![[sticky post]](https://www.livejournal.com/img/icon_sticky.png?v=11043 "[sticky post]"){kind=icon}
Привет. Здесь я пишу про ядерные и термоядерные машины - реакторы, установки, исследовательские лаборатории, ускорители, а так же про радиацию. Я инженер-электронщик, но увлекаюсь этой тематикой уже не первое десятилетие и стараюсь рассказывать интересующие меня вещи с инженерной позиции.
( Начать стоит сCollapse )
zilm про электросамолеты "Автоматическое управление и электричество в этой нише сделает настоящую революцию, радикально снизив себестоимость"Действительно, если взять, скажем двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, питающийся от сети, то механическая энергия от последнего будет заметно дешевле. Поскольку у аваиации топливные расходы - наибольшие среди всего транспорта, то "радикальное снижение себестоимости" при переходе на электроавиа кажется резонным. Более того, например самый успешный электросамолет в мире Pipistrel Alpha Electro успешно экономит деньги на задачах летной подготовки, тратя электрические киловатт*часы против литров авиационного бензина (у самолета есть прототип с ДВС).
Pipistrel Alpha Electro - 150 кг полезной нагрузки, 60-киловаттный двигатель, длительность полета - до 1 часа на скорости 85 узлов.
( Read more...Collapse )
jorg_surf и написал длиннющий комментарий в своем ЖЖ. Думаю, стоит его вытащить с сокращениями сюда, и после ответить на некоторые составляющие====
jorg_surf:
Секретность и отсутствие контроля порождает безнаказанность и произвл.
Бомбу сделали? Суверенитет политического руководства обеспечен? Остальное не важно.
В итоге, что мы имеем?
Энергетика атомная плохая, не участвует в суточном или недельном регулировании.
Как следствие, потребители несут дополнительные издержки - остальные станции изнашиваются больше, требуют больший тариф или плату.
Если оглянуться в прошлое, то становится ясно, что энергетики не могли продавить технически правильное решение с маневренными АЭС, Минсредмаш был аппаратно сильнее Минэнерго, а решили проблему решать собственными силами.
[... большой текст про ошибки электросетевого хозяйства поскипан... ]
Впрочем, как и Росатом.
С одной стороны, есть правильные движения со стороны руководителей: заказов на блоки АЭС мало (некуда девать), экспорт ограничен, значит надо заниматься диверсификацией портфеля. А дальше все как обычно. Берем большие государственные деньги и под честное слово топ-менеджеров даем их кому попало.
Эти кто попало, не имея реального опыта, начинают заниматься имитацией деятельности, как их научили в бизнес-школах и на втором-третьем образовании.
Дать денег энергетикам ессно нельзя, поскольку там тоже в топ-менеджерах не пойми кто, значит, даем тем кто идейно близок, т.к. Росатому.
А каковы результаты? Докладываю.
1. Нового топлива для АЭС нет. И нет даже постановки задачи. Есть изменения в дизайне блоков: в системах безопасности, автоматизации (и то надо разбираться, что там внутри), есть мысли касательно модернизации электрической части новых станций, но жуткая дремучесть проектировщиков и используемых технологий вряд ли позволят что-то изменить.
1.А Для меня было шоком, когда оказалось что эл. часть блока 1000 МВт для финской АЭС Хакинкиви обсчитывается на калькуляторе и в Экселе. Расчетной программы для расчета эл.режимов и токов КЗ не было.
Чтобы было понятно, потребление блока составляет 5-6 % от номинальной мощности, это 50-100 МВт, причем на пятачке блока. Большие токи КЗ, высокие требования к выбору кабелей по различным условиям (чтобы не загорелись от ударного тока и чтобы выдержали периодическую составляющую тока КЗ, например). Поскольку это собственные нужды, которые также сильно влияют на ядерную безопасность - это вопросы самозапуска после КЗ, работа отдельно от энергосистемы с питанием от турбогенератора (привет 4 блоку ЧАЭС и блоку выбега), работа от аварийных дизелей, работа от источников бесперебойного питания, переходных процессы при коммутациях из одного состояния в другое, вопросы охлаждения кабелей и двигателей, как это все себя ведет в целом - короче, сложно это все.
Проектная организация столкнулась с полным непониманием такого подхода со стороны финского регулятора и эксплуатации. Им показали как это делается в Финляндии, проектировщик кинулся отрабатывать и покупать лицензию - чтобы можно было бы хотя бы проверить их расчеты, используя одинаковые математические модели - но увы, следствии ряда обстоятельств, расчетная программа была куплена другая. По моему, специально, чтобы было не проверить. Вот вам результаты, хотите проверить - создавайте расчетную модель сами. Это культура проектирования, которую нахваливает автор блога. Я, конечно, все понимаю, но программы для расчетов токов КЗ, установившегося режима, переходных электромагнитных и электромеханических процессов существуют уже лет 50, отечественные и иностранные, почему проектировщик их не использует - лично мне неясно.
