-transmutor 1 je chlazen roztavenou směsí fluoridových solí 5, která obsahuje i fluorid vyhořelého uranu (LiF-BeF2UF4), kterou skrze reaktor-transmutor 1 čerpá primární čerpadlo 6, které je zároveň kompenzátorem objemu. Směs fluoridových solí 5 je regenerována v regeneračním zařízení 15. Z reaktoru-transmutoru 1 odtéká ohřátá směs fluoridových solí 5 do primárního výměníku 7, v němž se ochlazuje proudem tekutého kovu 8 s výhodou proudem eutektické slitiny olova a vizmutu. Ten je skrze primární výměník 7 čerpán čerpadlem 9, které je rovněž kompenzátorem objemu, do parního generátoru W. V parním generátoru 10 se prostřednictvím tepla v tekutém kovu 8 vyrábí pára 11, která pak pohání parní turbínu 12, kondenzuje v kondenzátoru 13 a kondenzovaná pára 11 je napájecím čerpadlem 14 vháněna přes obvyklý systém vysokotlaké regenerace zpět do parního generátoru 10.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro výrobu páiy v transmutoru, vyznačující se tím, že sestává z reaktoru-transmutoru (1), jehož primární okruh, obsahující štěpné produkty a vyhořelé jaderné palivo rozpuštěné ve fluoridových solích (5), je veden do primárního výměníku (7), jehož sekundární okruh je tvořen potrubím s tekutým kovem (8), tvořeným slitinou olova a vizmutu, který je ve slitině obsažen v rozmezí obsahu až do 56 % hmotnostních, kde sekundární okruh je přiveden do druhého výměníku, který je tvořen parním generátorem (10).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19983680A CZ287303B6 (cs) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Zařízení pro výrobu páry v transmutoru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19983680A CZ287303B6 (cs) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Zařízení pro výrobu páry v transmutoru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ368098A3 CZ368098A3 (cs) | 2000-05-17 |
| CZ287303B6 true CZ287303B6 (cs) | 2000-10-11 |
Family
ID=5467094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19983680A CZ287303B6 (cs) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Zařízení pro výrobu páry v transmutoru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ287303B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308183B6 (cs) * | 2017-11-29 | 2020-02-12 | Centrum Výzkumu Řež S.R.O. | Vysokoteplotní jaderný reaktor, chlazený roztavenou fluoridovou solí |
-
1998
- 1998-11-13 CZ CZ19983680A patent/CZ287303B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308183B6 (cs) * | 2017-11-29 | 2020-02-12 | Centrum Výzkumu Řež S.R.O. | Vysokoteplotní jaderný reaktor, chlazený roztavenou fluoridovou solí |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ368098A3 (cs) | 2000-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101889483B (zh) | 聚变裂变热机 | |
| Ignatiev et al. | Molten-salt reactors: new possibilities, problems and solutions | |
| CA2849175A1 (en) | Dual fluid reactor | |
| Morozov et al. | Effect of boric acid mass transfer on the accumulation thereof in a fuel core under emergency modes at NPPs with WMR | |
| RU2633373C1 (ru) | Бланкет термоядерного реактора | |
| WO2012075010A1 (en) | Heat transfer systems and methods for a fast reactor | |
| Alameri et al. | Assessment of a nuclear reactor-thermal energy storage coupled system | |
| CZ287303B6 (cs) | Zařízení pro výrobu páry v transmutoru | |
| Wong et al. | Assessment of first wall and blanket options with the use of liquid breeder | |
| JP3097712B2 (ja) | ホウ酸濃度制御方法 | |
| RU143978U1 (ru) | Бланкет термоядерного реактора | |
| US2796396A (en) | Method of intermittently operating a neutronic reactor | |
| JP7136449B2 (ja) | プルトニウム消滅型の熔融塩原子炉、それを用いた発電システム、及び、プルトニウム消滅型の熔融塩原子炉の運転方法 | |
| Lewitz et al. | The Dual Fluid Reactor—An Innovative Fast Nuclear-Reactor Concept with High Efficiency and Total Burnup | |
| Lim et al. | Preliminary Study of Conceptual Design of Passive Residual Heat Removal System for PMFR Safety | |
| Mikityuk et al. | RBEC-M lead-bismuth cooled fast reactor: Optimization of conceptual decisions | |
| BEKMULDIN et al. | HEAT-RESISTANT COMPOSITE COATING OF THE UNDER-REACTOR MELT TRAP | |
| Chang | A next-generation reactor concept: The Integral Fast Reactor (IFR) | |
| RU2633419C1 (ru) | Бланкет термоядерного реактора с естественной циркуляцией | |
| JPS60113190A (ja) | 沸騰水型原子炉冷却システム | |
| Korol'kov et al. | Experience in operating the BOR-60 reactor | |
| US Atomic Energy Commission. Division of Reactor Development | An Evaluation of the Molten Salt Breeder Reactor: Prepared for the Federal Council on Science and Technology R & D Goals Study | |
| Queral et al. | On a High-Mirror Stellarator Reactor Exploratory Concept With Neutrons Concentrated on Centrifuge Liquids | |
| Laidler et al. | IFR fuel cycle--pyroprocess development | |
| Adamov et al. | Facilities with MKER-800 (800 MW multiloop boiling-water power reactor) as a reactor system having improved safety |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20051113 |