Ядерная энергетика будущего

[Кремальера]

Источник промышленного высокопотенциального тепла.

По ссылке которую я указывал выше(солевой реактор от Terrestrial Energy),на этом вопросе отдельно останавливаются.Высокотемпературный(до 600 гр.С)расплав соли сам по себе хороший носитель.Не надо городить лишние контуры и обвязку.Авторы там пишут что пром. объекты там возможны до 5 км от станции.

[AlexAV]

А что происходит с аргоном?

С аргоном две проблемы. Первая - плохие теплофизические свойства (из-за низкой теплопроводности прежде всего). Второе - не очень сильно, но всё же активируется из-за наличия двух редких изотопов.

Ar-36 + n = Ar-37 (период полураспада 35 суток)
Ar-38 + n = Ar-39 (период полураспада 269 лет)

[AlexAV]

Не надо городить лишние контуры и обвязку.

Контуры в любом случае потребуются. Минимум три контура и два промежуточных теплообменника. Ведь в первом контуре у жидкосолевика - кошмарно радиотоксичная дрянь, малейший выход которой будет катастрофой регионального масштаба. Т.е. первый (в котором собственно ядерное топливо и растворено), промежуточный для снижение последствий протечек и тот в котором будет циркулировать теплоноситель собственно отправляемый к потребителю. Меньше просто по части безопасности нельзя.

Высокотемпературный(до 600 гр.С)расплав соли

Тут главный вопрос - материалы, которые эта соль не сожрёт в кратчайшие сроки при этой температуре. На сколько я понимаю ничего кроме различных вариантов хастеллоя (сплава никеля и молибдена) там пока не придумали. Но он помимо того что дорогой ещё далеко не идеален в части к устойчивости к радиационным повреждениям, да и к коррозии в солевом расплаве они тоже устойчивы далеко не абсолютно.

[tof-tof]

что-то он реальным совсем не выглядит

У фирмы Nexans вроде бы целая линейка таких кабелей есть с фотографиями на сайте.
http://www.nexans.de/eservice/Germany-de_DE/navigatepub_0_-32479_-32066_2_12323/Supraleitende_Mittelspannungs_Wechselstromkabel_br.html
Есть брошюра
https://www.nexans.de/eservice/Germany-de_DE/fileLibrary/Download_540144810/Germany/files/Nexans_Superconducting_cable_systems.pdf
Наверно врут...

[crazy_terraformer]

А что происходит с аргоном?

С аргоном две проблемы. Первая - плохие теплофизические свойства (из-за низкой теплопроводности прежде всего). Второе - не очень сильно, но всё же активируется из-за наличия двух редких изотопов.

Ar-36 + n = Ar-37 (период полураспада 35 суток)
Ar-38 + n = Ar-39 (период полураспада 269 лет)

Теплофизические свойства неприемлемы совершенно?
Ar-36 -0,337% Ar-37  в результате захвата электрона с нижней оболочки ядром трансмутирует в стабильный изотоп Cl-37.
Ar-38- 0,063% Ar-39 испускает электрон и трансмутирует в стабильный K-39.
Поясните опасность этой активации?

[snickers]

И сами ГЭС там будут не бесплатны. Вот этот красивый кабель - тоже

Другие виды генерации тоже не бесплатны, и ГЭС тут не лидер по дороговизне.
 А насчет кабеля .. так "некрасивый" кабель тоже денег строит.. может и меньше но потери на нем достигают реально до 30%...

что-то он реальным совсем не выглядит

Сименс дураки?  Тогда - "Сименсы" по заказу китайского правительства сделали сверхпроводящие ЛЭП для 20ГВТ ГЭС "Три Реки -  из категории "вывсеврете"?

летит только прокачка не пойми во что...

Вот прокачку и надо посчитать .. и сравнить с потерями нынешних ЛЭП. А потом и вывод делать стоит. Причем смею заметить я не говорю что вопрос решен. Я утверждаю что ЕСЛИ, ВТСП -ЛЭП получиться удешевить то это изменит будущее атомной энергетики.

