Pagrindinės ru charakteristikos su VTG. Aukštos temperatūros modulinių helio reaktorių taikymas energijai imlių pramonės šakų šilumos tiekimui Pagrindinės techninės charakteristikos

Rusija ir JAV kartu kuria projektą atominė jėgainė ateities. Kūrėjų teigimu, jis saugumu, efektyvumu ir daugeliu kitų parametrų gerokai pranoks visas iki tol buvusias sistemas. Nepaisant padidėjusio naudojimo saulės elementai, vėjo ir bangų energija ir kitos alternatyvos, artimiausiais dešimtmečiais nepabėgsime nuo „klasikinės“ energijos. O čia, ko gero, ekologiškiausia, kaip bebūtų keista, atominė energija.

Aplinkosaugininkai nuolat teigia, kad šiluminės elektrinės atmosferą nuodija milijonais tonų nuodų ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Hidroelektrinės, o tiksliau juos lydintys rezervuarai, negrįžtamai keičia gamtą daugybę dešimčių kilometrų, paveikia tūkstančių rūšių buveines ir daro didžiulį spaudimą žemės plutai.

Nauja atominės elektrinės konstrukcija pašalina daugelį ankstesnių sistemų. Iš Amerikos pusės pagrindinis projekto dalyvis yra bendrovė „General Atomics“, o iš Rusijos – Eksperimentinės mechanikos inžinerijos projektavimo biuras, pavadintas I.I. Afrikantova Nižnij Novgorode, pavaldi Federalinė agentūra Autorius atominė energija RF.

O kadangi ekspertai branduolinės energijos ateitį mato naujo tipo atominėje elektrinėje, pažiūrėkime atidžiau, kaip ji veiks.

Ši sistema vadinama dujų turbina - modulinis helio reaktorius (GT-MHR), o rusiškai - „dujų turbina - modulinis helis reaktorius“ – GT-MGR. Kuriant iš esmės naują atominę elektrinę dalyvauja daugybė Amerikos ir Rusijos institutų ir organizacijų, taip pat įmonių iš Prancūzijos ir Japonijos.

Projekto naujovė slypi dviejuose pagrindiniuose postulatuose: branduolinis reaktorius, aušinamas helio dujomis ir turintis būdingą saugumą (ty kuo stipresnis kaitinimas, tuo silpnesnė reakcija) ir trumpiausias karšto helio energijos pavertimas elektra naudojant dujų turbiną. vadinamojo uždarojo Braitono ciklo. Kadangi veikliosios medžiagos kapsulės yra įkasamos į žemę, nereikia naudoti papildomos įrangos (siurblių, turbinų, paviršinių vamzdžių), o tai supaprastina stoties statybą ir sumažina jos statybos bei priežiūros išlaidas.

Viskas įkapsuliuota. Be to, net sugedus valdymo sistemai kuras neištirpsta. Viskas automatiškai užgęsta ir lėtai atšąla dėl šilumos išsklaidymo į stotį supančią žemę.

Degalai stočiai yra urano oksidas ir karbidas arba plutonio oksidas, gaminamas tik 0,2 milimetro skersmens rutuliukų pavidalu ir padengtas keliais sluoksniais įvairios karščiui atsparios keramikos. Labai reaktyvūs metalai „pilami“ į strypus, kurie sudaro mazgą ir pan. Fiziniai (struktūros svoris, reakcijos sąlygos) ir geometriniai reaktoriaus parametrai yra tokie (pavyzdžiui, santykinai mažas energijos tankis), kad bet kokiu atveju, net visiškai praradus aušinimo skystį, šie rutuliukai neištirps.

Visa šerdis pagaminta iš grafito – metalinių konstrukcijų čia visai nėra, o karščiui atsparus lydinys naudojamas tik atokiausiame korpuse – kapsulėje. Taigi net jei visas elektrinės personalas dėl kokių nors priežasčių negalės pradėti techninės priežiūros, atominės elektrinės širdyje temperatūra šoktels iki daugiausiai 1600 laipsnių Celsijaus, tačiau šerdis neištirps. Pats reaktorius pradės vėsti, išleisdamas šilumą į aplinkinį gruntą.

Stoties veikimas, kaip minėta aukščiau, yra pagrįstas dujų turbina- modulinis helio reaktorius. GT-MGR yra grafito-dujų reaktorius, surinktas iš dviejų modulių: aukštos temperatūros reaktoriaus bloko ir energijos konversijos bloko (WCT). Pirmajame yra aktyvioji zona ir reaktoriaus valdymo ir apsaugos sistema (CPS), o antrajame – dujų turbina su generatoriumi, rekuperatorius, šaldytuvai. Energijos konvertavimas yra uždaras vienos grandinės Braitono ciklas.

Abu reaktoriaus elektrinės moduliai yra vertikaliose gelžbetoninėse šachtose, esančiose žemiau žemės lygio. Pagrindiniai šio įrenginio naudojimo privalumai yra didelis jo efektyvumas ir neįmanoma sunaikinti šerdies avarijos atveju. Trūkumas, kurį pabrėžia kūrėjai Šis momentas yra mažos galios. Norint pakeisti vieną VVER-1000 bloką, reikalingi keturi GT-MGR blokai. Šį trūkumą lemia, viena vertus, naudojant dujinį aušinimo skystį, kurio šiluminė talpa yra maža, palyginti su vandeniu ar natriu, ir, kita vertus, dėl mažo šerdies energijos intensyvumo dėl padidėję reikalavimai reaktoriaus saugai. Tačiau ši, iš pirmo žvilgsnio, nereikšminga savybė verčia suabejoti argumentais dėl atominių elektrinių projektavimo supaprastinimo naudojant GT-MHR.

technikos mokslų daktaras IR AŠ. Stoliarevskis, Nacionalinio tyrimų centro „Kurchatovo institutas“ vadovaujantis mokslininkas
Maskvos CORTES centro direktorius;
Ph.D. N.G. Kodočigovas, vyriausiasis dizaineris, A.V. Vasjajevas, skyriaus vedėjas,
technikos mokslų daktaras V.F. Golovko, Vyriausiasis specialistas, M.E. Ganinas, pagrindinis projektavimo inžinierius,
UAB „Afrikantov OKBM“, Nižnij Novgorodas

1. Įvadas

Pasaulyje didėjantis kuro ir energijos poreikis, o tradicinės energijos išteklių ir aplinkos apribojimai verčia skubiai laiku parengti naują energetikos technologiją, kuri galėtų prisiimti didelę dalį energijos poreikių padidėjimo ir stabilizuoti iškastinio kuro vartojimą. Rusijos energetikos strategijoje iki 2020 metų komunalinis šilumos tiekimas apibrėžiamas kaip socialiai reikšmingiausias ir kuro imliausias ūkio sektorius. Branduolinės energijos šaltinių paklausą elektros gamybos ir buitinės šilumos tiekimo srityse lemia augančios iškastinio kuro kainos ir didėjantis energijos suvartojimas. Kuriant branduolinius blokus pagrindiniai veiksniai yra aukšta elektrinių sauga ir komercinis patrauklumas. Vyriausybės patvirtinta „Branduolinės energetikos plėtros Rusijoje strategija iki 2030 m. ir iki 2050 m. Rusijos Federacija Iki 2020 m. ji numato iki 30 mln. Gcal per metus iš branduolinės energijos šaltinių pagaminti šilumą, o per metus sunaudojama iki 24 mlrd. m 3 dujų. Atominių elektrinių sukūrimas ir įdiegimas šilumos tiekimo sektoriuje sukurs naujus gamybos pajėgumus ir užtikrins gamtinių dujų, skirtų eksportui į užsienį, taupymą, o tai yra geopolitinės reikšmės veiksnys.