Например, для проектирования тепловой и строительной части используется иностранный софт от InterGrath - все в 3D, расчеты прочности трубопроводов, расходы, давления и т.п. Наследие американских проектировщиков? :-) Что мешало навести порядок с электричеством?
( Read more...Collapse )онкретными фамилиями...
Речь на самом деле идет о реакторе для атомной подводной лодки, для которого не нужна перегрузка в течении всего срока жизни лодки (это от 30 до 50 лет). Об этом написали в отчете ОКБМ Африкантов:
Поскольку замена активной зоны на АПЛ - довольно гемморойное мероприятие, еще и надолго выводящее лодку из строя, моряки с самого начала эксплуатации АПЛ всегда хотели активные зоны, работающие подольше. Идеальный вариант - атомные лодки и корабли, вообще не требующие замены АЗ на весь срок жизни, т.к. это позволяет избавится от соотвествующей инфраструктуры по перегрузке в составе ВМФ.
Теоретически, такую активную зону сделать не сложно: каждый выгорающий килограмм U235 дает 1,0-1,4 ГВт*дней тепловой энергии (вилка значений из-за того, что часть энергии получается от выгорающего Pu239, который нарабатывается в реакторе, и его наработка зависит от конструкции)
Для реактора тепловой мощностью 0,18 ГВт, который работает с КИУМ 0,15 в течении 40 лет надо обеспечить запас реактивности в ~400 кг U235, что для топлива с высоким обогащением более чем возможно в габаритах лодочных реакторов.
Однако тут есть две проблемы. Скажем, если мы конструируем активную зону с 4 тоннами U235 и допускаем выгорание 10% из них за жизненный цикл - это приводит к тому, что изменения запаса размножающих свойств будут в очень широком диапазоне. Такой системой сложно управлять - нужно сильно менять концентрацию бора, иметь выгорающие поглотители в топливе и т.п. - но в целом конструкторы это научились делать еще давно.
Вторая проблема связана тем, что лодочному реактору приходится резко маневрировать мощностью. Оксидная керамика, являющаяся стандартом для топлива больших энергетических реакторов плохо переносит резкие изменения тепловыделения. А металлическое топливо, хорошее для маневров совсем не держит продукты деления, распухает и коробится еще на выгораниях в районе 0,1-0,3% а не 10, как надо нам.
Поэтому задача создать малогабаритный, маневренный и при этом "долгоиграющий" реактор очень нетривиальна. Первыми с этой задачей справились разработчики из лаборатории Knolls (забавно, кстати, что многие в Рунете считают, что в США есть только один разработчик реакторов - Westinghouse) для реакторов S9G, устанавливаемых на лодках класса "Вирджиния". Ходят слухи, что в основе топлива этого реактора - металлокерамика, сочетающая UO2, и "прожилки" молибдена и циркония, однако что там в реальности - мы не знаем, т.к. конструкция лодочных реакторов в США чуть ли не более секретна, чем конструкция атомных боеприпасов.
Впрочем, возможно слухи и не врут. Например, в США последние пару лет продвигается новое топливо Lightbridge, которое создали, как считается, выходцы из военно-морского атома. Топливо состоит из сплава урана и циркония (цельного, без керамики), но за счет хитрой геометрии твэлов хорошо держит выгорание и при этом имеет прекрасные маневренные качества. Дальше додумывайте сами.
И вот, ОКБМ официально отвечает "успешными испытаниями" прототипа реактора на полный жизненный цикл. В условиях Российской Федерации - где есть переработка ОЯТ реакторов подводных лодок (т.е. куча урана 235, которую приходится закладывать в реактор возвратится в цикл) и проблемы с нормальными условиями эксплуатации этих самых лодок "долгоиграющие" реакторы видятся правильным направлением развития морских транспортных реакторов.
Окончание. Начало в первой части.
Тем не менее, в декабре 2017 года стартовало строительство гораздо большего энергоблока CFR-600, который является аналогом БН-800 по идеологии и даже конструкции некоторых элементов (например парогенераторов, что дало повод слухам, что и здесь в проектировании не обошлось без России). Такая спешка со строительством объясняется конкуренцией с другими быстрыми программами, о которой ниже. Опытно-промышленный CFR-600, который хотят пустить в 2023 году должен открыть дорогу массовому строительству 1200-мегаваттных CCFR, которые и будут решать задачу топливообеспечения и уменьшения количества ОЯТ - в общем планы тут традиционная китайская копипаста французских и/или советских.
