BuildingTECH

search


Энергия

Ядерный реактор нового поколения Natrium от Билла Гейтса объединяет в себе процесс выработки и хранения энергии

Ядерный реактор нового поколения Natrium от Билла Гейтса объединяет в себе процесс выработки и хранения энергии

Чтобы полностью удалить парниковые газы из мировых энергетических секторов, необходима дешевая, масштабируемая форма энергии с нулевым уровнем выбросов, которая может надежно производить электроэнергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Тем лучше, если он сможет быстро увеличивать и уменьшать свою выработку, чтобы помочь электросети справляться с резкими скачками нагрузки и перебоями в поставках возобновляемой энергии. 

Лучшим кандидатом на эту роль сейчас претендует передовая ядерная энергетика. Она является одной из самых безопасных форм производства энергии. В то время как уголь и энергия, полученная из нефти, вызывают 24,6 смертельных исходов на один тераватт поставленной энергии, ядерная энергия - всего 0,07 - и это включает громкие катастрофы.

Технология Natrium, которая была поддержана крупными частными инвестициями Terrapower Билла Гейтса и GE Hitachi Nuclear Energy, а также Министерством энергетики США, получила шанс продемонстрировать свой «конкурентоспособный по стоимости натриевый реактор на быстрых нейтронах с системой хранения энергии из расплавленной соли».

Демонстрационная установка Natrium - реактор на быстрых нейтронах будет использовать в качестве теплоносителя высокотемпературный жидкий натрий вместо воды. Одним из ключевых преимуществ натрия является огромный диапазон температур 785 Кельвина между его твердым и газообразным состояниями; температура воды составляет всего 100 кельвинов, поэтому для того, чтобы обрабатывать большее количество тепловой энергии, необходимо повышать давление. 

Жидкий натрий будет передавать впечатляющее количество тепла от реактора при нормальном атмосферном давлении, с дополнительным бонусом, заключающимся в том, что он не диссоциирует на водород и кислород, поэтому о взрывах водорода в стиле Фукусима не может быть и речи. Он также не вызывает коррозии, что позволяет обойти проблему, которая ставит под вопрос реакторы на расплавленных солях.

Как и многие из разрабатываемых ядерных реакторов следующего поколения, в конструкции Natrium в качестве ядерного топлива будет использоваться высокообогащенный уран (HALEU). 

Топливо HALEU можно производить путем переработки отработавшего топлива традиционных атомных электростанций, и его более высокое качество улучшает характеристики и эффективность реактора до такой степени, что позволяет усовершенствованным реакторам быть намного меньше, чем установки с НОУ. 

С точки зрения безопасности, регулирующие стержни упадут сами по себе под действием силы тяжести в случае отключения электроэнергии, а естественная циркуляция воздуха будет функционировать как аварийное охлаждение. Благодаря конструкции с жидким натрием, станции не требуется огромная защитная оболочка, как в реакторах на легкой воде, а конструкция помещает реактор под землю, что снова повышает коэффициент безопасности и сокращает расходы.

Установка Natrium предназначена для работы со 100-процентной производительностью 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая постоянную выработку 345 МВт в виде тепла. Это тепло передается через систему охлаждения жидким натрием и попадает в отдельную систему хранения тепловой энергии из расплавленной соли. На другом конце этой системы хранения находится набор паровых турбин, которые могут потреблять эту постоянную мощность и вырабатывать достаточно электроэнергии для питания домов.

Эта система хранения, установка Natrium может реагировать на скачки спроса или прерывистое падение предложения возобновляемой энергии, используя накопленное тепло и увеличивая мощность своих турбин до 150 процентов номинальной мощности реактора, откачивая 500 МВт в течение 5 или более часов.

Это представляет собой почти гигаватт-час дополнительного хранилища энергии, намного больше, чем самые крупные разрабатываемые проекты аккумуляторных батарей. 

Источник:



Читать больше: