Výzkumná infrastruktura > Experimentální zařízení > HTHL

HTHL

Smyčka HTHL

Vysokoteplotní héliová smyčka (HTHL z anglického „High-Temperature Helium Loop“) je experimentální zařízení, postavené za účelem simulace chemických a fyzikálních podmínek chladiva budoucích typů plynem chlazených jaderných reaktorů (VHTR), spadajících do tzv. reaktorů 4. generace. Smyčka je určena hlavně pro dlouhodobé testy vzorků konstrukčních materiálů pro VHTR a také pro výzkum chemie a testování postupů čištění chladiva pro plynem chlazené jaderné reaktory budoucích typů

Hlavní parametry

Nejvyšší teplota 900 °C (aktivní kanál se vzorky)
Tlak plynu 7 MPa
Průtok plynu max. 38 kg/hod.
Tok tepelných neutronů 5 × 1018 n/m2s
Tok rychlých neutronů 2,5 × 1018 n/m2s

Popis

Vysokoteplotní tepelné jaderné reaktory chlazené plynem (VHTR – Very High Temperature Reactor) patří mezi tzv. reaktory IV. generace. Tyto jaderné reaktory budoucnosti by se oproti stávajícím typům měly vyznačovat vyšší účinností a bezpečností a měly by produkovat menší množství radioaktivních odpadů. VHTR je grafitem moderovaný a heliem chlazený reaktor s termálním neutronovým spektrem. Teplota chladiva by měla na výstupu z aktivní zóny dosahovat až 1000 °C, tlak chladiva se pohybuje do 10 MPa. Vysoké teploty a tlaky chladiva kladou značné nároky na konstrukční materiály a design komponent – je proto nutné tyto materiály velmi podrobně prozkoumat. Není bez zajímavosti, že reaktor typu VHTR je projektován jak pro výrobu elektřiny, tak pro neelektrárenské využití vysoké teploty chladiva např. při výrobě vodíku, zplyňování uhlí, v metalurgii, petrochemii, atd. Zejména pro výrobu vodíku je zapotřebí dosáhnout velmi vysoké teploty hélia, protože účinnost celého procesu s teplotou prudce vzrůstá.

Experimentální vybavení a možnosti

Software pro ovládání smyčky operátorem

Účelem HTHL, jejíž výstavba byla mimo jiné financována z 6. rámcového programu EU a z úkolů MPO ČR, je simulace fyzikálních a chemických podmínek chladiva reaktorů VHTR a smyčka má sloužit k testování konstrukčních materiálů pro plynem chlazené reaktory a výzkumu chemie plynného chladiva. HTHL se skládá z několika částí:

  • aktivní kanál,
  • systém čištění helia a dávkování nečistot,
  • systém úpravy helia,
  • systém kontroly čistoty helia.

Schéma HTHL

Schéma HTHL


1 cirkulátor
2 regenerační výměník
3 el. topení
4 mech. filtry
5 oxidační aparát
6 chladič
7 molekulová síta
8 mrazicí box
9 plynový chromatograf
10 odběr vzorků
11 dávkování chemikálií