Ну, потенциал ГЭС не бесконечен даже в Восточной Сибири.

Потенциал весьма велик и кстати бесконечен, ну разве что реки пересохнут)), но в таком случае проблемы энергетики будут на ином плане стоять).
А еще со времен СССР планируемая ПЭС в Охотском море в Пенжинском  заливе, если проект реализовать +  ВТСП -ЛЭП, решит ВСЕ проблемы с энергоснабжением РФ на сотни лет. Правда если удастся решить проблему со сверхпроводящей ЛЭП. Обычную ЛЭП тащить далеко и будут большие потери.

[sharp]

Потенциал весьма велик

Предельная мощность конечна: не более 4-5 ТВт на весь мир.

[snickers]

Т.е. получается, что пока атомную энергию можно каким-то разумных способом использовать только для производства электроэнергии

Вот, а энергия ТЭС тепловая может использоваться более полноценно.
Правда есть и кое что про что вы забыли, в отходах топлива есть например стронций,   его можно пустить на РИТЭГ например..или тритий для освещения, его кстати и так используют в брелках - светлячках. Теореотически что мешает создать "акб" где вместо электролита гелиевый раствор люминесцентного вещества с растворенным в нем тритием а вместо свинцовых пластин солнечные панели с КПД в 40+%? Такой АКБ будет работать 10-ки лет. Отходы же пока просто выкидывают а вторичная "'экономика" для АЭС почему то не работает((. А ведь это статья доходов к работе АЭС и косвенное снижение себестоимости. В общем реактор это "не только ценный мех но и....))"

[snickers]

не более 4-5 ГВт на весь мир.

Читаем https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%BD%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%9F%D0%AD%D0%A1
Южный створ     -  Мощность, 87 ГВт
Северный створ - Мощность, 21 ГВт
Стоимость строительства Пенжинской ПЭС-1 (Северный створ) —  60 млр уе , ПЭС-2 (Южный створ) — в 200 млр уе. 260/ 10 лет реализации проекта = 26 лярдов в год. Дорого? Для обеспечения почти ВСЕЙ страны в практически бесконечной энергии это копейки.
PS Это только один проект и один залив.

[pkl]

Если бы удалось создать водородную энергетику, когда бы избыток энергии СЭС и ВГ разлагал бы воду на водород и кислород и этот водород бы потреблялся на газовых турбинах ---- ситуация была бы менее критическая....

Тут всё не так просто... Низкотемпературных электролиз (щелочной, с использованием твёрдополимерных мембран) требует платиноидов для изготовления электродов (у современных что-то около 0,3 мг/см2 на катоде и 1,5 мг/см2 на аноде при расчётной плотности тока 1 А/см2). Т.е. если половина мирового производства энергии будет идти на производство водорода (в качестве аккумуляции), т.е. в среднем 1,4 ТВт, то потребуется колличество электролизеров, содержащее почти 1500 тонн платиновых металлов (напряжение на электролизере 1,7 В). А для их поддержание ежегодно расходовать 1300 тонн. Т.е. цифра получается абсолютно нереальная, их даже сегодня столько не добывают, а по мере исчерпания месторождений станет вообще непонятно, где брать эту платину, палладий, рутений и иридий.

Альтернатива - высокотемпературный электролиз с твёрдым керамическим электролитом. Но там во первых сам электролит не очень простой (оксид циркония допированный иттрием, иттербием, селеном и ванадием), но гдавное он нормально может работать только в стационарном режиме, т.к. в циклах нагрева-охлаждения электролит быстро разрушается. Это типичное производство непрерывного цикла, т.е. такую установку скажем отключать на ночь нельзя, т.е. тот самый вид производственных процессов, который с ВИЭ совместим хуже всего.

