Reaktory VHTR

Z Enpedie
Přejít na: navigace, hledání


Vysokoteplotní plynem chlazené reaktory (Very High Temperature Reactors) patří mezi koncepty budoucí generace reaktorů – tzv. generace IV. Tento reaktor má být chlazen heliem a moderován grafitem, další základní projektované parametry VHTR jsou: tlak plynu: 7 MPa, max. teplota plynu na výstupu z aktivní zóny 1000 °C (nebo ještě více, dovolí-li to použité konstrukční materiály). Tepelné zatížení aktivní zóny je poměrně nízké (6 – 10 MW/m3), z čehož vyplývá nutnost větších rozměrů zařízení v porovnání např. s lehkovodními reaktory pro dosažení srovnatelného výkonu, na druhou stranu je nízký objemový výkon jedním z prvků inherentní bezpečnosti zařízení. Velmi vysoká teplota chladiva by měla umožnit jednak dosažení vysoké účinnosti konverze tepelné energie na energii elektrickou (lze nalézt údaje hovořící o 50 %), a jednak také možnost přímého využití chladiva pro výrobu vodíku v tzv. termochemických cyklech nebo vysokoteplotní elektrolýzou a i pro jiné průmyslové procesy vyžadující vysokou teplotu (např. metalurgii). Turbina typického VHTR má být umístěna v primárním okruhu a pracovat v tzv. přímém cyklu, existují ale i koncepty s turbinou v sekundárním okruhu pracující v tzv. nepřímém cyklu. Zařízení VHTR dosud nebylo vybudováno, nejvíce se tomuto zařízení blížil koncept PBMR (Peble Bed Modular Reactor) projektovaný v Jihoafrické republice, vývoj tohoto konceptu byl však zastaven. Existovala ale podobná zařízení, tzv. HTR (High Temperature Reactor) nebo HTGR (High Temperature Gas cooled Reactor) provozovaná v 60. – 80. letech 20. století. I tyto reaktory byly chlazené heliem a moderované grafitem s uspořádání paliva v prizmatických blocích (americké HTR) nebo v pohybujících se grafitových koulích (německý typ). Turbina však byla umístěna v paro-vodním sekundárním okruhu a teploty a tlak chladiva byly nižší než u VHTR, výstupní teplotu chladiva vyšší než 900 °C se podařilo dosáhnout pouze v u reaktoru AVR (Německo). Z dřívějších prototypů HTR již žádný není v provozu, v současné době jsou provozovány na světě pouze dva výzkumné reaktory tohoto typu – jeden v Japonsku (HTTR), druhý v Číně (HTR-10).

Dalším typem plynem chlazeného reaktoru ze skupiny reaktorů IV. Generace je tzv. rychlý plynem chlazený reaktor (GFR). Na rozdíl od VHTR však využívá ke štěpení paliva rychlé neutrony, objemový tepelný výkon je proto řádově vyšší. Tento reaktor by mohl umožňovat tzv. množení paliva a spalování tzv. směsného paliva. Zařízení typu GFR ještě nebylo postaveno.

Very High Temperature Reaktor