CANDU Канада деутериев уран (тип реактор PHWR)
CANDU - ядрен реактор с водно охлаждане с тежка вода (произведен в Канада), двуконтурен, с пръстеновидна система, осигуряваща топлоизолация между нагрятата охлаждаща течност (H2O) и студения модератор (D2O).
По отношение на разпространението в света PHWR се нареждат на трето място след реактори с леко водно налягане като PWR и BWR. 44 реактора с тежка вода работят в 7 държави: Канада - 18, Аржентина - 2, Китай - 2, Република Корея - 4, Индия - 15, Румъния - 2, Пакистан - 1.
От всички термични реактори CANDU има най-добрия баланс на неутроните. Използването на тежка вода в първичния кръг на CANDU дава възможност да се използва като гориво естествен уран с естествено обогатяване от 0,7% в изотопа 235 U. D2O, за разлика от H2O, не е активен абсорбатор на неутрони.
В реакторите CANDU горивото се съхранява в множество тръби под налягане в реакторния съд, наречен Calandria (или „резервоар за каландър“). Къси снопове горивни пръти са разположени в хоризонтални канали. Тежката вода в запечатан кръг под налягане се изпомпва през напорни тръби и предава топлина към парогенератора. Реакторът CANDU съдържа около 450 тона D2O (цената на D2O е 10% от оперативните разходи).
Тежката вода с ниско налягане също така изпълва Calandria, заобикаляйки напорните тръби и действа като модератор на студа. Всички процеси се извършват в голяма бетонна или стоманена обвивка.
CANDU използва естествен уран (под формата на UO2), съдържащ 0,7% от 235 U изотопа и е характерно, че реакторът CANDU работи с най-високия коефициент на натоварване (84% - 87%) в света.
Хоризонталните технологични канали позволяват презареждане директно по време на работа на реактора. Претоварването на горивните възли се извършва чрез избутване на гредите в противоположни посоки в съседните канали. Претоварването позволява минимални загуби на неутрони и приемливо изгаряне на естествено гориво. Хоризонталното положение на каналите с гориво и резервоарът за каландър с модератор играе положителна роля за смекчаване на последиците от най-тежките аварии в случай на изтичане на D2O.
Сред трудностите, свързани с работата на CANDU, трябва да се отбележи малък положителен ефект на реактивност на парите, който е трудно да се елиминира в случай на изтичане на D2O. Този факт доведе до необходимостта от втора система за бързо аварийно гасене на реактора.
В допълнение, когато D2O се активира от неутрони, се образува тритий, който впоследствие образува DTO в деутетротриев оксид. Следователно е необходима система за контрол на емисиите на тритий. Тази система е скъпа и отнема много време за поддръжка, а разполагането й в централата допринася значително за експлоатационните разходи на реакторите CANDU.
В сърцевината на реактора CANDU има 1560 връзки към водната и газовата системи. Херметичността на всяка от тези връзки изисква специални грижи от диагностика, за да се избегнат загубите на D2O.
Въпреки най-добрите си усилия, CANDU редовно изпитва големи течове на вода. Повечето от D2O могат да бъдат събрани, възстановени и върнати в системата. Значителни количества D2O обаче напускат контейнера и навлизат в околната среда през вентилационната тръба.
Пръстенна газова уредба.
Пръстеновидната газова система е система, уникална за реакторите CANDU. Той осигурява топлоизолация между нагрятата охлаждаща течност и забавителя на студа. Първоначално азотът циркулира в пръстеновидната система, но присъствието на този газ води до образуването на значителни (от порядъка на няколко кюри) обеми от 14 С в газообразни и твърди форми. В началото на 90-те години всички канадски CANDU започват да използват CO2 вместо азот, но в резултат на това в газовата система започват да се образуват радиолитични полимери, запушващи линии и разходомери.
Горивни възли и TVEL за реактори PHWR
В реакторите за тежка вода CANDU и PHWR сърцевината се състои от хоризонтално разположени горивни канали, всеки от които е натоварен с 12 или повече горивни възли.