Т.е. тут тоже всё упирается в проблему редких элементов.

Хм, а ведь такой способ генерации отлично вписывается в атомную энергетику - та как раз даёт стабильный ток. Ну и в гидроэнергетику тоже.

Ну когда его обсуждают, обычно атомная энергетика и упоминается. Особенно высокотемпературные реакторы.

При повышение температуры при таком электролизе затраты электроэнергии снижаются, а тепловой растут (при высокой температуре процесс электрохимического разложения воды сопровождается поглощением тепла), есть точка тепловой нейтральности, когда омический нагрев точно компенсируют потери тепла на теплопроводность и электрохимическое разложение воды. Обычно в этом режиме такой электролизер и работает. Однако если есть источник тепла, который может нагреть электролизер выше этой температуры, то можно снизить расход электрической энергии за счёт увеличения расхода тепловой. Для производства водорода с использованием энергии высокотемпературного ядерного реактора - это потенциально выгодно.

[sharp]

Читаем

Извиняюсь опечатался, 4-5 ТВт, конечно же.
А реально установленная на данный момент мощность ГЭС - уже более 1 ТВт.

[viesis]

Ну "Сименсы" по заказу китайского правительства сделали сверхпроводящие ЛЭП для 20ГВТ ГЭС "Три Реки"

Можно ссылочку, товарищ фантазер?

Да, кстати, не нашел нигде даже упоминаний. Выглядит абсолютно нереально.

[crazy_terraformer]

Если бы удалось создать водородную энергетику, когда бы избыток энергии СЭС и ВГ разлагал бы воду на водород и кислород и этот водород бы потреблялся на газовых турбинах ---- ситуация была бы менее критическая....

...
Альтернатива - высокотемпературный электролиз с твёрдым керамическим электролитом. Но там во первых сам электролит не очень простой (оксид циркония допированный иттрием, иттербием, селеном и ванадием), но гдавное он нормально может работать только в стационарном режиме, т.к. в циклах нагрева-охлаждения электролит быстро разрушается. Это типичное производство непрерывного цикла, т.е. такую установку скажем отключать на ночь нельзя, т.е. тот самый вид производственных процессов, который с ВИЭ совместим хуже всего...

А если совместить, греем днём и ночью электролит теплом или электричеством АЭС, стабильно получаем часть водорода на электричестве АЭС, а ВИЭ подают свою энергию на электролиз,когда есть солнце и ветер.

[viesis]

Если бы удалось создать водородную энергетику, когда бы избыток энергии СЭС и ВГ разлагал бы воду на водород и кислород и этот водород бы потреблялся на газовых турбинах ---- ситуация была бы менее критическая....

...
Альтернатива - высокотемпературный электролиз с твёрдым керамическим электролитом. Но там во первых сам электролит не очень простой (оксид циркония допированный иттрием, иттербием, селеном и ванадием), но гдавное он нормально может работать только в стационарном режиме, т.к. в циклах нагрева-охлаждения электролит быстро разрушается. Это типичное производство непрерывного цикла, т.е. такую установку скажем отключать на ночь нельзя, т.е. тот самый вид производственных процессов, который с ВИЭ совместим хуже всего...

А если совместить, греем днём и ночью электролит теплом или электричеством АЭС, стабильно получаем часть водорода на электричестве АЭС, а ВИЭ подают свою энергию на электролиз,когда есть солнце и ветер.

Напомню, что простой электролиз воды(раствора соды)- простейший демонстрационный опыт по электрохимии. С стальными, тем более нержавеющими электродами не наблюдается даже признаков коррозии. Возможно, AlexAV сгустил краски.

[crazy_terraformer]

Вполне вероятно, что в промышленных электролизерах токи больше.

