KANDU Kraftig Kärnreaktor för Kärnvatten: Hur det fungerar

CANDU-kärnreaktorn fick sitt namn eftersom den här konstruktionen av tungvattenreaktorer utvecklades i Kanada - den står för CANADA Deuterium Uranium. Deuterium är det primära elementet i tungt vatten, och uran är det bränsle som används i denna reaktorklass.

CANDU-kärnreaktorer med tungt vatten

Alla Kanadas 20 kärnreaktorer är av CANDU-designen. Andra nationer med CANDU-reaktorer innefattar Argentina, Kina, Indien, Sydkorea, Pakistan och Rumänien.

Indien har också 16 "CANDU-derivat" eller generiska tungvattenmåttiga reaktorer. 48 CANDU-reaktorerna och CANDU-derivaten innefattar nästan 11 procent av reaktorerna över hela världen.

Det beräknas att kraftverk som använder CANDU-konstruktionen genererar mer än 23 000 megawatt, cirka 21 procent av den el som produceras av kärnkraft. En megawatt är generellt tillräckligt för att driva 750 medelstora hem.

- 9 -> Hur CANDU-reaktorer skiljer sig från ljusvattenreaktorer

Kärnreaktorer med tungt vatten och reaktorer med lätta vattentvätt skiljer sig åt i hur de skapar och hanterar den komplexa fysiken för kärnfission eller atomuppdelning som producerar energin och värme för att skapa ånga för att driva generatorer. Kärnreaktorerna som används i USA är alla lätta vattenmönster. Flera stora skillnader skiljer mellan ljusvattenreaktorer och CANDUs tungvattensmoderade konstruktion, som inkluderar följande designfunktioner.

Kärna:

Kärnan i en CANDU-reaktor hålls i en horisontell cylindrisk tank som kallas calandria. Bränslekanalerna går från ena änden av calandrien till den andra. Varje kanal inom Calandria har två koncentriska rör. Det yttre röret är calandria-röret och det inre är tryckröret. Det inre röret håller bränslet och trycksatt tungt vattenkylmedel. Denna design möjliggör tankning under drift.

Kärnan i en ljusvattenreaktor är däremot vertikal och innehåller vertikala bränsleaggregat som är buntar av metallrör fyllda med bränslepellets. Reaktorkärnan hålls i ett inneslutningskärl.

Bränsle:

Till skillnad från andra kärnreaktorer konstruerade för att använda berikat uranbränsle och lättvatten som moderator använder CANDUs tungvattenreaktorer icke-berikad, naturlig uranoxid som bränsle och tungt vatten som moderator. Moderator:

Moderatorn är materialet i reaktorkärnan som saktar ner neutronerna frigjorda från fission så att de leder till mer klyvning och upprätthåller kedjereaktionen. Moderatorn i lätta vattenreaktorer är vanligt vatten, men CANDUs tungvattenreaktor använder tungt vatten eller deuteriumoxid, som har en kemisk formel för D20. Till skillnad från vanligt vatten med sin välkända kemiska sammansättning av H20 innehåller tungvatten två atomer av deuterium.Till skillnad från vanligt väte som inte har neutron och proton i sin vanligaste form har deuterium en neutron i centrum.

Kylvätska:

Kylmedel cirkulerar genom en kärnreaktor kärna för att överföra värmen bort från den och förhindra en smältning som skulle stoppa energiproduktionen. Vattendosatorn fungerar också som primär kylvätska i lätta vattenreaktorer. CANDU-reaktorn använder antingen lätt eller tungt vattenkylmedel.

Hur en CANDU-reaktor arbetar för att göra el

Det tunga kylvätskan pumpas genom reaktorkärnans rör i en sluten slinga. Rören innehåller bränslepaket för att ta upp värme som alstras från kärnfission som äger rum i kärnan. Tungvattenkylansslingan passerar genom ånggeneratorer där värmen från det tunga vattnet kokar vanligt vatten i högtrycksånga. Det tunga vattnet, nu kallare, cirkuleras tillbaka till reaktorn, då kylkylan för sluten slinga fortsätter.

Högtrycksångan från ånggeneratorn pipes utanför reaktorns inneslutningsbyggnad för att driva konventionella turbiner. Dessa turbiner driver generatorer för att producera el som sedan distribueras till gallret. Kärnreaktorn är separat från den utrustning som används för att producera el.

Ångan som kommer ut ur turbinen kondenseras tillbaka i vatten och pumpas tillbaka till ånggeneratorn.