Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 24 - Tungvattenmodererade kraftreaktorer — förslag till principutformning, av Gunnar Andersson, Arthur Dahlgren och Bernt Hargö
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
totala strömpriset men kräver för
värmetransporten ocli energiomvandlingen praktiska
arrangemang, vilkas kostnader vida överstiger
dess egna. Råder därvid någon olikhet mellan
lung- ocli lättvattensreaktorn, så pekar den vid
de hittills föreslagna konstruktionerna i
ogynnsam riktning för den förra.
Kostnadsbesparande åtgärder
Alla är ense om att kostnaderna för atomkraft
måste reduceras avsevärt. De vanligen
föreslagna medlen härför är större härdenheter
med högre volymeffekt, billigare bränsle ocli
erfarenheter från tillverkning och drift av
kraftreaktorer. Det sistnämnda är odiskutabelt.
En termisk reaktor är ur drift- ocli
funktionssynpunkt starkt beroende av vilken volym och
effekttäthet härden har. I en
lättvattenmodere-rad reaktor blir den värmetekniska miljön
pressad, 0111 man ökar liärdvolymen och
effektuttaget per volymenhet. Kraven på god
bränsleekonomi ocli goda regleringsegenskaper
tenderar nämligen att göra härden vattenfattig.
Problemet är allmänt känt, man talar om "dry
cores" (torra härdar). Kraven på härdens
mekaniska utförande och reaktorns regler- ocli
säkerhetssystem skärps. I en lättvattenshärd,
som utvecklar ca 600 MW termisk effekt, blir
effektuttaget per liter i medeltal ca 150 kW och
i de centrala delarna av härden > 500 kW.
Vattenomsättningen blir mycket kraftig och
problematisk. Den skall avpassas för härdens
olika delar med inbördes olika och
svårförut-sägbara effektutvecklingar.
Stora lättvattensliärdar med pressade
termiska förhållanden medför således
kostnadsökningar för att anläggningens driftsäkerhet skall
kunna garanteras. Detta torde vara en av
orsakerna till den relativt långsamma ekonomiska
utvecklingen av lättvattensreaktorn. De små
tryckvattensreaktorerna är emellertid ur
driftsynpunkt oöverträffade ocli har befunnits
lämpliga till och med för ubåtsdrift.
I en tungvattensreaktor med bränslet" i
vertikala knippen råder likartade förhållanden.
Kanalerna är längre än i lättvattenshärden och
den ringa vattenvolymen i dem måste omsättas
ofta för att kylningen skall bli
tillfredsställande. Den avsevärt större vattenvolymen deltar
inte direkt i kylprocessen, eftersom den är
placerad som moderator utanför kylkanalerna.
Låg bränslekostnad kan uppnås på flera olika
sätt. Den påverkas t.ex. på längre sikt av
möjligheterna till hög konversion och breeding,
dvs. möjligheterna att under den normala
reaktorprocessen omvandla naturens rikligt
förekommande fertila material till klyvbara
bränslen. Lättvattensreaktorn är i detta
avseende handikappad till följd av det lätta
vattnets kraftiga neutronabsorption och relativt
stora neutronförluster i regleringsabsorbatorer.
Tungvattensreaktorn har en potentiell fördel
genom sin goda neutronekonomi. Ett villkor
för konkurrenskraftig energiproduktion är
emellertid att man i en rimlig reaktorvolym
Platt bränslestav
| Kylmedium/moderator
kan uppnå stora effektbelopp utan att försämra
härdens driftegenskaper ocli öka kraven på
reaktorns alla hjälpsystem. Är även detta
uppfyllt, liar man omkring halva bidraget till
strömpriset under kontroll och en fortsatt
insats kan vara mödan värd. Det förefaller som
om mycket kunde vinnas blott man på
praktiskt sätt utnyttjar den relativt stora
vattenvolym som tungvattenmodereringen kräver.
Detta kan ske om man förbättrar kontakten
mellan bränsle och moderator så att man
närmar sig den homogena reaktorn. En sådan
"homogenisering" kan uppnås på många olika
sätt även med dagens bränsleformer. Man kan
exempelvis ta bort ledrören i en reaktor av
R3/Adam-typ ocli sprida bränslestavarna i ett
likformigt gitter som i lättvattensreaktorn (fig.
1). Ett annat sätt är att placera bränslet i skikt
som på tvären genomströmmas av kylmediet,
vilket samtidigt utgör moderator (fig. 2).
Den homogeniserade
tungvattenshä rden
Termiska och mekaniska synpunkter
Effektuttaget ur ett kärnbränsle kan teoretiskt
nå nästan obegränsade belopp. Praktiskt
begränsas det av bränslematerialets smältpunkt,
värmeöverföringsförhållandena och
transportmöjligheterna för kylmediet genom härden.
Kärnbränslet uranoxid smälter vid ca 3 000°C.
Medlet mot smältning är att finfördela bränslet
i kylmediet. Värmeöverföringen till kylmediet
begränsas av ångblockering. I mycket glesa
bränslekonfigurationer inträffar detta sällan
Fig. 2.
Bränsleelement för
tvär-strömsreaktor.
fi^O TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 25
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
