加拿大重水铀反应堆

加拿大重水铀反应堆或称“CANDU反应堆”或是“坎度堆”,是加拿大原子能有限公司安大略水电公司英语Ontario Hydro加拿大通用电气英语Canadian General Electric联手于1954年开始研发的压水式重水反应堆。SNC-Lavalin于2011年买下CANDU反应堆的技术[1]。 CANDU反应堆使用重水当作中子减速剂和反应堆冷却剂, 核燃料使用未经浓缩的天然铀矿。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel)[2] 或是再处理铀 [3] 当作燃料。CANDU反应堆利用核分裂的热能产生电力。CANDU源自“CANada Deuterium Uranium”。

秦山第三期工程的机组1号和2号, 位于中国浙江省 (30.436° N 120.958° E): 由秦山第三核电有限公司拥有和经营的两个CANDU 6反应堆,由加拿大原子能有限公司(AECL)设计。 请注意,该安装本质上是两个独立工厂,继承CANDU 6的设计。

有两种主要类型的CANDU反应堆,最初的设计大约500 MWe,旨在用于大型工厂的多反应堆装置,以及600 MWe级的合理化CANDU 6,设计用于单一 独立单元或小型多单元工厂。 CANDU 6机组在魁北克新不伦瑞克以及巴基斯坦阿根廷韩国罗马尼亚中国建成。 非CANDU 6设计的一个例子被出售给了印度。 该多机组设计仅在加拿大安大略省使用,随着该省安装更多机组,该机组的规模和功率不断增加,在达林顿核电站英语Darlington Nuclear Generating Station安装的机组达到约880  MWe。 以与CANDU 6类似的方式合理化大型单元的努力导致了CANDU 9

加拿大重水铀反应炉使用重水作中子减速剂,效率是普通的水的1700倍,而且重水吸收的中子比普通的水少。所以重水反应堆可以使用未经浓缩的铀(0.7%铀-235,其余大部分的成分为铀-238),甚至再处理铀当作燃料。但和轻水反应堆相比,加拿大重水铀反应炉需要更多的核燃料以达到相同的发电量。 重水也负责把核分裂的热能传送到蒸气产生器,产生的蒸气驱动涡轮发动机,再经过发电机产生电力。 加拿大重水铀反应炉的燃料是横的放的(平行于地面),可以在正常运转下更换燃料,不像轻水反应堆,燃料是直的放的(垂直于地面),更换燃料前必须停机。而且横的放的燃料在过热时会弯曲,自然地减慢核分裂反应。

此外,加拿大重水铀反应炉使用电磁力作为控制棒的动力,所以没有停电的问题。

CANDU6的冷却剂的规格[5]如下

输入口的温度 266℃
输出口的温度 310℃
输出口的压力 10MPa

CANDU6加强版(Enhanced CANDU6, EC6)[3]

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建立在CANDU6的基础之上,配搭效率更佳的涡轮发动机。是700MWe第三代反应堆,设计使用年限为60年,每年的容量因子大于92%。可以直接使用天然铀矿当作燃料,适用于小型规模或是中等规模的输电网络

核燃料的循环

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CANDU燃料循环可能的的范围:CANDU反应堆可以接受多种燃料类型,包括来自轻水反应堆的已被用过的燃料

一个重水设计可以维持比轻水反应堆更低浓度裂变原子的连锁反应,从而可以使用一些替代燃料; 例如,从已被用过的轻水堆燃料中“回收铀”(RU)。 CANDU设计用于铀含量仅为0.7%的天然铀,因此含有0.9%铀-235的RU是一种丰富的燃料。 这从铀中进一步提取了30-40%的能量。开发中的DUPIC(直接使用废压缩堆燃料在CANDU中)可以在不进行后处理的情况下进行回收。 燃料在空气中氧化(氧化),然后在氢气(还原)中破碎成粉末,然后形成CANDU燃料颗粒。 坎杜堆也可以从更丰富的生产燃料。 这种情况正在印度被调查,以利用其天然储备。

甚至比轻水堆更好,坎杜堆可以使用铀和钚氧化物(MOX燃料)的混合物,既可以来自拆解的核武器,也可以使用再加工的反应堆燃料。 再加工钚中的同位素混合物对武器没有吸引力,但可用作燃料(而不仅仅是核废料),而燃烧武器级钚则消除了核武器扩散危险。 如果目的是明确地从乏燃料中燃烧或其他锕系元素,那么建议使用特殊的惰性基质燃料,以便比MOX燃料更有效地完成此项工作。 由于它们不含,这些燃料不会生产任何额外的

大事纪[6]

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1954年 Wilfrid B. Lewis 促成 Atomic Energy of Canada Limited、Ontario Hydro和Canadian General Electric Company一起研发CANDU反应堆
1962年 核能示范机英语Nuclear_Power_Demonstration( Nuclear Power Demonstration)成功验证CANDU概念可行,包含在反应堆运转中更换燃料,以及重水可以同时作为中子减速剂和反应堆的冷却剂
1968年 第一座CANDU反应堆(Douglas point nuclear generating station页面存档备份,存于互联网档案馆))开始运转
1971年 皮克灵核电站A英语Pickering nuclear generating station A unit 1的一号机组开始商转。
1971-1973年 皮克灵核电站A的四座CANDU机组开始商转
1972年 巴基斯坦的卡拉奇核电厂英语Karachi Nuclear Power Complex的一号机开始商转
1977-1979年 布鲁斯核电站A英语Bruce nuclear generating station的四座CANDU机组开始商转
1983年 加拿大的Point Lepreau核电站英语Point Lepreau Nuclear Generating StationGentilly-2核电站英语Gentilly-2 nuclear facility开始商转;韩国的月城核电站的一号机开始商转
1983-1986年 皮克灵核电站B的四座CANDU机组开始商转
1984年 阿根廷的恩巴尔赛核电站英语Embalse nuclear power station开始商转
1984-1987年 布鲁斯核电站B的四座CANDU机组(各915MWe)开始商转
1987年 在加拿大工程百年的纪念活动,CANDU反应堆获得十大成就之一的殊荣
1990-1993年 达灵顿核电站英语Darlington Nuclear Generating Station的四座CANDU机组开始商转
1996年 罗马尼亚的切尔纳沃德核电厂的一号机开始商转
1997-1999年 韩国的月城核电站二号机、三号机和四号机开始商转
2002-2003年 中国的秦山核电厂三期的两座CANDU机组开始运转
2007年 罗马尼亚的切尔纳沃德核电厂的二号机开始运转

参见

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参考文献

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  1. ^ Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. (原始内容存档于2018-01-06). 
  2. ^ CANMOX. [2018-04-18]. (原始内容存档于2018-04-18). 
  3. ^ 3.0 3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. (原始内容 (PDF)存档于2019-03-06). 
  4. ^ CANDU reactor. [2018-04-19]. (原始内容存档于2018-04-19). 
  5. ^ CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. (原始内容 (PDF)存档于2018-05-17). 
  6. ^ CANDU History. [2018-04-18]. (原始内容存档于2018-04-18). 

外部链接

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