[AlexAV]

Читаем https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%BD%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%9F%D0%AD%D0%A1
Южный створ     -  Мощность, 87 ГВт
Северный створ - Мощность, 21 ГВт

Когда смотрите ГЭС или ПЭС - смотрите не на максимальную мощность, а на годовую генерацию. Эти вещи для них часто не совпадают. Для Пенжинская ПЭС годовая генерация около 250 млрд кВт·ч, это всё же далеко не потребление России, хотя действительно и достаточно много.

[MenFrame]

А если совместить, греем днём и ночью электролит теплом или электричеством АЭС, стабильно получаем часть водорода на электричестве АЭС, а ВИЭ подают свою энергию на электролиз,когда есть солнце и ветер.

ВИЭ в данной связке избыточный элемент. Прерывистая генерация, наверное только с ГЭС осмыслена.

[DimVad]

Потенциал весьма велик и кстати бесконечен, ну разве что реки пересохнут))

Ну, если потенциал бесконечен то почему бы не согласиться на потери 30% в обычном кабеле ? Ведь дойдёт 70% от бесконечности - разве этого мало ? Для чего надо сидеть и ждать появления чудо-сверхпроводникового кабеля вместо того чтобы прямо сейчас удовлетвориться 70% от бесконечности ? 

[pkl]

А если совместить, греем днём и ночью электролит теплом или электричеством АЭС, стабильно получаем часть водорода на электричестве АЭС, а ВИЭ подают свою энергию на электролиз,когда есть солнце и ветер.

Тут весь вопрос в том, зачем нам ВООБЩЕ солнце и ветер, если у нас АЭС?

[snickers]

Для Пенжинская ПЭС годовая генерация около 250 млрд кВт·ч, это всё же далеко не потребление России

Ну это да, но фактически заменить генерацию АЭС может, вот так одна ПЭС = ВСЕМ АЭС. Но или почти все, до ватта ясно никто не считал).
К сравнению генерация АЭС в РФ 2017 год начало -  около 28ГВт.  Сравним с одним створом Пенжинской ПЭС-1 тот что поменьше - Северный створ - Мощность, 21 ГВт. Цифры одного порядка 28Гвт и 21Гвт. Это без учета Южного Створа - 87 ГВ.
Сравним же цены - блок типа ВВЭР-1000 стоит около 1,2-1,5 млрд долл. Смотря где и как строить. Если в "поле" с нуля и один то и 2 лярда вытянет.
В РФ 35 энергоблоков рабочих на начало 2017 года было. 35* 1,5 лярда = 52,5 млрд. уе. Стоимость Пенжинской ПЭС-1 (Северный створ) — оценивается в 60 млрд долларов США. Имеем АЭС -28ГВт за 52,5 млрд. и ПЭС - 21 ГВт за 60 млрд уе. Цены и мощности сопоставимы.
НО ПЭС не имеет отходов и ей не надо мокс-топлива + завода по его переработке. У нее вообще нет проблем с топливом)).

Тут весь вопрос в том, зачем нам ВООБЩЕ солнце и ветер, если у нас АЭС?

Именно для РФ не нужен. Если бы она существовала локально. Огромные территории с локальными поселениями людей и кучей ресурсов. Но мы говорим про мировой масштаб. И все ресурсы у нас довольно быстро поменяют на вечнозеленые. Нефть тому пример.  А ими печку зимой топить как то не очень...

Ну, если потенциал бесконечен то почему бы не согласиться на потери 30% в обычном кабеле ?

А это на 30% повысит себестоимость энергии. Учтите такие потери если посмотрите по карте будут при передаче энергии к системе на ДВ энергосистему, а если ее транспортировать например в Европейскую часть РФ? Я хз но дойдет ли хоть половина от всей тот еще вопрос.
Сверхпроводящая ЛЭП через всю страну типа трансиба нужна, а от нее уже как ветки от дерева и обычные ЛЭП можно строить. Но это если вообще вопрос с сверхпроводящей ЛЭП будет решен. А если нет то будем клепать локально АЭС . Или ТЭС. Смотря что где выгоднее.