Tačiau net ir plataus masto branduolinės energijos diegimas elektros gamybos ir komunalinio šilumos tiekimo srityje neišsprendžia didėjančios variklių kuro ir pramoninės šilumos paklausos problemos. Ilgalaikis branduolinės energetikos plėtros scenarijus iki 2050 metų numato iškastinį kurą pakeisti ne tik komunaliniame sektoriuje, bet ir daug energijos naudojančiose pramonės šakose, plečiant branduolinės energijos apimtį vandenilio, proceso šilumos gamybai, ir sintetinis kuras. Masinio naujų energetikos technologijų naudojimo neišvengiamumą lemia kokybinis aplinkosaugos reikalavimų pasikeitimas energetikos sektoriuje ir transporte.

Branduolinės energijos diegimo potencialas „neelektriniame“ sektoriuje priklauso nuo pramonės sunaudojamos šilumos energijos kiekio ir savo mastu nenusileidžia elektros energetikos pramonei. Gamybos pramonės srityje pirmauja šiluminės energijos suvartojimas chemijos pramonė, naftos perdirbimas, metalurgija (1 lentelė).

1 lentelė. Šilumos suvartojimas pagal gamybos šakas (2007 m.)

Taigi branduolinių technologijų diegimas pramoninių procesų šilumos tiekime yra neatidėliotinas uždavinys, kurį dar reikia išspręsti.

Vienintelė šiandieninė branduolinė technologija, kuri tikrai gali maksimaliai išspręsti iškastinio kuro pakeitimo pramonės šilumos tiekimo ir transporto pramonėje problemą, yra aukštos temperatūros modulinių helio reaktorių (HMR) technologija.

MGR pranašumus lemia šie veiksniai:

Galimybė pašildyti aušinimo skystį prie išėjimo iš židinio iki 1000 °C temperatūros, o tai išplečia branduolinės energijos apimtį ne tik elektros ir komunalinės šilumos gamybai, bet ir technologiniams tikslams, įskaitant vandenilio gamybą;

Galimybė naudoti skirtingas jėgos agregatų schemas: su dujų turbinos ciklu, su garo turbinos ciklu, su grandine aukštos temperatūros šilumai perduoti technologinei gamybai;

Pasyvus likutinės šilumos šalinimo principas, suteikiantis aukštas lygis sauga, įskaitant visišką pirminio aušinimo skysčio praradimą;

Skiliųjų medžiagų neplatinimo režimo, pagrįsto keraminių mikrokuro savybėmis, užtikrinimas;

Mažas šiluminis poveikis aplinką dėl galimybės įgyvendinti efektyvius termodinaminius ciklus šiluminei energijai paversti elektra (tiesioginiame dujų turbinos Braitono cikle energijos konversijos efektyvumas gali siekti 50% ar daugiau);

Galimybė kombinuotai gaminti elektrą ir šilumą;

Minimalus reaktoriaus elektrinės (RP) ir stoties sistemų ir komponentų skaičius, kai pirminėje grandinėje naudojamas dujų turbinos ciklas, sukuriantis prielaidas mažinti kapitalo ir eksploatavimo išlaidas;

Galimybė modulinės konstrukcijos bloką su plačiu modulių galios diapazonu (nuo 200 iki 600 MW) ir kintamosios srovės galią keisti modulių rinkiniu;

2. Pramoninio šilumos tiekimo energijos šaltinių projektiniai sprendimai

Remiantis prognozuojamomis energetikos rinkos raidos ir poreikių studijomis, buvo atlikti prekoncepciniai komercinės MGR reaktoriaus prototipo tyrimai su unifikuotu moduliniu helio reaktoriumi, kurio šiluminė galia ~200 MW ir jo pagrindu 2000 m. energijos šaltinių, skirtų įvairioms energetikos technologijoms, skaičius.

Šių pokyčių projektavimo pagrindas buvo pasaulinė patirtis kuriant eksperimentinius įrenginius su aukštos temperatūros dujomis aušinamu reaktoriumi (HTGR), reaktorių su HTGR kūrimo Rusijoje patirtis (daugiau nei 40 metų). įvairių lygių galia (nuo 100 iki 1000 MW) ir paskirtis.

Taip pat buvo panaudoti GT-MGR reaktoriaus gamyklos su moduliniu helio reaktoriumi projekto, vykdyto pagal Rusijos ir Amerikos programą, plėtros rezultatai.

Atliekant tyrimus buvo svarstomos kelios MGR energijos technologijų tikslais galimybės:

Elektros gamybai ir komunaliniam šilumos tiekimui, aktyviosios zonos šiluminę energiją paverčiant elektros energija tiesioginiame dujų turbinos (GT) Braitono cikle - MGR-100 GT;

Elektros ir vandenilio gamybai aukštos temperatūros garo elektrolizės būdu (HES) – MGR-100 VEP;

Vandenilio gamybai naudojant garų metano riformingą (SMR) –
MGR-100 PKM;

Aukštos temperatūros šildymui naftos chemijos gamyba(NP) –MGR-100 NP.

Kiekviena MGR-100 įrenginio versija susideda iš energetinių ir technologinių dalių.

Energetinė dalis yra maksimaliai unifikuota visiems variantams ir yra jėgos agregatas, įskaitant reaktorių ir, priklausomai nuo paskirties, elektros energijos gamybai skirtą dujų turbinos energijos konversijos bloką (WPT) ir (ar) šilumos mainų įrangos blokus.

MGR-100 technologinė dalis, priklausomai nuo jos paskirties, yra arba vandenilio gamybos technologinis įrenginys, arba aukštos temperatūros šilumos tiekimo kontūrai, tiekiantys šilumą įvairiems technologiniams procesams.

Pagrindiniai kriterijai renkantis techninius sprendimus buvo užtikrinti aukštus techninius ir ekonominius rodiklius gaminant elektros energiją ir aukštos kokybės šilumą, kuo labiau sumažinant poveikį aptarnaujantis personalas, gyventojus ir aplinką, pašalinant technologinio produkto radioaktyvųjį užterštumą.

