Ядерная энергетика будущего

[crazy_terraformer]

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?

АЭС маловато будет, маловато  . С помощью высокопотенциального тепла АЭС греется электролит, чтобы непотрескался, и какая-то часть водорода производится, чтобы окупить это безнадёжное дело, а Солнце и Ветер уже вырабатывают большую часть водорода.
Вот такие Нью-Васюки!

[MenFrame]

а Солнце и Ветер уже вырабатывают большую часть водорода.

Солнце и ветер это прерывистая генерация, АЭС в прерывстом режиме нельзя эксплуатировать. Никаких ВИЭ и АЭС! Эти способы генерации не совместимы с друг другом, с точки зрения безопаности и экономики.

[crazy_terraformer]

О прерывистой генерации АЭС и речи нет. АЭС в данном случае будет поддерживать сохранность электролита круглые сутки и производить часть водорода.

[MenFrame]

и производить часть водорода.

Если АЭС производит часть водорода, то это уже прерывистый режим. АЭС в норме поставляет и тепло и энергию для производства водорода. В этом плане она самодостаточна. Добавки из вне не как не влияют на экономику процесса. Тем более что, в данном случае дифицитным будет именно высокопотенциальное тепло.

[AlexAV]

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.

Вы снова сравниваете цифры которые сравнивать нельзя. Ещё раз - смотрите годовую генерацию, а не установленную мощность (в случае ГЭС и ПЭС - цифры мощности могут быть обманчивы и годовая генерация умножением мощности на количество часов в году не получается ). Годовая генерация этих 28 ГВт АЭС в 2016 году составила 196 145,5 тыс. кВтч (http://so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2017/ups_rep2016.pdf), а Северный створ с которым Вы сравниваете даёт только 50 млн. кВтч, т.е. в четыре раза меньше.  Ну и в чём смысл такого сравнения?

Если уж берётесь сравнивать все современные АЭС России с одной ПЭС - берите Южный створ, вот он как раз около 200 млн. кВтч годовой генерации и даёт. Т.е. 28 ГВт АЭС = 87 ГВт ПЭС. И стоимость ПЭС тогда уже не 60 млрд., а 200 млрд. И уже капитальные затраты на эквивалентные АЭС получаются в существенно ниже.

P.S. В принципе ПЭС - не самый плохой источник энергии, хотя суточные, и что хуже, между сизигийным и квадратурным приливами, колебания мощности являются для него серьёзной проблемой. Но эти колебания хотя бы точно прогнозируемые, что важно. Высокие капитальные затраты на ПЭС отчасти компенсируются тем, что значительная их часть - дамбы и прочие земляные работы продукт которых может жить чрезвычайно долго, буквально столетия. Но уж если берётесь сравнивать - сравнивайте правильно.

А это на 30% повысит себестоимость энергии.

Потери - лишь вершина айсберга. Куда существеннее затраты на обслуживание линии. Они будут повышать стоимость энергии куда более этих потерь.

И тут кстати достоинство сверхпроводящих линий совсем не очевидно. Вот как-то совсем не очевидно, что криогенный кабель со станциями производства жидкого азота через каждые несколько километров (а это сложная и дорогая механика, которая весьма склонна ломаться и требует регулярного ремонта) дешевле в обслуживание, чем алюминиевый провод без всякого охлаждения висящий на стальной опоре.

[MenFrame]

И тут кстати достоинство сверхпроводящих линий совсем не очевидно.

С повышением передоваемой мощности обчно падает цена передачи еденицы энергии. У линий постоянного тока есть предел после которого стоимость уже падать не будет. Вот тут ВСТП могут и помоч.

[AlexAV]

Теплофизические свойства неприемлемы совершенно?

Технически можно, но потребуется большая площадь для теплообмена и скорее всего меньшие плотности мощности АЗ. А это не очень хорошо. Собственно даже при охлаждение гелием у газоохлаждаемых реакторов плотность мощности АЗ сравнительно низкая из-за недостаточно эффективности теплоносителя, что неблагоприятно сказывается на экономике. А у аргона теплопроводность в 8 раз ниже, чем у гелия и это очень много, а резерва для особого уменьшения плотности мощности без сильного ухудшения экономики здесь особо и нет.

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.

Их не много, зато сечения захвата нейтронов весь заметные. Для тепловых нейтронов 5 барн для Ar-36 и 0,8 барн для Ar-38. У какого-нибудь дейтерия 0,0005 барн и то в тяжеловодниках наработка трития - серьёзная головная боль. В части дозовай нагрузки персонала и населения близлежащих населённых пунктов этот фактор будет весьма неприятной проблемой (активированный газ из газового контура будет неизбежно утекать, а вылавливать радиоаргон из воздуха практически невозможно, никакие фильтры не помогут, инертный газ всё же).

[sharp]

В части дозовай нагрузки персонала и населения близлежащих населённых пунктов этот фактор будет весьма неприятной проблемой

А что именно излучает Ar-37? Его распад - это присоединение электрона. Не удалось найти, к сожалению, сопровождается ли это каким-либо излучением.

[AlexAV]

А что именно излучает Ar-37?

Оже-электроны и характеристический рентген (ну ещё нейтрино, но его не считаем ). Здесь подробнее: http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/decaysearchdirect.jsp?nuc=37AR&unc=nds

[pkl]

Здесь вопрос насколько они проблему коррозии смогут решить. Собственно она  - одна из основных причин, почему данные реакторы существуют только на бумаге. И проблема тут в том, что этот фактор вообще никак не просчитывается. Понять как поведёт себя материал при контакте с расплавленной солью в которой плавает половина таблицы Менделеева в условиях нейтронного облучения - можно только опустив металл в расплав соли с ураном и осколками деления в условиях нейтронного облучения. И никак больше. А тут есть только опыт MSRE, причём опыт не очень удачный, реактор проработал недолго как раз из-за быстрой деградации его материалов.

А как такая идея: охлаждаем корпус реактора так, чтобы на его внутренней поверхности образовалась корка соли. Т.о. корпус не контактирует напрямую с соляным расплавом, а расплавленная соль - только с твёрдой солью. Такая идея обсуждалась ранее?

[AlexAV]

или тритий

Трития АЭС нарабатывает не очень много. Даже CANDU, который из-за использования тяжёлой воды в качестве замедлителя производит особо много трития, по факту даёт лишь порядка 0,1кг/год. Остальные типы реакторов существенно меньше.

Правда есть и кое что про что вы забыли, в отходах топлива есть например стронций,   его можно пустить на РИТЭГ

Использовали в СССР для питания автономных объектов на крайнем севере. Сейчас отказались. Основная проблема с ними кстати не техническая, а социальная.

Главная проблема для использования РИТЭГов на земле - дураки. Можно сделать надёжный РИТЭГ, можно сделать РИТЭГ защитная капсула которого гарантировала отсутствие выхода активности в течение срока достаточного для почти полного распада радиоизотопа в любых условиях, которые встречаются на планете Земля в естественных условиях, а вот защиту от дурака с ножовкой и автогеном сделать нельзя. Всё что человек может может создать человек же может и разрушить. Прецеденты когда альтернативно-одарённые товарищи сдавали РИТЭГи и их части в металлолом были. А если нужно приставлять к каждому РИТЭГу роту охраны - то его ценности как автономного источника питания сразу же резко снижается.

[pkl]

батя у меня  чернобылец - ликвидатор

Ах, вот оно что! Ну, теперь понятно, почему вы так носитесь с т.н. "зелёной" энергетикой и ненавидите атомную.

[mbrane]

А как такая идея: охлаждаем корпус реактора так, чтобы на его внутренней поверхности образовалась корка соли. Т.о. корпус не контактирует напрямую с соляным расплавом, а расплавленная соль - только с твёрдой солью. Такая идея обсуждалась ранее?

а вязкость то тогда какая будет? а управлять течением двуфазной системы как будешь?

[pkl]

проект Tres Amigas объединение энергосистем Канады, США и Мексики с помощью ВТСП-линий

Три Брата - это объединение энергосистем США. У них до недавнего времени было три изолированных энергосистемы: Запад, Восток и Техас. Есть одно место на границе Техаса, где эти энергосистемы подходят почти вплотную - там и построили подстанцию Канада и Мексика тут не при чём.

[pkl]

Ну, потенциал ГЭС не бесконечен даже в Восточной Сибири. И сами ГЭС там будут не бесплатны. Вот этот красивый кабель - тоже (а тянуть его придётся весьма далеко...).

Самый главный вопрос: где взять столько иттрия, бария и меди?

[pkl]

1) Если как источник базовой генерации АЭС себя неплохо показывают, то в плане маневровых мощностей они куда менее применимы. Т.е. варьировать в определённом диапазоне мощность она конечно может, но время необходимое для изменения мощности достаточно велико, работа в неоптимальных режимах связана с дополнительной потерей нейтронов в системе СУЗ и ухудшает топливную экономику, при частых маневрах мощности из-за термомеханических напряжений повышается вероятность разгерметизации ТВЭЛов и снижается безопасность работы станции. У реакторов на тепловых нейтронах это всё дополнительно осложняется проблемами связанными с эффектами отравления при снижение мощности, для реакторов на быстрых нейтронах эти эффекты куда менее значимы, но вот теплофизические проблемы связанные с огромной массой конструкции и теплоносителя никуда не деваются и у них. Т.е. для суточного регулирования нагрузки и работы в режиме слежения за нагрузкой АЭС малопригодна. Т.е. для того, чтобы электросети могли нормально  функционировать в сети помимо АЭС должны быть ГЭС или газовые маневровые ТЭС (при этом доля атома может быть не более 70%). Большую долю АЭС можно получить только если в системе будет достаточное количество аккумуляции, скажем ГАЭС. Конечно в этом случае объём аккумуляции должен несравнимо более умеренным, чем в случае нестабильных ВИЭ (несколько часов для АЭС против сотен часов для ВИЭ), но тем не менее. Ну или надо как-то решать проблему создания реакторов, способных работать в режиме слежения за нагрузкой (тут как раз различные гибридные и электроядерные схемы и могут быть наиболее интересны).

Избыточную мощность АЭС можно использовать для электролиза воды и получения водорода. Который потом сжигать в газовых турбинах. М?

А вот с промышленным теплом и шире, технологическими процессами сложнее, да. Пока с ходу не могу даже придумать ничего, кроме всё того же водорода. Хотя... стоп. Температура кипения свинца какая? 1749 гр. С! Может быть он носителем промышленного тепла?

Кстати, а как у ВТГР с топливной базой?

[pkl]

Его можно получать из воздуха, в системах криогенной аккумуляции.

Гелий из воздуха - очень дорого, по крайней мере если гелий основной целевой продукт. Если попутно при сжижение воздуха для иных целей - более осмысленно, но мало.

Азот для криогенных ЛЭП?

[pkl]

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.

Ну а для мирового масштаба ничего кроме АЭС и не просматривается, это очевидно.

От Пенжинской ПЭС надо не сверхпроводящую ЛЭП тянуть, а размещать непосредственно там энергоёмкие производства. Водородную металлургию ту же. Или химию.

[pkl]

АЭС маловато будет, маловато  . С помощью высокопотенциального тепла АЭС греется электролит, чтобы непотрескался, и какая-то часть водорода производится, чтобы окупить это безнадёжное дело, а Солнце и Ветер уже вырабатывают большую часть водорода.
Вот такие Нью-Васюки!

В смысле маловато? Их как раз хватает. Причём размещать можно почти где угодно, в отличие от СЭС и ВЭС. Ну и стабильность! Правильно говорят, ветряки и панели - пятое колесо в телеге.

[pkl]

А как такая идея: охлаждаем корпус реактора так, чтобы на его внутренней поверхности образовалась корка соли. Т.о. корпус не контактирует напрямую с соляным расплавом, а расплавленная соль - только с твёрдой солью. Такая идея обсуждалась ранее?

а вязкость то тогда какая будет? а управлять течением двуфазной системы как будешь?

Пока не знаю. Представляю это так: в центре реактора - нормальный расплав, там активная зона. На периферии - соляная корка. А как управлять течением... а зачем?