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加拿大重水铀反应堆

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): 由秦山第三核電有限公司擁有和經營的兩個CANDU 6反應堆,由加拿大原子能公司英语Atomic Energy of Canada Limited(AECL)設計。 請注意,該安裝本質上是兩個獨立工廠,继承CANDU 6的設計。

加拿大重水铀反应堆或稱「CANDU反應爐」或是「坎度堆」,是加拿大原子能公司英语Atomic Energy of Canada Limited安大略水電公司英语Ontario Hydro加拿大奇異公司英语Canadian General Electric Company聯手於1954年開始研發的壓水式重水反應爐。SNC-Lavalin於2011年買下CANDU反應爐的技術[1]。 CANDU反應爐使用重水當作中子減速劑和反應爐冷卻劑, 核燃料使用未經濃縮的天然鈾礦。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel)[2] 或是再處理鈾 [3] 當作燃料。CANDU反應爐利用核分裂的熱能產生電力。CANDU源自「CANada Deuterium Uranium」。

有兩種主要類型的CANDU反應堆,最初的設計大約500 MWe,旨在用於大型工廠的多反應堆裝置,以及600 MWe級的合理化CANDU 6,設計用於單一 獨立單元或小型多單元工廠。 CANDU 6機組在魁北克新不倫瑞克以及巴基斯坦阿根廷韓國羅馬尼亞中國建成。 非CANDU 6設計的一個例子被出售給了印度。 該多機組設計僅在加拿大安大略省使用,隨著該省安裝更多機組,該機組的規模和功率不斷增加,在達林頓核電站英语Darlington Nuclear Generating Station安裝的機組達到約880  MWe。 以與CANDU 6類似的方式合理化大型單元的努力導致了CANDU 9

目录

原理[4]编辑

加拿大重水铀反应爐使用重水作中子減速劑,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。所以重水反應爐可以使用未經濃縮的鈾(0.7%鈾-235,其餘大部分的成分為鈾-238),甚至再處理鈾當作燃料。但和輕水反應爐相比,加拿大重水铀反应爐需要更多的核燃料以達到相同的發電量。 重水也負責把核分裂的熱能傳送到蒸氣產生器,產生的蒸氣驅動渦輪發動機,再經過發電機產生電力。 加拿大重水铀反应爐的燃料是橫的放的(平行於地面),可以在正常運轉下更換燃料,不像輕水反應爐,燃料是直的放的(垂直於地面),更換燃料前必須停機。而且橫的放的燃料在過熱時會彎曲,自然地減慢核分裂反應。

此外,加拿大重水铀反应爐使用電磁力作為控制棒的動力,所以沒有停電的問題。

CANDU6的冷卻劑的規格[5]如下

輸入口的溫度 266℃
輸出口的溫度 310℃
輸出口的壓力 10MPa

CANDU6加強版(Enhanced CANDU6, EC6)[3]编辑

建立在CANDU6的基礎之上,配搭效率更佳的渦輪發動機。是700MWe第三代反應爐,設計使用年限為60年,每年的容量因子大於92%。可以直接使用天然鈾礦當作燃料,適用於小型規模或是中等規模的輸電網路

核燃料的循環编辑

 
CANDU燃料循環可能的的範圍:CANDU反應堆可以接受多種燃料類型,包括來自輕水反應堆的已被用過的燃料

一個重水設計可以維持比輕水反應堆更低濃度裂變原子的連鎖反應,從而可以使用一些替代燃料; 例如,從已被用過的輕水堆燃料中“回收鈾”(RU)。 CANDU設計用於鈾含量僅為0.7%的天然鈾,因此含有0.9%鈾-235的RU是一種豐富的燃料。 這從鈾中進一步提取了30-40%的能量。開發中的DUPIC(直接使用廢壓縮堆燃料在CANDU中)可以在不進行後處理的情況下進行回收。 燃料在空氣中氧化(氧化),然後在氫氣(還原)中破碎成粉末,然後形成CANDU燃料顆粒。 坎杜堆也可以從更豐富的生产燃料。 這種情況正在印度被調查,以利用其天然儲備。

甚至比輕水堆更好,坎杜堆可以使用鈾和钚氧化物(MOX燃料)的混合物,既可以來自拆解的核武器,也可以使用再加工的反應堆燃料。 再加工钚中的同位素混合物對武器沒有吸引力,但可用作燃料(而不僅僅是核廢料),而燃燒武器級钚則消除了核武器擴散危險。 如果目的是明確地從乏燃料中燃燒或其他锕系元素,那麼建議使用特殊的惰性基質燃料,以便比MOX燃料更有效地完成此項工作。 由於它們不含,這些燃料不會生产任何額外的

大事紀[6]编辑

1954年 Wilfrid B. Lewis 促成 Atomic Energy of Canada Limited、Ontario Hydro和Canadian General Electric Company一起研發CANDU反應爐
1962年 核能示範機英语Nuclear_Power_Demonstration( Nuclear Power Demonstration)成功驗證CANDU概念可行,包含在反應爐運轉中更換燃料,以及重水可以同時作為中子減速劑和反應爐的冷卻劑
1968年 第一座CANDU反應爐(Douglas point nuclear generating station)開始運轉
1971年 皮克靈核電站A英语Pickering nuclear generating station A unit 1的一號機組開始商轉。
1971-1973年 皮克靈核電站A的四座CANDU機組開始商轉
1972年 巴基斯坦的喀拉蚩核電廠英语Karachi Nuclear Power Complex的一號機開始商轉
1977-1979年 布魯斯核電站A英语Bruce nuclear generating station的四座CANDU機組開始商轉
1983年 加拿大的Point Lepreau核電站英语Point Lepreau Nuclear Generating StationGentilly-2核電站英语Gentilly-2 nuclear facility開始商轉;南韓的月城核電站的一號機開始商轉
1983-1986年 皮克靈核電站B的四座CANDU機組開始商轉
1984年 阿根廷的恩巴爾賽核電站英语Embalse nuclear power station開始商轉
1984-1987年 布魯斯核電站B的四座CANDU機組(各915MWe)開始商轉
1987年 在加拿大工程百年的紀念活動,CANDU反應爐獲得十大成就之一的殊榮
1990-1993年 達靈頓核電站英语Darlington Nuclear Generating Station的四座CANDU機組開始商轉
1996年 羅馬尼亞的切爾納沃德核電廠英语Cernavodă Nuclear Power Plant的一號機開始商轉
1997-1999年 南韓的月城核電站二號機、三號機和四號機開始商轉
2002-2003年 中國的秦山核電廠三期的兩座CANDU機組開始運轉
2007年 羅馬尼亞的切爾納沃德核電廠的二號機開始運轉

参见编辑

參考文獻编辑

  1. ^ Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. 
  2. ^ CANMOX. [2018-04-18]. 
  3. ^ 3.0 3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. 
  4. ^ CANDU reactor. [2018-04-19]. 
  5. ^ CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. 
  6. ^ CANDU History. [2018-04-18]. 

外部鏈接编辑