Energijos šaltinio konfigūracija grindžiama šiais principais.

Reaktoriaus galia ir jo konstrukcija universali visiems energijos šaltinių variantams, skiriasi tik aušinimo skysčio parametrai. Reaktoriaus elektrinės (215 MW) galios lygio pasirinkimą lėmė:

Elektros energetikos ir komunalinio šilumos tiekimo poreikiai;

Pramonės įmonių poreikiai aukštos ir vidutinės temperatūros šilumos tiekimui technologiniai procesai;

Vidaus įmonių technologinės galimybės gaminti pagrindinę reaktorių įrenginių įrangą, įskaitant korpusus.

Reaktorius yra modulinis su šerdimi, susidedančia iš šešiakampių prizminių kuro rinklių, su helio aušinimo skysčiu ir turi vidinių savisaugos savybių. Saugumas užtikrinamas naudojant pasyvius sistemų veikimo principus. Liekamoji šiluma ir sukaupta šiluma pašalinama iš aktyviosios zonos per reaktoriaus indą į reaktoriaus šachtos aušinimo sistemą, o po to į atmosferą, naudojant natūralius fizinius šilumos laidumo, spinduliuotės ir konvekcijos procesus, neviršijant saugaus kuro naudojimo ribų, įskaitant avarijas visiškas pirminio aušinimo skysčio praradimas , sugedus visoms aktyviosios cirkuliacijos priemonėms ir maitinimo šaltiniams.

Aušinimo skysčio cirkuliaciją pirminės grandinės kilpose atlieka pagrindinis cirkuliacinis dujų pūstuvas (MCG) arba WPT turbomašinos kompresoriai.

Visų svarstomų MGR-100 variantų išdėstymas sudarytas atsižvelgiant į saugaus reaktoriaus įrenginio eksploatavimo reikalavimus visose galimose atominės elektrinės avarijose. Kiekviena reaktoriaus elektrinė yra pagrindiniame AE pastate, kurį sudaro antžeminė dalis, tai yra reaktoriaus priežiūros ir perkrovimo pastatas (centrinė salė) ir žemo slėgio požeminis izoliatorius (reaktoriaus izoliacinis apvalkalas), esantis po centrine sale. .

Aptvaroje yra reaktoriaus elektrinės ir pagrindinių saugai svarbių sistemų įranga. Aptvaras pagamintas iš monolitinio gelžbetonio, sandarus, vidiniai matmenys: skersmuo 35 m, aukštis ne didesnis kaip 35 m, galintis atlaikyti iki 0,5 MPa vidinį aplinkos slėgį, esant reaktoriaus gamyklos pirminės grandinės slėgio mažinimui. ir (arba) antrinės grandinės vamzdynai. Apribojimas užtikrina optimalų erdvės ir patalpų tūrio išnaudojimą, didelį įrangos išdėstymo kompaktiškumą, palengvina įrangos keitimo ir kuro perkrovimo darbus, sandarumą gretimų pagrindinės AE pastato patalpų ir aplinkos atžvilgiu, šilumos pašalinimą į žemę neprojektiniu pagrindu. nelaimingų atsitikimų.

Pirminės grandinės įrangos konstrukcija yra blokinė. Pagrindinė MGR-100 galios įranga patalpinta plieniniame pastatų bloke, kurį sudaro vertikalus reaktoriaus indas, nuo vieno iki trijų vertikalių WPT pastatų ir šilumos mainų įrangos bei nuo vieno iki trijų horizontalių jungiamųjų pastatų, jungiančių vertikalius indus į vienas aukšto slėgio indas (1 pav.). Pagrindiniai įrangos korpusai yra panašaus dydžio kaip VVER reaktoriaus indo. Ypatingas dėmesys mokama siekiant sumažinti pirminės grandinės išorinių vamzdynų skaičių.

1 pav. Reaktoriaus blokų išdėstymas: a) MGR-100 GT; b) MGR-100 VEP; c) MGR-100 PKM; d) MGR-100 naftos perdirbimo gamykla

MGR-100 GT ir MGR-100 VEP energijos šaltinio variantuose (2.3 pav.) numatyta naudoti vieningą dujų turbiną WPT. Centrinę vietą WPT užima turbomašina (TM), kuri yra vertikalus blokas, susidedantis iš turbokompresoriaus (TC) ir generatoriaus, kurio rotoriai turi skirtingus sukimosi greičius – atitinkamai 9000 aps./min. ir 3000 aps./min. Elektromagnetiniai guoliai naudojami kaip pagrindinės atramos. Generatorius yra už helio cirkuliacijos grandinės ore. Preliminarūs ir tarpiniai WPT aušintuvai yra aplink TC. Rekuperatorius yra viršutinėje korpuso dalyje virš karšto dūmtakio ašies. Atliekinė šiluma iš pirminio kontūro pirminiuose ir tarpiniuose aušintuvuose pašalinama WPT aušinimo vandens sistema ir toliau į atmosferinį orą sausuose ventiliatoriuose. Galima apsvarstyti galimybę panaudoti atliekinę šilumą šildymo poreikiams ir karšto vandens tiekimui.

Šilumokaičių blokai skirti perduoti šiluminę energiją iš reaktoriaus vartotojui energetikos technologijų gamyboje. Atsižvelgiant į darbo aplinką, proceso tipą ir radioaktyvumo patekimo į technologinį gamybos produktą ir įrangos užteršimo radioaktyviais produktais tikimybę, gali būti naudojama dviejų arba trijų grandinių reaktoriaus gamyklos konstrukcija.

Taigi, vandenilio gamybos įmonėje, naudojant aukštos temperatūros garų elektrolizės metodą (MGR-100 VEP) ir metano garų riformingo metodą (MGR-100 PKM), naudojama dvigubos grandinės schema. Šiuose procesuose pagrindinis proceso terpės komponentas yra vandens garai. Analizė rodo, kad su galima avarinės situacijos sumažinus slėgį garo generatoriui arba aukštos temperatūros šilumokaičiui, vandenilio turinčių produktų patekimo į reaktorių poveikį patikimai reguliuoja reaktoriaus valdymo ir apsaugos sistemos.

Energijos šaltinio galimybė tiekti šilumą naftos chemijos gamybai (MGR-100 NP) numato trijų grandinių šiluminę grandinę. Šiluma iš skirstomojo įrenginio perduodama vartotojui per aukštos temperatūros tarpinį helio-helio šilumokaitį ir tarpinę helio grandinę, o po to į maitinimo grandinę. Šis sprendimas riboja radioaktyvumo patekimą į tinklo grandinę, užtikrindamas proceso produkto radiacinį grynumą, taip pat minimalų pirminės grandinės užteršimą proceso priemaišomis.

