První generace jaderných reaktorů zahrnovala experimentální reaktory, jimiž to všechno začalo. Druhou generaci tvořily první komerční reaktory, které byly následně vylepšeny na třetí generaci. Ohledně čtvrté generace nepanuje shoda na definici, jen shoda v tom, že půjde o super reaktory s novými technologiemi a palivy. Pro výrobce reaktorů to představuje určitou výhodu v tom, že se reaktorem čtvrté generaci stane takový reaktor, o němž se to prohlásí.
V Číně to udělali a oznámili, že připojili k síti první jaderný reaktor čtvrté generace na světě. Jde o vysokoteplotní plynem chlazený reaktor s oblázkovým palivem, známý jako Shidaowan (Shidao Bay Nuclear Power Plant HTR-PM high-temperature gas-cooled (HTGR) pebble-bed reactor) v provincii Šan-tung na východním pobřeží Číny.
K historickému kroku mělo dojít 6. prosince (2023). Jsou za ním desetiletí vývoje, některé technologie sahají zpátky až do padesátých let. Z řady důvodů to trvalo velmi dlouho, proč se takový reaktor spouští až teď. Ale to už je osud jaderných (a fúzních) technologií, jak se zdá.
HTR-PM je jedním ze tří reaktorových systémů elektrárny Shidao Bay. Zbývající dva jsou reaktory třetí generace CAP1400 s designem Westinghouse. Samotný reaktorový systém HTR-PM se vlastně skládá ze dvou reaktorů s oblázkovým palivem, připojených k parní turbíně o výkonu 210 MWe. Každý modul systému HTR-PM má vlastní tlakovou nádobu a obslužné mechanismy pro manipulaci s oblázkovým palivem.
Systém HTR-PM generuje 2 krát 250 MWth a páru o teplotě 500 °C. Protože jde o reaktor čtvrté generace, obsahuje celou řadu inovací, především v oblasti bezpečnosti, včetně pasivního chlazení, odolného paliva, samoregulace štěpné reakce a schopnosti obstát v krizové situaci bez vnějšího zásahu. Vzhledem ke chlazení heliem se takový reaktor nemusí stavět poblíž zvlášť velkého zdroje vody.
HTR-PM postavili odborníci Tsinghua University, China Huaneng Group a China National Nuclear Company. Reaktorový systém by měl dodávat elektřinu a také páru pro petrochemický průmysl. Také hraje roli modelového reaktoru pro budoucí reaktory, s nimiž Čína počítá jako s náhradou za uhelné elektrárny, jichž je Čína plná.
Video: World's First Fourth-generation Nuclear Power Plant Starts Operation in China
Literatura
Jaderné reaktory IV. generace využívající roztavené soli
Autor: Vladimír Wagner (10.06.2010)
Radioaktivní „bonbony“ zajistí bezpečnost nové generace jaderných reaktorů
Autor: Stanislav Mihulka (03.07.2020)
Největší dnešní fúzní reaktor světa, japonský JT-60SA, nažhavil první plazma
Autor: Stanislav Mihulka (04.11.2023)
Diskuze:
Jsou tak trochu dopředu.
Martin Zeithaml,2023-12-18 14:05:28
Zatímco v Evropě a spojených státech se vývoj jaderných technologií, díky zeleným ekoteroristům, téměř zastavil. Tak trochu Rusko, ale hlavně Čína a Indie získávají velký náskok.
Mám trošku obavy, že dostavba našich jaderných elektráren bude velký experiment firem, které dlouho nic nepostavily a taky samozřejmě bezedná finanční černá díra.
Téměř všechny plynem chlazené
Vojtěch Běhunčík,2023-12-16 22:52:25
reaktory používají jako chladivo hélium (jenom v případě japonského FBR Kamado je to kysličník uhličitý). Zajímavé je to proto, že hélium neumíme vyrobit uměle. Navíc se na Zemi dlouho neudrží - hbitě uniká do atmosféry a do mezihvězdného prostoru.