Секционно-модульное исполнение второго контура CFR-600 намекает на его близость к советской/российской линейке БН. Так же есть мысль, что наличие всего двух петель (а не 3 или 4) означает, что потом этот дизайн вырастет в мощности до 900 или 1200 мегаватт.
Однако на одной натриевой “классике” Китай не останавливается, и с каждым годом все больше денег вкладывает в альтернативы. Лучше всего известно о свинцово-висмутовом проекте CLEAR-0/I/II, первый из которых представляет сборку 0 мощности (или критсборку, позволяющую исследовать вопросы нейтронно-физических характеристик будущего реактора), а второй - проект 10 мегаваттного(т) реактора с внешним нейтронным приводом (ADS-система). Ходят слухи о военных применениях этой разработки.
Кроме того, Китай в 2017 году поймал удачу за хвост - договорился с американской Terra Power о строительстве быстрого натриевого реактора TWR-300 на территории поднебесной. Terra Power, долгое время финансируемая Биллом Гейтсом (но в последнее время лишившаяся этих денег) в свое время собрала сильнейших американских разработчиков быстрых реакторов под своим крылом, и если проект 300-мегаваттного (электрических) реактора будет реализован - это будет важный впрыск американского опыта в китайскую программу.
( Read more...Collapse )Если бы ко мне сегодня обратился бы за советом начинающий блоггер с вопросом “про что писать по ядерной тематике”, я бы точно отсоветовал бы ему писать про термоядерные и быстрые ядерные реакторы. Интересные новости здесь появляются настолько редко, что люди забудут о твоем существовании от публикации к публикации.
В частности, у меня новости по теме реакторов на быстрых нейтронах выходят примерно раз в полгода и пришлось подождать три годика, прежде чем неторопливая поступь этого направления привела к тому, что мне снова стало интересно написать что-то по теме в целом (а вам, надеюсь, прочитать).
Итак, три года назад, в благословенном 2015 году ситуация с мировой программой реакторов на быстрых нейтронах выглядела так:
Только что пущен крупнейший промышленный блок БН-800, символизирующий, что Россия все еще умеет строить и запускать промышленные быстрые реактора. Начинается строительство революционного БРЕСТ-300, идет жесткая битва по поводу того, какие реакторы более перспективны - натриевые или свинцовые. А может быстрые свинцово-висмутовые? Представитель этого направления СВБР-100 планируется к строительству в НИИАР недалеко от Ульяновска.
Франция, закрыв Phenix, проектирует возврат к тематике быстрых реакторов через проект натриевого БН ASTRID и участие в быстрых реакторах ALLEGRO (газоохлаждаемый), ALFRED (свинец) и MYRRHA (свинец-висмут с ускорительным драйвером). Однако сроки разрыва между рабочими установками начинают выглядеть тревожно
Индия 3 год тянет с запуском 500-мегаваттного PFBR, но все ждут его пуска с минуты на минуту. Все планы по быстрой программы крутятся вокруг этого быстрого реактора и его серийного развития CFBR-500.
Из Китая приходят новости о проблемах на небольшом исследовательском быстровике CEFR, спроектированного и построенного с частичной российской помощью. Хотя в конце 2014 года реактор был выведен на номинал, проблемы остаются, и сроки быстрой натриевой начинают плыть. Появляется информации по интересу Китая к свинцовым/свинцово-висмутовым реакторам.
В Японии оба быстрых реактора остановлены много лет, и находятся в состоянии между небом и землей - то ли закрывать, то ли развивать. Ситуация эта сложилась еще до аварии на Фукусимской АЭС, но еще сильнее усугубилась после нее.
США не имеют ни одной быстрой исследовательской/промышленной установки, и похоже не особо горят желанием менять эту ситуацию. Иногда всплывают разговоры о восстановлении могучего исследовательского реактора FFTF, но действия скорее направлены в противоположную сторону - установку потихоньку разбирают.
Загрузочная машина БН-800, способная работать с плутониевыми сборками. Справа в полу - люки для передачи ТВС на барабан свежих сборок реактора. Спасибо Дмитрию Горчакову за фото.
Что же изменилось в этой картине за прошедшие 3 года? Многое. Давайте пойдем в обратном порядке.
( Read more...Collapse )
Интересно, а что будет, если пойти дальше, и найти корневые источники всей энергии, что есть на Земле? Ребята с прекрасного сайта Energy Matters сделали это
Ну да, не вся энергия у нас от Солнца. Часть пришла на землю в виде избыточной энергии ядер различных атомов, правда уран и торий, по современным воззрениям, появляются не в результате взрывов сверхновых, а в результате слияния нейтронных звезд, т.н. килоновых.