Pagrindinės techninės priemonės, kuriomis siekiama pašalinti galimą radioaktyvumo patekimo į technologinį gamybos produktą pavojų, yra garantuoto slėgio kritimo (~0,5 MPa), nukreipto į pirminę grandinę, sukūrimas ir palaikymas, o MGR-100 NP variantui taip pat įvedimas. tarpinės grandinės. Eksploataciniai helio nutekėjimai iš tarpinės grandinės į pirminę grandinę neturi neigiamo poveikio reaktoriaus jėgainei.

2.1 Energijos šaltinis MGR-100 GT elektros gamybai ir komunaliniam šilumos tiekimui

MGR-100 GT energijos šaltinis yra skirtas gaminti elektros energiją tiesioginiame dujų turbinos cikle. Šiluma dujų turbinos ciklo atliekinė šiluma (daugiau nei 100 °C) leidžia ją panaudoti karšto vandens tiekimui ir šilumos tiekimui. Rusijos klimato sąlygomis toks funkcionalumas yra labai svarbus. Tai liudija duomenys apie metinį gamtinių dujų suvartojimą elektros ir šilumos gamybai, kurie atitinkamai siekia ~ 135 ir 200 mlrd. m 3 .

MGR-100 GT gali būti eksploatuojamas dviem režimais: tik elektros energijos gamybos režimu ir kombinuotu elektros energijos gamybos bei komunalinės šilumos tiekimo būdu panaudojant atliekinę šilumą. Taigi, be didesnio elektros gamybos efektyvumo, MGR-100 GT suteikia potencialią galimybę gauti apie 99% šilumos panaudojimo koeficientą.

Kai įrenginys veikia kombinuotu režimu, atliekinė šiluma šalinama į tinklo kontūro aušinimo skystį tinklo šilumokaičiuose. Veikiant tik maitinimo režimui, tinklo kilpa išjungiama, o atliekinė šiluma pašalinama į lauko orą ventiliatoriumi maitinamuose sausuose aušintuvuose.

Schema MGR-100 GT parodytas pav. 2. Reikiama vartotojui tiekiamo tinklo vandens temperatūra (150 ºС) užtikrinama sumažinus debitą ir padidinus slėgį WPT aušinimo vandens kontūre. Kad helio temperatūra rekuperatoriaus įėjime nepakiltų virš leistinų ribų (600 °C) kombinuotu režimu, prie rekuperatoriaus ant rekuperatoriaus įrengiama ir pirminės grandinės aplinkkelio atšaka su reguliuojamu helio apvedimu. HP pusėje (nuo HPC išvesties iki rekuperatoriaus išėjimo HP pusėje).

2 pav. MGR-100 GT schema

Pagrindiniai MGR-100 GT parametrai elektros tiekimo ir komunalinio šilumos tiekimo režime pateikti 2 lentelėje. Kombinuotu režimu įrenginio elektros galia bus 57 MW, tinklo vandens pašalinama šiluminė galia. būti 154 MW.

Pagamintos elektros energijos kaina, atsižvelgiant į naudingas naudojimasšilumos atliekos namų šildymui praktiškai perpus mažesnės, lyginant su galimybe dirbti tik elektros gamybos režimu. Reikėtų į tai atsižvelgti ekonominį efektą pašalinti šiluminę emisiją į aplinką.

2.2 Energijos šaltiniai MGR-100 VEP ir MGR-100 PKM vandenilio gamybai

Perėjimas prie vandenilio ekonomikos, be kita ko, grindžiamas HTGR energijos panaudojimo vandenilio gamybos procesuose technologijos, pasižyminčios dideliu termodinaminiu ir techniniu bei ekonominiu efektyvumu, sukūrimu. Šiuose procesuose, jei įmanoma, neturėtų būti naudojamas iškastinis kuras, visų pirma nafta ir dujos, kurių atsargos yra ribotos ir yra vertingos pramonės žaliavos. Tokie procesai apima vandenilio gamybą iš vandens, naudojant šiuos pagrindinius metodus: elektrolizę, termocheminį skaidymą ir aukštos temperatūros garo elektrolizę. Jų kaina nepriklauso nuo nuolat kylančių naftos ir dujų kainų, kitaip nei, pavyzdžiui, vandenilio gamybos iš metano. Tuo pačiu metu pirmajam vandenilio energetikos plėtros etapui su dar santykinai žemos kainos kalbant apie dujas, nagrinėjami vandenilio gamybos iš metano procesai. Sunaudotos energijos gamybos efektyvumo ir šilumos temperatūros lygio reikalavimų analizė leidžia suformuluoti HTGR, kaip energijos šaltinio, reikalavimus, iš kurių pagrindiniai yra:

Aukštos kokybės šilumos gamyba iki 950 °C;

Nėra vandenilio užteršimo radioaktyviosiomis medžiagomis arba jų priimtinas lygis;

Mažos vandenilio gamybos sąnaudos, palyginti su tradiciniais metodais;

Aukštas energetikos technologijų komplekso saugumo lygis.

MGR-100 koncepcijos kūrimo etape pagrindiniais vandenilio gamybos procesais laikomi šie:

Aukštos temperatūros vandens elektrolizė;

Gamtinių dujų (metano) reformavimas garais.

Schema MGR-100 VEP elektros ir perkaitinto garo gamybai reikalingi parametrai vandenilio gamybai aukštos temperatūros elektrolizės būdu pateikti pav. 3.

MGR-100 VEP varianto pagrindas yra reaktoriaus įrenginio konfigūracija su lygiagrečiu šilumos mainų kilpų išdėstymu pirminėje grandinėje. Vieną kilpą sudaro reaktorius, garo generatorius ir pagrindinis dujų generatorius. Kitas yra reaktorius ir WPT. Taigi dalis reaktoriaus aktyvioje erdvėje susidarančios šiluminės energijos (~10%) perduodama į PHB vandenilio gamybos reikmėms, likusi dalis paverčiama WPT elektros energija tiesioginiame dujų turbinos cikle.

Ryžiai. 3. MGR-100 VEP schema

Pagrindiniai įrenginio parametrai pateikti 3 lentelėje. Helio temperatūra reaktoriaus išėjimo angoje yra 850 °C, o tai neviršija atitinkamos temperatūros prototipo GT-MGR reaktoriaus gamykloje. Antroji grandinė skirta perkaitintam garui gaminti garo generatoriuje (4 pav.). Helio cirkuliaciją PHB vykdo pagrindinė cirkuliacinė dujų pūslė. Vandens tiekimas ir garų pašalinimas atliekamas per SG dangtį. Iki reikiamų parametrų perkaitinti garai vamzdynais išleidžiami į aukštos temperatūros elektrolizės įrenginį naudojant kieto oksido elektrocheminius elementus, kuriuose vandens garai skaidomi į vandenilį ir deguonį, atskiriant šiuos reagentus. WPP įrenginys tiekiamas elektra, pagaminta WPT generatoriaus.

Schema MGR-100 PKM didelio potencialo šilumai generuoti vandeniliui gaminti metano garų riformingo metodu pateikta 5 pav.

