Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 46 - Den termonukleära reaktorn, av Jan Flinta
<< 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.
ger det 5,6 X 1010 kWh/år, vartill åtgår ca 3 700
kg/år D20.
Magnet och huvudkylkrets
Magnetspolen ger joulskt värme av
storleksordningen 50 MW. Från reaktionszonen
tillföres som värme 1 000 MW. Magneten utföres
som en toroidformad spole, vars ledningsvarv
är rörformade för kylning med flytande metall.
Dennas totala volym i lindningen blir 40 m3
och i yttre ledningar och värmeväxlare 20 ms.
Som exempel kan följande grova ekonomiska
uppskattningar göras:
Mkr.
Litium* .................................. 1,6
Pump för 5 m3/s .......................... 5
Rörledningar med tvärsnitt 0,5 m2 vid 10 m/s 4
Värmeväxlare för 300 m2 (6 000 kr/nr) ...... 2
Magnetspole .............................. 8
Ryggnader ................................ 13
Turbingenerator med elanläggning .......... 70
Reaktorkomponenter, starttransformator och
konstruktion ............................. 25
Total kostnad utom strålskyddet ........... 129
* Natrium skulle kosta 45 000 kr.
Amortering, ränta och omkostnader, 20 %,
blir 26 Mkr/år. Vid 25 % verkningsgrad blir
den genererade eleffekten 250 MW. Antas åter
utnyttjningstiden till 7 000 h/år erhålles ca
1,8 X 109 kWTh/år. Elenergipriset belastas
alltså med 1,5 öre/kWh.
Strålskydd
Ett strålskydd av litium skall ta hand om 6 000
MW värme från neutronnedbromsning och
neu-tronabsorption. Kostnaden för det blir:
Mkr.
800 m3 litium (0,53 t/m3, 50 kr/kg) .......... 20
Pump för 40 m3/s .......................... 40
Rörledningar med tvärsnitt 3 m2 vid 10 m/s ... 10
Värmeväxlare för 2 000 m2 (3 000 kr/m2) ...... 6
Komponenter och konstruktion .............. 50
Total kostnad för strålskyddet .............. 126
Amortering, ränta och omkostnader, 20 %,
blir 25 Mkr/år. Ger 75 % av neutronerna
tritium (varje förbrukad deuteron ger en neutron
vid så starkt magnetfält att bildat tritium
hålles kvar i reaktionszonen tills det reagerat),
ger 1 kg D,0 ca 0,75 kg T20. Av den beräknade
åtgången av 3 700 kg/år D20 fås 2 800 kg T20/år.
För att strålskyddet skall bli självförsörjande
måste priset på tritiumoxid vara minst 5 400
kg/kg, dvs. ca 13 gånger D„0-priset.
Man kan utnyttja produktionen av värme i
strålskyddet för elgenerering, varvid
turbin-generatoranläggningen kostar 420 Mkr. eller,
vid 20 % årskostnad, 84 Mkr/år. Genererad
eleffekt vid 25 % verkningsgrad blir 1,5 MkW,
och den producerade energin vid
utnyttjningstiden 7 000 h/år blir ca 1010 kWh/år. Hela
årskostnaden för strålskyddet, 109 Mkr/år,
belastar energipriset med 1,1 öre/kWh.
I ett strålskydd av bor och vatten utvecklas
ca 6 000 MW värme. I detta fall fordras en
värmeväxlare med 20 000 mr (1 000 kr/nv) för
20 Mkr.; borlösningen kostar 2 Mkr., varför
strålskydd med turbingenerator och
elanläggning kostar 540 Mkr. Årskostnaden, 20 % av
investeringen, blir 108 Mkr.
Eftersom inga värdefulla biprodukter
erhålles (isotoper kan givetvis produceras), bör det
producerade värmet utnyttjas för elgenerering.
Strålskyddet belastar då energipriset med 1,1
öre/kWh.
Försöksanläggning
Vid starkt magnetfält begränsas effekten till
100 MW i reaktionszonen (vid 30 mtorr
gastryck enligt tabell 1, rad 1 och 13) och 300 MW
i strålskyddet. I magnetspolen frigörs 50 MW
joulskt värme. Total kostnad utom
strålskyddet blir då ca 42 Mkr. Amortering, ränta och
omkostnader, 20 %, blir 8,4 Mkr/år.
Effektkostnaden för magnetspolen blir ca 10 Mkr/år.
Erhållen elenergi, 17,5 X 107 kWh, kostar då
10 öre/kWh.
Litiumstrålskyddet blir vid
försöksanläggningen lika omfångsrikt som vid hög effekt,
men cirkulationssystemet och värmeväxlaren
behöver dimensioneras för endast 300 MW
värme. Utan utnyttjning av värmet till elkraft
kostar strålskyddet ca 41 Mkr., dvs. 8,2 Mkr/år.
Erhålles 100 kg/år T20, blir dess pris ca 0,27
Mkr/kg, dvs. 700 gånger D20-priset, om
tritiumproduktionen skall täcka anläggningens
totala driftkostnad 26,6 Mkr/år. En
turbingenerator för utnyttjande av strålskyddets 300 MW
värme kostar ca 21 Mkr. Skall anläggningens
hela driftkostnad täckas, blir elenergipriset
4,3 öre/kWh.
Vid svagt magnetfält begränsas
effektutvecklingen i reaktionszonen till 1 MW (vid 3 mtorr
gastryck i reaktionszonen) och 3 MW i
strålskyddet. Endast 10 MW utvecklas i
magnetspolen. Reaktionsprodukternas energi
absorberas ej i urladdningen utan går direkt till
väggarna, varför starteffekt hela tiden måste
tillföras för att hålla urladdningen i gång.
Försöket ger förhållandet mellan förluster
och utvecklad effekt. Ingen eleffekt kan
erhållas, och det kilogram T„0, som kan
produceras per år, lönar det sig icke att
renfram-ställa, varför en borlösning kan användas
1 strålskyddet. Totala anläggningskostnaden
blir ca 12 Mkr. Magnetens driftkostnad blir ca
2 Mkr/år; amortering och omkostnader blir
ca 2,5 Mkr/år.
Slutord
Vid de försök, som nu är i gång hos
stormakterna, har man troligen tagit hänsyn till de
anförda tekniska synpunkterna i de nya
gigantiska anläggningarna, Zeta i Storbritannien
och Stellarator i USA. Om man i Sverige vill
göra en insats på området, måste man ha klart
för sig att en försöksapparatur måste byggas
i full skala för att man enligt tabell 1, rad 6,
13, 14 och 17, trots förlusterna i
urladdningen, skall erhålla sådana förhållanden i reak-
1114 TEKN ISK TI DSKRI FT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