Přehled pokročilých jaderných reaktorů udržuje MAAE v databázi ARIS
https://aris.iaea.org/sites/overview.html
O zmíněném reaktoru HTR-PM s kulovými palivovými elementy je v popisu udáno, že může pracovat i s přepracovaným palivem a také v thoriovém cyklu - viz zde:
https://aris.iaea.org/PDF/PBMR.pdf
Do energeticky využívaných reaktorů je SHIDAO BAY-1 (SHIDAOWAN-1) zařazen 6.12.2023
https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/ReactorDetails.aspx?current=957
Re: Téměř všechny plynem chlazené
Vladimír Wagner,2023-12-17 11:39:23
Komerčně využívané reaktory, jako byly britské reaktory MAGNOX a stále jsou reaktory AGR, využívají oxid uhličitý. Takže v reálu je to zatím opačně. Většina plynem chlazených reaktorů, které reálně fungují a byly nebo jsou v komerčním provozu, mají chlazení oxidem uhličitým.
Opava - Téměř všechny pokročilé plynem chlazené
Vojtěch Běhunčík,2023-12-17 14:09:26
reaktory jsou chlazené héliem - protože toto je článek o pokročilém reaktoru a údaje z databáze pokročilých reaktorů ARIN.
Jak si vysvětlujete oblibu helia?
Re: Opava - Téměř všechny pokročilé plynem chlazené
Tomáš Pilař,2023-12-17 19:48:28
Helium má nejmenší dosažitelné částice, které se mohou rychle/ snadno pohybovat. Vodík má proti heliu obrovské molekuly (a navíc bouchá). Helium se občas využívá i pro chlazení velkých alternátorů
Re: Re: Opava - Téměř všechny pokročilé plynem chlazené
Martin Zeithaml,2023-12-18 13:54:45
No asi jste trochu špatně poslouchal při chemii, nebo jak jste přišel na to že vodík má obrovské molekuly.
Vodík je samozřejmě nejlehčí, má nejmenší molekuly a taky má ze všech plynů nejnižší vnitřní tření. Proto se používá v aplikacích kde je třeba extrémně rychlého proudění plynu, ale pravdu máte v tom že bouchá, navíc velmi rád uniká i přes silné kovové stěny.
Re: Re: Opava - Téměř všechny pokročilé plynem chlazené
Vojtěch Běhunčík,2023-12-18 20:02:08
Ano, vodíková atmosféra má menší tření - využívá se toho v generátorech ETE i EDU.
https://www.svetenergie.cz/cz/energetika-zblizka/jaderne-elektrarny-pro-deti/co-vsechno-v-jaderne-elektrarne-najdeme/elektricky-generator/jak-to-funguje
He
Pavel Krušina,2023-12-15 13:38:28
> Vzhledem ke chlazení heliem se takový reaktor nemusí stavět poblíž zvlášť velkého zdroje vody.
Podle této logiky by to museli postavit vedle zvlášť velkého zdroje helia.
Michal Lenc,2023-12-15 09:53:34
Podle výkonu bych řekl, že toto zároveň spadá i pod populární Malé reaktory. Ale asi tomu chybí ta "modulární" část?
4. generace
D@1imi1 Hrušk@,2023-12-15 09:44:56
Měl jsem za to, že jedním z hlavních požadavků na reaktory 4. generace je uzavřený palivový cyklus (tedy že neštěpí pouze izotop U-235, kterého je v přírodním uranu málo, ale rychlými neutrony štěpí ostatní izotopy a potenciálně může "spalovat" i vyhořelé palivo z klasických reaktorů).
Teď vidím, že tento můj předpoklad byl chybný. Zároveň to znamená, že ten čínský reaktor není až takový průlom, jak jsem si myslel. Nemá ani uzavřený palivový cyklus, ani nevyužívá vyšší provozní teplotu k něčemu ušlechtilejšímu než k ohřevu páry, jako např. k výrobě vodíku (samozřejmě pro chemický průmysl, ne pro pro mrhání v autech nebo plynových elektrárnách).