Metano riformavimas garais šiandien yra pagrindinis pramoniniu būdu išplėtotas procesas ir pritaikytas pirmajam vandenilio gamybos technologijų (kartu su HTGR) diegimo etapu. Juo paremta dabartinė pasaulinė vandenilio gamyba. HTGR ir PCM derinys leidžia sumažinti gamtinių dujų suvartojimą maždaug 40%, taigi ir vandenilio gamybai reikalingas sąnaudas. Ekonominis efektyvumas PCM įgyvendinimą lemia dujų kaina ir suvartotos šilumos temperatūra. Reikalinga garų-dujų mišinio kaitinimo temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 800 C, o tolesnis temperatūros kilimas praktiškai neturi įtakos proceso efektyvumui.

5 pav. MGR-100 PKM schema

Šiluminė energija iš reaktoriaus pašalinama į antrinės grandinės darbinę terpę (garų ir dujų mišinį) aukštos temperatūros šilumokaičiuose (HHE), kurie yra neatskiriama šiluminės konversijos aparato (TCA) dalis. Metano konversijos (CH 4 +H 2 0 (garai) + šiluma → CO 2 +4H 2) įgyvendinimas TKA vyksta pagal trijų etapų schemą. Garo-dujų mišinys (garai - 83,5%, CH 4 - 16,5%) tiekiamas nuosekliai trimis etapais - TKA1, TKA2 ir TKA3. Tai lemia reaktoriaus įrenginio šilumos perdavimo įrenginio konfigūraciją. Jį sudaro trys atskiri aukštos temperatūros šilumokaičiai VTO 1, VTO 2, VTO 3 (6 pav.), atstovaujantys atskirus bloko etapus (sekcijas). PPO sekcijų išdėstymas išilgai pirminio kontūro aušinimo skysčio srauto yra lygiagretus, o garų ir dujų mišinio srautas yra nuoseklus.

Po TKA-3 garų-dujų mišinys (garai-55%, CH 4, H 2, CO, CO 2 - 45%) su didele vandenilio koncentracija nuosekliai pereina per CO 2 ir H 2 O valymo įrenginį ir yra siunčiami į vandenilio atskyrimo įrenginį. Grąžinamoji trupmena ir gamtinių dujų sumaišoma su perkaitintais garais ir siunčiama į TKA. Helio cirkuliaciją pirminėje grandinėje vykdo dujų cirkuliacijos sistema, o garų-dujų mišinį – kompresoriais.

Pagrindiniai įrenginio parametrai pateikti 4 lentelėje. Helio temperatūra reaktoriaus išėjimo angoje yra 950 ºС.

Priklausomai nuo reaktoriaus elektrinės pagrindinės įrangos išdėstymo tipo (kilpa ar blokas), šilumos perdavimo bloko konfigūracija gali skirtis. Pagal blokų išdėstymą pagrindinė reaktoriaus jėgainės įranga jungiama trumpais „vamzdis vamzdyje“ tipo vamzdžiais, į šilumos perdavimo bloką patartina įtraukti ir HCG.

2.3 MGR-100 naftos perdirbimo gamyklos energijos šaltinis naftos chemijos gamybai

Naftos perdirbimo gamykla MGR-100 skirta gaminti aukštos ar vidutinės kokybės šilumą, atitinkančią naftos chemijos gamybos technologinius poreikius (šilumos tinklų aušinimo skysčius), todėl bus sutaupyta apie 14% perdirbtos naftos. Jo projektavimo pagrindas buvo sukurtas Rusijoje devintajame dešimtmetyje preliminarus projektas modulinis reaktorius, kurio aktyvioji zona pagaminta iš sferinių kuro elementų ir 750 °C helio išleidimo temperatūra. Projekte pagrindinis dėmesys buvo skiriamas proceso šilumos generavimui pagal tipinės naftos perdirbimo gamyklos reikalavimus.

7 pav. MGR-100 naftos perdirbimo gamyklos schema

MGR-100 naftos perdirbimo gamyklos schema parodyta 7 pav. Helio cirkuliacija pirmoje ir antroje grandinėse yra priverstinė ir atliekama cirkuliaciniais dujų pūstuvais. Tinklo grandinės darbo terpė yra nitrito-nitrato druska. Pagrindiniai įrengimo parametrai pateikti 5 lentelėje.

Pagrindiniai naftos perdirbimo gamyklos šilumos vartotojai (~50% reaktoriaus šiluminės galios) yra vamzdinės krosnys, skirtos termokataliziniam naftos perdirbimui. Pagal naftos produktų įkaitinimo krosnyse lygį, naftos perdirbimo procesai skirstomi į tris tipus: žemos temperatūros (iki 400 °C), vidutinės temperatūros (iki 550 °C) ir aukštos temperatūros (iki 900 °C). °C). Naftos perdirbimo gamyklos reaktoriaus MGR-100 šiluma taip pat naudojama perdirbimo gamyklos poreikiams procesiniam garui (~35% reaktoriaus šiluminės galios) ir elektros (~15% reaktoriaus šiluminės galios) padengti.

Šilumos perdavimo mazgas susideda iš tarpinio šilumokaičio (IHE), HCH ir vidinių metalinių konstrukcijų (ICH).

PHE (8 pav.) susideda iš vamzdžių sistemos, kanalų komplekto (37 vnt.), „karšto“ helio surinkimo kameros tarpinėje grandinėje, elementų jų tvirtinimui ir sandarinimui. Pagrindinis cirkuliacinis dujų pūstuvas sumontuotas apatinėje PHE korpuso dalyje.

3 Probleminiai klausimai

Įgyvendinant projektus buvo sukurta instaliacijų grandinės konfigūracija ir 3-D išdėstymas, nustatyti pagrindinės įrangos grandinės parametrai ir charakteristikos, atliktas pagrindinių projektinių komponentų skaičiavimo pagrindimas, atlikta eksploatacinių ir buvo vykdomi avariniai režimai, preliminarią analizę nustatyti reaktoriaus elektrinės sukūrimo ir statybos kaštai, MTEP etapai ir planai. Didžioji dalis reikalingų tyrimų ir plėtros, įskaitant reaktorių, turbomašiną ir jos komponentus, rekuperatorių, pirminius ir tarpinius aušintuvus, VKM, šiuo metu atliekami technologinių GT-MGR ir MGR-T reaktorių tobulinimo srityje.

Pagrindiniai klausimai, kuriems reikia papildomų tyrimų ir plėtros, yra šie:

Aukštatemperatūrinių šilumokaičių gamybos galimybių plėtra;

Reaktoriaus gamyklos saugos vandenilio gamybai pagrindimas;

Reaktorių elektrinių galios valdymo algoritmų kūrimas kartu su proceso valdymo sistemomis;

Karščiui atsparių metalinių medžiagų sertifikavimo bandymų atlikimas.

