Innova&ve Gas-cooled Reactors: HTR & GFR - - PowerPoint PPT Presentation

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1 Innova&ve Gas-cooled Reactors: HTR & GFR Gas(-cooled) is be1er? Guglielmo Lomonaco (University of Genova) 2 High Temperature gas-cooled

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1 ¡

Innova&ve ¡Gas-­‑cooled ¡Reactors: ¡HTR ¡& ¡GFR ¡

“Gas(-­‑cooled) ¡is ¡be1er?” ¡

Guglielmo ¡Lomonaco ¡(University ¡of ¡Genova) ¡

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2 ¡

High ¡Temperature ¡gas-­‑cooled ¡ Reactor ¡(HTR)

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3 ¡

Fundamentals ¡of ¡HTR ¡Technology

  • Use ¡of ¡Brayton ¡vs. ¡Rankine ¡cycle ¡
  • High ¡efficiency ¡ ¡
  • High ¡temperature ¡He ¡gas ¡ ¡

(> ¡900 ¡°C) ¡

  • Advanced ¡designs ¡with ¡or ¡without ¡

IHXs ¡

  • Microsphere ¡Coated ¡ParTcle ¡Fuel ¡

(TRISO ¡CP) ¡ ¡

Brayton Cycle

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4 ¡

Different ¡types ¡of ¡HTRs

  • Fuel: ¡
  • PrismaTc ¡block ¡type ¡
  • Pin-­‑in-­‑block ¡ ¡
  • Pebble-­‑bed ¡
  • Balance ¡of ¡plants: ¡
  • Direct ¡cycle ¡
  • Indirect ¡cycle ¡
  • Size: ¡
  • Small ¡modular ¡
  • Large ¡reactors ¡
  • ApplicaTon: ¡
  • Electricity ¡producTon ¡
  • Heat ¡producTon ¡ ¡
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5 ¡

HTRs ¡vs. ¡LWRs

  • Higher ¡efficiencies ¡
  • Less ¡corrosion ¡problem ¡
  • Single ¡phase ¡coolant ¡
  • Gas ¡turbine ¡technology ¡instead ¡of ¡water ¡turbine ¡technology ¡ ¡
  • Lower ¡power ¡density ¡and ¡higher ¡core ¡thermal ¡inerTa ¡
  • Less ¡complicated ¡design ¡
  • High ¡discharge ¡burn-­‑up ¡
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6 ¡

What ¡is ¡a ¡pebble-­‑bed ¡reactor?

Place ¡image ¡credits ¡here

to turbine cold fluid pump reinforced cooling gas heated fluid from turbine concrete to turbine cold fluid pump reinforced 2 fuel pebbles per minute cooling gas heated fluid from turbine concrete

360.000

to turbine cold fluid pump reinforced 2 fuel pebbles per minute cooling gas heated fluid from turbine concrete

360.000

3000 pebbles daily managed to turbine cold fluid pump 350 pebbles discarded reinforced 2 fuel pebbles per minute cooling gas heated fluid from turbine concrete

360.000

3000 pebbles daily managed

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7 ¡

Image ¡credits ¡go ¡here…

Helium ¡flowpath

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8 ¡

Gas-­‑cooled ¡Fast ¡Reactor ¡(GFR)

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9 ¡

GFR ¡Advantages

  • High ¡efficiency ¡ ¡
  • Low ¡operaTng ¡waste ¡
  • Void ¡coefficient ¡is ¡small ¡(but ¡sTll ¡

posiTve) ¡

  • Coolant ¡(He) ¡chemically ¡inert ¡
  • Single ¡phase ¡coolant ¡
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GFR ¡Disadvantages

  • Limited ¡He ¡turbine ¡experience ¡
  • Material ¡technology ¡not ¡fully ¡developed ¡
  • Gaseous ¡coolants ¡have ¡li1le ¡thermal ¡inerTa ¡ ¡
  • Problems ¡in ¡heat ¡removal ¡during ¡accidents ¡due ¡to: ¡
  • Lack ¡of ¡thermal ¡inerTa ¡of ¡the ¡core ¡structure ¡
  • High ¡power ¡density ¡(> ¡40-­‑50 ¡kW/l) ¡