坎杜核反應堆受重水影響

加拿大CANDU重水核反應堆如何工作

CANDU基本核反應堆設計圖。 圖片(c)加拿大核協會

坎杜核反應堆得名,因為這種重水反應堆設計是在加拿大開發的 - 它代表加拿大氘鈾。 氘是重水中的主要元素,鈾是此類反應堆中使用的燃料。

全球CANDU重水核反應堆

加拿大所有的20個核反應堆都是CANDU的設計。 其他擁有坎杜反應堆的國家包括阿根廷,中國,印度,韓國,巴基斯坦和羅馬尼亞。

印度還有16個“坎杜衍生物”,或通用重水緩和反應堆。 48個CANDU反應堆和CANDU衍生物佔全世界近11%的反應堆。

據估計,使用CANDU設計的發電廠的發電量超過23,000兆瓦,約佔核能發電量的21%。 一兆瓦通常足以為750個普通房屋供電。

坎杜反應堆與輕水反應堆的區別

重水核反應堆和輕水核反應堆的不同之處在於它們如何創建和管理核裂變或原子分裂的複雜物理過程,這種物理過程產生的能量和熱量會產生蒸汽來驅動發電機。 美國使用的核反應堆都是輕水設計。 輕水反應堆與CANDU重水緩和設計有幾大區別,其中包括以下設計特點。

核心: CANDU反應堆的核心部分保存在一個稱為排管的水平圓柱形罐中。 燃料通道從排管的一端延伸到另一端。 排管內的每個通道都有兩個同心管。 外管是排管並且內管是壓力管。 內管容納燃料和加壓的重水冷卻劑。

這種設計允許在操作過程中加油。

相比之下,輕水反應堆的核心是垂直的,並且包含垂直燃料組件,其是由燃料芯塊填充的金屬管束。 反應堆堆芯保存在安全殼內。

燃料:與其他設計使用濃縮鈾燃料和輕水作為減速劑的核反應堆不同,坎杜重水堆使用非濃縮天然氧化鈾作為燃料,重水作為減速劑。

主持人:主持人是反應堆堆芯中的物質,可減緩裂變釋放的中子,從而引發更多的裂變並維持連鎖反應。 輕水反應堆中的慢化劑是普通水,但坎杜重水反應堆使用重水或重水,其化學式為D20。

與普通的含有H20的化學成分的水不同,重水包括兩個氘原子。 與普通形式的無中子和質子的普通氫不同,氘在其中心具有中子。

冷卻液:冷卻液循環通過核反應堆堆芯,將熱量從其中轉移出去,防止熔化,從而停止能源生產。 水慢化劑還可用作輕水反應堆的主要冷卻劑。

CANDU反應堆使用輕質或重水冷卻劑。

CANDU反應堆如何工作以產生電力

重水冷卻劑以閉合迴路通過反應堆芯的管泵送。 這些管包含燃料束以拾取核心中發生的核裂變產生的熱量。 重水冷卻劑迴路穿過蒸汽發生器,在這裡來自重水的熱量將普通水煮成高壓蒸汽。 當閉環冷卻循環繼續時,現在更冷的重水循環回到反應器。

來自蒸汽發生器的高壓蒸汽輸送到反應堆安全殼的外部,為常規渦輪提供動力。 這些渦輪機驅動發電機產生電力,然後分配到電網。 核反應堆與用於發電的設備是分開的。

從渦輪機出來的蒸汽被冷凝成水並被泵回到蒸汽發生器中。