Vienas iš pagrindinių apribojimų didinant helio temperatūrą reaktoriaus išėjimo angoje yra maksimali leistina temperatūra ilgalaikiam VCM reaktoriaus darbui. Helio temperatūrai prie įėjimo į aktyvią zoną pakilus iki 600 °C, norint pasiekti priimtiną reaktoriaus indo medžiagos temperatūrą (~350 °C), planuojama keisti aktyviosios zonos konstrukciją šilumos atžvilgiu. pašalinimas į reaktoriaus indo aušinimo sistemą.

Griežti reikalavimai keliami dujotiekiams, transportuojantiems įkaitintą iki 900 °C temperatūros technologinę terpę, kuri neturėtų mažėti dėl šilumos nuostolių, nes nuo temperatūros lygio priklauso technologinio proceso efektyvumas.

Vandenilio gamyba yra potencialus sprogimo pavojaus šaltinis. Analizuojant MGR-100 saugą, avarijos stoties technologinėje dalyje arba pramoninėse aikštelėse turėtų būti laikomos pradiniais įvykiais. Šių avarijų metu galimas technologinių žaliavų ar perdirbtų produktų išleidimas. Apsauginių veiksmų požiūriu blogiausios pasekmės saugai būtų dėl smūgio bangos, kilusios po šių gaminių sprogimo.

Vienas iš saugos kriterijų turėtų būti maksimalaus sprogių mišinių išmetimo į vidų neviršijimas technologinė gamyba. Emisijos kiekis nustatomas pagal leistiną perteklinio slėgio vertę smūginės bangos fronte, pritaikytą atominės elektrinės izoliaciniam apvalkalui, sistemoms ir elementams.

Analizuojant tokias avarijas, reikėtų atsižvelgti tiek į scenarijus su sprogimo galimybe greta reaktoriaus, tiek į saugumo užtikrinimą erdviniu branduolinės ir technologinės dalių atskyrimu.

4. Išvada

Kuriant MGR technologiją Rusijoje nuo pat pradžių buvo siekiama branduolinę energiją naudoti ne tik elektros gamybai, bet ir pramoniniam šilumos tiekimui kaip alternatyva iškastinio kuro naudojimui.

Modulinė HTGR technologija dėl savo unikalių savybių, susijusių su efektyvumu, saugumu ir ekologiškumu, gali užtikrinti visapusišką energijos tiekimą elektra, šiluma ir kuru, įskaitant dabartinė problema ekonomiška vandenilio gamyba.

Nekenksmingos aplinkai ir reikalaujančios mažų sąnaudų kūrimui ir priežiūrai, mažos galios atominės elektrinės, pagrįstos HTGR, gali tapti svarbiais infrastruktūros elementais. atominė energija dabartinio šimtmečio.

Iki šiol atliktas projektavimas ir eksperimentiniai darbai, susiję su moduliniais MGR-100 variantais įvairioms energetikos technologijoms, patvirtina galimybę atitikti naujos kartos reaktorių elektrinėms keliamus reikalavimus.

MGR-100 pagrindu sukurtos HTGR energijos technologijos plėtra žymiai sumažės visų išlaidų pagal HTGR programą ir parodyti galimybes bei privalumus, siekiant toliau komercializuoti šią technologiją.

Bibliografija

1. „Branduolinis šildymas Rusijoje – esama patirtis, pramonės potencialas, plėtros problemos“ Boldyrevas V.M., Tarpsektorinės mokslinės ir techninės konferencijos „Regioninė atominė energija“ tezių rinkinys (Atom Region-2009), 2009 m. lapkričio 17–18 d., Nižnis Novgorodas.

2. Rusijos energetikos strategija laikotarpiui iki 2030 m. Patvirtinta Rusijos Vyriausybės 2009 m. lapkričio 13 d. įsakymu Nr. 1715

3. „Branduolinių aukštos temperatūros reaktorių panaudojimo galimybės ir perspektyvos tiekti energijos imlias pramonės šakas energijos nešikliais“ Ponomarev-Stepnoy N.N., Stolyarevsky A.Ya., Kodochigov N.G. Tarpindustrinės mokslinės ir techninės konferencijos „Regioninė atominė energija“ (Atom Region-2009), 2009 m. lapkričio 17–18 d., Nižnij Novgorod, santraukų rinkinys.

4. Straipsnis „Centralizuoto šilumos tiekimo plėtra Rusijoje“, 2-15 p. Žurnalas „Šilumos energetika Nr. 12“; 2009" S.P. Filippov, Energetikos tyrimų institutas RAS.

5. Vasjajevas A.V., Vladimirskis M.K. Energijos šaltinis, pagrįstas HTGR, skirtas energetikos technologijoms. Grandinių projektavimo sprendimai. - Tarptautinio forumo mokslo, technologijų ir švietimo problemoms medžiaga (2 tomas)/Redagavo V.V. Višnevskis. - M.: Žemės mokslų akademija, 2008., p. 108-112, ISBN 978-5-93411-050-6.

6. Kiriušinas A.I., Kodočigovas N.G., Kuzavkovas N.G. e.a. Aukštos temperatūros helio reaktoriaus GT-MHR su dujų turbina projektas. – Nucl. Engng Design, 1997, v. 173, p. 119–129.

7. Aukštos temperatūros dujomis aušinamas reaktorius – energijos šaltinis komercinei vandenilio gamybai. Mitenkovas F.M., Kodočigovas N.G., Vasjajevas A.V., Golovko V.F., Ponomarev-Stepnoy N.N., Kukharkin N.Ye., Stolyarevsky A.Ya. - Branduolinė energija, t. 97, 6 numeris, 2004 m. gruodžio mėn., p. 432-446.

Rusija ir JAV kartu kuria ateities atominės elektrinės projektą. Saugumu, efektyvumu ir daugeliu kitų parametrų jis gerokai pranoks visas ankstesnes sistemas. Branduolinė energetika dar nepatarė paskutinio žodžio.

Nepaisant saulės kolektorių, vėjo ir bangų energijos bei kitų alternatyvų naudojimo augimo, artimiausiais dešimtmečiais neišvengsime „klasikinės“ energetikos. O čia, ko gero, ekologiškiausia, kaip bebūtų keista, atominė energija.

Taip, atliekų išvežimas branduolinis kuras- sudėtinga problema, bet visai ne beviltiška. Skaitykite apie kai kuriuos projektus: realius ir jau vykdomus, ir dar fantastiškesnius.

Apie avarijų pavojų atominėse elektrinėse kalbėsime žemiau. Bet jei jų nėra, atominės elektrinės lyg ir nėra – jos emisija lygi nuliui.

Tačiau šiluminės elektrinės atmosferą nuodija milijonais tonų nuodų ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Ir radioaktyviosios medžiagos, beje, taip pat, kurios yra, tarkime, anglys ir patenka į kaminą su stoties išmetamosiomis dujomis.