Re: 4. generace
Vladimír Wagner,2023-12-15 09:57:26
Mezi reaktory IV. generace jsou jednak modely rychlých reaktorů, které jsou potřeba k uzavření palivového cyklu, ale také reaktory s moderovaným spektrem neutronů, které umožňují vysoce efektivní produkci elektřiny nebo vysokých teplot. Vysokoteplotní heliem chlazený reaktor tohoto typu v principu může zajišťovat vysoké teploty (pokud nebude navazovat parní turbína). Ta současná konfigurace je zaměřena na vysokou efektivitu produkce elektřiny a vysokoteplotní páru pro chemický průmysl. Tím jsou dány teploty médií vyváděných ze zařízení pro další využití.
Upřesnění
Vladimír Wagner,2023-12-15 09:34:46
Reaktor zahájil testovací provoz na konci roku 2021. Elektřinu do sítě dodává reaktor již více než rok. Nyní byl uveden do komerčního provozu. Reaktor má parogenerátor a parní turbínu. Jak už správně psal Emil, tak helium je pouze v primárním okruhu. sekundární okruh je parní s vodou, v principu stejný jako u reaktorů s vodou v primárním okruhu. Jen jde o přehřátou páru. Je tak vyšší efektivita využití tepla, takže i chlazení.
pára bez vody?
Martin S.,2023-12-15 06:11:43
Kdyz se nechladi vodou, kde se tam bere ta horka para? A proc ta para nepotrebuje velky zdroj vody?
Re: pára bez vody?
Pavel Pavel72,2023-12-15 06:58:05
Jako laik bych řekl, že pára se bere z vody v sekundárním okruhu (je li tam) a zase kondenzuje zpět. Tato pára roztáčí turbínu a NEODCHÁZÍ z elektrárny. Z té odchází pára chladící a proto věže jako v Dukovanech/Temelínu a kvůli té je potřeba velký zdroj vody...
Re: Re: pára bez vody?
Emil Novák,2023-12-15 07:09:19
Ovšem parní turbína má kondenzátor, který je potřeba chladit bez ohledu na to, jestli je v primárním okruhu hélium nebo zase voda.
Re: Re: Re: pára bez vody?
Pavel Pavel72,2023-12-15 07:44:59
Pochopil jsem to tak, že právě tady (kondezátor vody za turbínou) se chladí héliem, jinak by mi ta "nepotřeba vody" nedávala smysl.
Re: Re: Re: pára bez vody?
Pavel Pavel72,2023-12-15 07:46:05
Píše se v článku:
" připojených k parní turbíně o výkonu 210 MWe, s chlazením heliem. "
Re: Re: Re: Re: pára bez vody?
Emil Novák,2023-12-15 08:01:35
Hélium je chladivo primárního okruhu, odvádí teplo z aktivní zóny do parogenerátorů, sekundární okruh už je klasická parní turbína se vším všudy. Oproti klasickým tlakovodním reaktorům, které vyrábí sytou páru, zde jde o páru přehřátou, což vede k vyšší účinnosti výroby elektřiny a také má pára s lepšími parametry větší uplatnění v průmyslu.
Re: Re: Re: Re: Re: pára bez vody?
Redakce .,2023-12-15 09:54:25
Ano, máte pravdu - v textu upřesňujeme - primár je chlazený heliem, sekundár je klasická parní turbína.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: pára bez vody?
František Kos,2023-12-15 20:07:10
Promiňte, ale velká potřeba vody u JE souvisí s množstvím odpadního tepla, nikoli s použitým médiem v primárním okruhu.
A přehřátou páru používá i vodo-vodní JE.
Dokud neukážete T-s diagram, tak nemá smysl hodnotit potřebu či nepotřebu chladící vody.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