И смотря на эту картину, коллега Николай Походенько заметил, что тут не хватает третей силы - гравитации. Она отвественна за часть геотермального тепла, которая обусловлена опусканием плотной материи, типа железа, к ядру Земли. Гравитация же отвественна и за энергию, которая выделяется в результате слияния нейтронных звезд, да и части Сверхновых. Гравитация отвественно за приливные силы.
Фактически, можно пойти дальше и заменить "Солнце" и "Сверхновую" "термоядерным синтезом" и "гравитационной энергией". Но... откуда во вселенной вообще возник "запас" энергии для термоядерного синтеза и гравитационной энергии? Из распада инфлатонного поля.
Действительно, в момент Большого Взрыва Вселенная содержала в себя инфлатонное поле, которое раздуло ее размеры как минимум на 30 порядков и распалось в виде горячей материи. Полученный импульс движения и наличие материи привело к появлению гравитационного потенциала, который можно было использовать. А быстрое расширение не дало вселенной сжечь все запасы термоядерного топлива на ранней стадии, и выйти из большого взрыва с только атомами железа. Звезды стали возможны.
Отсюда можно сделать нехитрый вывод - следующая энерготехнология человечества будет рутинно использовать инфлатонное поле, и маленькие новые вселенные для получения электроэнергии.
Симуляция килоновой GW170817, которая благодоря гравитационной обсерватории LIGO, является первым подтверждением этого класса космических катастроф.
Я хз, откуда люди такое берут, т.к. реальность совсем другая: всего Росатом ведет основное строительство (которое начинается с заливки бетона в фундаментную плиту ядерного острова) 10 блоков, из них 3 в России и 7 за рубежом. Еще 14 блоков имеют контракт на сооружение, но понятно - чем дальше от даты пуска, тем больше шансов, что блок никогда не будет построен.
При этом, если мы заcчитываем Росатому Тяньваньские блоки, то надо помнить, что строительство и монтаж их ведут китайцы, а Росатом готовит РКД, поставляет оборудование реакторной установки и еще кое-что по мелочам, т.е. реально деньгами получает где-то 1/3 от проекта. В таком случае 4 блока AP-1000 надо засчитывать Вестингауз, а 2 блока Тайшаня - Areva (не считая, правда, что из этих шести на сегодня 2 уже достроили и пустили).
Всего у Вестингауз получается тогда 6 (-1 пущенный) блоков в строительстве, а у Orano (бывш. Areva) + EDF - 4 блока + 2 блока на подготовке площадки (речь о Hinkley Point C, у которой странный статус - официального первого бетона не было, но в реальности фундаментную плиту ядерного острова 1 блока уже давно залили), наконец KEPCO - тоже 4 блока. Росатом, конечно, впереди планеты всей, но "34 блока, сооружаемых за рубежом" это в 2 раза больше, чем вообще все текущее экспортное строительство АЭС.
Очень давно не было традиционных фотоапдейтов по ИТЭР, но проблема не во мне, а проблема в том, что по проекту ИТЭР выкладывалось почему-то очень мало фото, хотя новости были. Однако, перед уходом в отпуск, пиарслужба ITER IO все же исправилась и выложила пак отличных фотографий. Поехали:
Почти три года назад, в августе 2015 года, была закончена заливка фундаментной плиты комплекса зданий токамака (стройка на переднем плане). Сегодня основная его часть достигла верха по бетонным конструкциям - на правом крыле (здание диагностик) сейчас заливают крышу, боковые стены здания токамака достигли высоты бетонной части здания (выше еще будет металокаркасный "шатер", продлевающий контур здания на заднем плане до переднего торца). Остается заполнить весь этот объем бетонными и металлическими конструкциями и вуаля - здание готово. По планам здание должно быть полностью сдано в сентябре 2019 года.
Под крышкой шахты реактора тоже идет работа по бетонированию "короны", на которую ляжет 23000 тонн конструкций реактора и его криостата
( Read more...Collapse )
Бассейн выдержки ОЯТ комплекса Sellafied, чем-то схожего по функциям с ПО "Маяк" - тут тоже перерабатывают ОЯТ, получают плутоний, хранят оружейные материалы.
"Секторное соглашение", которое заключило правительство Великобритании с разнообразными компаниями из атомной отрасли включает себя множество форм поддержки разных начинаний и направлено такие вещи:
- Снижение себестоимости новых АЭС на 30% от сегодняшнего уровня и стоимости декомиссии старых АЭС на 20% к 2030 году
- Инвестиции в малые модульные реакторы, стенды и технологии
- Опять же технологии ускорения очистки "атомного наследия"
- Увеличение числа женщин в отрасли до 40%
- Увеличение числа малых предприятий в отрасли
( Read more...Collapse )