Hidroelektrinės atrodo švarios. Bet ne visur jų įrengti, o rezervuarai, beje, negrįžtamai pakeičia gamtą daugybei dešimčių kilometrų aplinkui, paveikia tūkstančių rūšių buveines ir daro didžiulį spaudimą žemės plutai (o tai nėra labai sveika. seisminės zonos).

Branduolinė sintezė? Taip, yra įdomių variantų (ne ITER), bet tai ateičiai. O ateinančiais metais ratas, regis, užsidarys – „deginsime“ uraną. Pavyzdžiui, superatominėje elektrinėje, kurią kartu sukūrė Rusija ir JAV.

Nauja atominės elektrinės konstrukcija pašalina daugelį ankstesnių sistemų. O kadangi mazgų yra mažiau, patikimumas didesnis (iliustracija iš svetainės gt-mhr.ga.com).

Iš Amerikos pusės pagrindinis projekto dalyvis yra „General Atomics“, o iš Rusijos – I. I. Afrikantovo vardo mechanikos inžinerijos eksperimentinis projektavimo biuras (OKBM) Nižnij Novgorode, pavaldus Rusijos Federacijos Federalinei atominės energijos agentūrai. .

Minatomas pradėjo bendradarbiauti su amerikiečiais Šis projektas dar 1993 metais. Ir iki šiol buvo sukurtas preliminarus reaktoriaus (ir stoties) projektas, o daug išsamesni kūrimai jau seniai įsibėgėjo.

O kadangi ekspertai branduolinės energijos ateitį mato naujo tipo atominėje elektrinėje, pažiūrėkime atidžiau, kaip ji veiks.

Ši sistema vadinama dujų turbina - modulinis helio reaktorius (GT-MHR), o rusiškai - „dujų turbina - modulinis helio reaktorius“ - GT-MHR.

Čia yra dvi pagrindinės idėjos. Branduolinis reaktorius, aušinamas helio dujomis ir turintis būdingą saugumą (ty kuo didesnis kaitinimas, tuo silpnesnė reakcija, tiesiog remiantis reaktoriaus „fizika“, iki natūralaus išjungimo, nedalyvaujant valdymo sistemai) ir – trumpiausias karšto helio energijos pavertimas elektra – naudojant vadinamojo uždarojo Braitono ciklo dujų turbiną su turbogeneratoriumi ir reaktoriumi, esančiu uždarose kapsulėse po žeme.

Virš paviršiaus nėra didelių vamzdžių, siurblių, turbinų ar kitų techninės įrangos dalių. Atominių elektrinių projektavimas labai supaprastintas.

Dešimtys sistemų išnyksta su burtų lazdelės banga. Jokių tarpinių aušinimo skysčių, kurie keičia fazę (skystis-garai), nėra didelių gabaritų šilumokaičių, beveik nėra kelių galimam ko nors radioaktyvaus nutekėjimui.

Viskas įkapsuliuota. Be to, net sugedus valdymo sistemai kuras neištirpsta. Viskas automatiškai užgęsta ir lėtai atšąla dėl šilumos išsklaidymo į stotį supančią žemę.

Degalai stočiai yra urano oksidas ir karbidas arba plutonio oksidas, gaminamas tik 0,2 milimetro skersmens rutuliukų pavidalu ir padengtas keliais sluoksniais įvairios karščiui atsparios keramikos. Rutuliukai „supilami“ į strypus, kurie suformuoja mazgą ir pan.

Fiziniai (struktūros svoris, reakcijos sąlygos) ir geometriniai reaktoriaus parametrai yra tokie (pavyzdžiui, santykinai mažas energijos tankis), kad bet kokiu atveju, net visiškai praradus aušinimo skystį, šie rutuliukai neištirps.

O visa šerdis yra iš grafito – metalinių konstrukcijų čia visai nėra, o karščiui atsparus lydinys naudojamas tik atokiausiame korpuse – kapsulėje.

Taigi, net jei visas elektrinės personalas vienbalsiai „išgers alaus“, supančiai gamtai nieko baisaus nenutiks – atominės elektrinės širdyje temperatūra šoktels iki daugiausiai 1600 laipsnių Celsijaus, tačiau šerdyje bus. neištirpti. Pats reaktorius pradės vėsti, išleisdamas šilumą į aplinkinį gruntą.

Stoties „širdies“ schema. Kairėje – turbina su elektros generatoriumi ir šilumokaičiais, dešinėje – reaktorius (iliustracija iš gt-mhr.ga.com).

Helio, kaip aušinimo skysčio, naudojimas žada nemažai privalumų. Jis yra chemiškai inertiškas ir nesukelia komponentų korozijos. Tai nekeičia jo agregacijos būsenos. Tai neturi įtakos neutronų dauginimosi koeficientui. Galiausiai jį patogu nukreipti į dujų turbiną.

Jis yra įkapsuliuotas kartu su siurbliais ir šilumokaičiais ir sukasi tik ant ašinių ir radialinių elektromagnetinių guolių – riedėjimo guoliai pateikiami kaip avariniai guoliai.

Atskirai reikia paminėti šilumokaičius. Reaktorių aušinantis helis daro keletą „kilpų“ turbinos bloke, maksimalią energiją atiduodamas turbogeneratoriui. Be to, yra papildomas helio aušinimas vandeniu, bet įvykus kokiai nors nelaimei sistema apsieis visai be jo, reaktorius neištirps.

Visų šių naujovių rezultatas yra Stoties efektyvumas- iki 50%, palyginti su 32% esamose atominėse elektrinėse, plius - daug pilnesnė branduolinio kuro gamyba (tai reiškia mažiau apšvitinto urano ir mažiau didelio aktyvumo atliekų vienai gautai megavatvalandei), dizaino paprastumas, reiškia mažesnes statybos sąnaudas ir lengvesnę darbų kontrolę.

Ir, žinoma, saugumas. Amerikiečiai rašo, kad GT-MGR yra pirmoji atominė elektrinė pasaulyje, kuri atitiks pirmąjį saugos lygį.

Iš viso jų yra 4, iš kurių nulis yra didžiausias. 0 yra fantastiška. Niekada čia nieko negali nutikti ir apskritai – ne kenksmingos medžiagos. Pirmasis lygis yra aukščiausias iš tikrųjų įmanomas. Su juo atominėms elektrinėms teoriškai nereikia specialių saugos sistemų, nes pats reaktorius turi vidinį, struktūriškai iš anksto nustatytą „atsparumą“ nuo bet kokių operatoriaus klaidų ir techninių pažeidimų.

Amerikiečių teigimu, Černobylio elektrinė turėjo trečią (blogiausią) saugos lygį, o tai reiškia, kad sistema yra labai svarbi žmogaus klaidoms ar įrangos gedimams. Dabar daugelis eksploatacinių stočių pasiekė „2“ saugos lygį.

