加拿大CANDU重水核反应堆如何工作
坎杜核反应堆得名,因为这种重水反应堆设计是在加拿大开发的 - 它代表加拿大氘铀。 氘是重水中的主要元素,铀是此类反应堆中使用的燃料。
全球CANDU重水核反应堆
加拿大所有的20个核反应堆都是CANDU的设计。 其他拥有坎杜反应堆的国家包括阿根廷,中国,印度,韩国,巴基斯坦和罗马尼亚。
印度还有16个“坎杜衍生物”,或通用重水缓和反应堆。 48个CANDU反应堆和CANDU衍生物占全世界近11%的反应堆。
据估计,使用CANDU设计的发电厂的发电量超过23,000兆瓦,约占核能发电量的21%。 一兆瓦通常足以为750个普通房屋供电。
坎杜反应堆与轻水反应堆的区别
重水核反应堆和轻水核反应堆的不同之处在于它们如何创建和管理核裂变或原子分裂的复杂物理过程,这种物理过程产生的能量和热量会产生蒸汽来驱动发电机。 美国使用的核反应堆都是轻水设计。 轻水反应堆与CANDU重水缓和设计有几大区别,其中包括以下设计特点。
核心: CANDU反应堆的核心部分保存在一个称为排管的水平圆柱形罐中。 燃料通道从排管的一端延伸到另一端。 排管内的每个通道都有两个同心管。 外管是排管并且内管是压力管。 内管容纳燃料和加压的重水冷却剂。
这种设计允许在操作过程中加油。
相比之下,轻水反应堆的核心是垂直的,并且包含垂直燃料组件,其是由燃料芯块填充的金属管束。 反应堆堆芯保存在安全壳内。
燃料:与其他设计使用浓缩铀燃料和轻水作为减速剂的核反应堆不同,坎杜重水堆使用非浓缩天然氧化铀作为燃料,重水作为减速剂。
主持人:主持人是反应堆堆芯中的物质,可减缓裂变释放的中子,从而引发更多的裂变并维持连锁反应。 轻水反应堆中的慢化剂是普通水,但坎杜重水反应堆使用重水或重水,其化学式为D20。
与普通的含有H20的化学成分的水不同,重水包括两个氘原子。 与普通形式的无中子和质子的普通氢不同,氘在其中心具有中子。
冷却液:冷却液循环通过核反应堆堆芯,将热量从其中转移出去,防止熔化,从而停止能源生产。 水慢化剂还可用作轻水反应堆的主要冷却剂。
CANDU反应堆使用轻质或重水冷却剂。
CANDU反应堆如何工作以产生电力
重水冷却剂以闭合回路通过反应堆芯的管泵送。 这些管包含燃料束以拾取核心中发生的核裂变产生的热量。 重水冷却剂回路穿过蒸汽发生器,在这里来自重水的热量将普通水煮成高压蒸汽。 当闭环冷却循环继续时,现在更冷的重水循环回到反应器。
来自蒸汽发生器的高压蒸汽输送到反应堆安全壳的外部,为常规涡轮提供动力。 这些涡轮机驱动发电机产生电力,然后分配到电网。 核反应堆与用于发电的设备是分开的。
从涡轮机出来的蒸汽被冷凝成水并被泵回到蒸汽发生器中。