OKBM rašo, kad „Rusijos branduolinės energetikos plėtros strategijoje numatyta iki 2010 metų Sibiro chemijos gamykloje (Seversko, Tomsko sritis) pastatyti pagrindinę atominę elektrinę GT-MGR ir jai kuro gamybos įrenginį, o iki 2012-2015 m. pirmosios keturių modulių atominės elektrinės GT-MGR sukūrimas ir paleidimas.

Helio cirkuliacijos diagrama (iliustracija iš gt-mhr.ga.com).

Amerikiečiai savo ruožtu pateikia įdomių detalių: kadangi GT-MGR gali sunaudoti ne tik uraną, bet ir ginklams skirtą plutonį, tokios atominės elektrinės tampa idealiu jo šalinimo įrenginiu, kuris yra ne tik saugus, bet ir tam tikra prasme, pelninga. Pavyzdžiui, Severskas (žinoma, iš dalies) aprūpins save elektra iš „sumažintų“ Rusijos kovinių galvučių.

O plutonis, kuris po „eksploatacijos“ bus iškraunamas iš reaktoriaus, pagal savo parametrus yra visiškai neperspektyvus hipotetiniam naudojimui atominiai ginklai o tai taip pat naudinga pasaulio saugumui.

Tačiau šiuo projektu domisi ir JAV – didelis helio reaktoriaus ir uždaros dujų turbinos derinio šiluminis efektyvumas yra milžiniška nauda tiek ekonominiu, tiek aplinkos apsaugos požiūriu.

Reikia pridurti, kad vieno tokio įrenginio šiluminė galia sieks 600 megavatų, o elektros – 285 megavatus.

Numatomas GT-MHR tarnavimo laikas yra 60 metų. Ar iki to laiko jie turės laiko sukurti pramoninius branduolių sintezės reaktorius, ar alternatyvi energija taps tikrai plačiai paplitusi?

GT-MGR projekto tikslai

• Sukurti objektą, atitinkantį XXI amžiaus technologijų reikalavimus saugos, konkurencingumo ir poveikio aplinkai mažinimo požiūriu.
• Pirmojo GT-MGR bloko paleidimas ne vėliau kaip 2023 m., sumažinant MTEP, naudojant sukauptą pasaulinę HTGR technologijos patirtį.
• Pirmojo ir kelių tolesnių blokų naudojimas ginklų klasės plutonio pertekliui sudeginti.
• Sukurti pagrindą vėlesniam komerciniam šios technologijos pritaikymui elektros ir šilumos gamybai buitinėms ir pramonės reikmėms, įskaitant vandenilio gamybą.

Dizaino elementai

Kuro strypai yra plutonio oksido, urano oksido arba nitrido mikrosferos, kurių skersmuo yra 0,2–0,5 mm, daugiasluoksniame pirolitinės anglies ir silicio karbido apvalkale. Remiantis projektiniais skaičiavimais, toks mikrokuro elementas gali efektyviai sulaikyti dalijimosi fragmentus tiek normaliomis darbo sąlygomis (1250 0 C), tiek avariniais režimais (1600 0 C).

Abu reaktoriaus elektrinės moduliai yra vertikaliose gelžbetoninėse šachtose, esančiose žemiau žemės lygio.

Pagrindinės techninės charakteristikos

Privalumai

• Didelis efektyvumas;
• Atominės elektrinės projektavimo supaprastinimas dėl modulinės reaktoriaus konstrukcijos;
• Kuro naudojimas mikrodalelių pavidalu su daugiasluoksne keramine danga leidžia efektyviai išlaikyti skilimo produktus esant dideliam išdegimo greičiui (iki 640 MW parai/kg) ir esant temperatūrai (iki 1600 °C);
• Mažo energijos intensyvumo žiedinės šerdies naudojimas leidžia natūralios oro cirkuliacijos būdu pašalinti iš reaktoriaus likutinę šilumą;
• Daugkartinis valdymo ir apsaugos sistemų perteklius;
• Helio naudojimas kaip aušinimo skystis, chemiškai inertiška ir neutronų pusiausvyros neveikianti medžiaga;
• Projekte taip pat numatyta galimybė perdirbti ginklams skirtą plutonį. Vienas GT-MGR įrenginys, susidedantis iš keturių reaktorių, savo veikimo metu gali apdoroti 34 tonas šios medžiagos. Pagal projektinę dokumentaciją toks apšvitintas kuras gali būti šalinamas be papildomo perdirbimo.

Trūkumai

• Mažai energijos. Norint pakeisti vieną VVER-1000 bloką, reikalingi keturi GT-MGR blokai. Šį trūkumą lemia, viena vertus, naudojant dujinį aušinimo skystį, kurio šiluminė talpa yra maža, palyginti su vandeniu ar natriu, ir, kita vertus, dėl mažo šerdies energijos intensyvumo dėl susitikimo. padidinti reaktoriaus saugos reikalavimai. Ši savybė verčia suabejoti argumentais dėl branduolinių elektrinių projektavimo supaprastinimo naudojant GT-MHR;
• Išsilavinimas didelis kiekisβ-aktyvioji anglis 14 C, kurios priimtinų šalinimo būdų nėra, o eksploatuojant RBMK reaktorius sukauptos atsargos jau yra gana didelės. Patekęs į aplinką 14 C linkęs kauptis gyvuose organizmuose;
• Trūksta priimtinos panaudoto kuro perdirbimo ir laidojimo schemos. Labai sunku apdoroti medžiagas, kuriose yra silicio cheminė technologija. Taigi kuras, patekęs į reaktorių, visam laikui bus pašalintas iš branduolinio kuro ciklo.
• Šiuo metu neišleista pramoninės technologijos kuro strypų gamyba iš plutonio – tai dėl itin sudėtingos jo chemijos. Norint sukurti tokią gamybą, reikalingos kapitalo investicijos, panašios arba net viršijančios investicijas į urano perdirbimą per visą istoriją branduolinė pramonė. Todėl teiginys apie GT-MGR naudojimą ginklų klasės plutonio utilizavimui atrodo gana abejotinas. Reikia atsižvelgti ir į tai, kad pasaulyje sukaupta tik apie 400 tonų plutonio, t.y., jo gali pakakti gyvenimo ciklas tik 10 jėgos agregatų (po 4 reaktorius).
• Helio kaip aušinimo skysčio naudojimas, nes įvykus avarijai, susijusiai su slėgio mažinimu reaktoriuje, visas aušinimo skystis neišvengiamai bus pakeistas sunkesniu oru.

Pagrindiniai etapai

• 1995–1997 m - konceptualus projektas.
• 2000-2002 m - preliminarus projektas.
• 2003-2005 m - techninis projektas.
• 2005–2008 m - paleidimas kuro gamyba prototipo moduliui.
• 2009–2010 m - GT-MGR prototipo modulio paleidimas.
• 2007–2011 m - 4 modulių jėgos bloko AS GT-MGR kuro gamybos paleidimas.
• 2012–2015 m - 4 modulių galios bloko AS GT-MG paleidimas

IN šiuo metu Vyksta išsamesnė projekto plėtra.