Wprowadzenie
Interaktywny model 3D reaktora wodnego wrzącego (BWR), często stosowanego w elektrowniach jądrowych.
Jak działają reaktory wodne wrzące
Ten film jest częścią naszego Kursu Wprowadzenie do Par, Kotłów i Termodynamiki
Komponenty Reaktora Wodnego Wrzącego (BWR)
Przegląd
Naczynia reaktora używane dla konkretnej linii produktów zależą od wieku elektrowni, przepisów dotyczących chłodzenia rdzenia, rodzaju systemu recyrkulacji oraz technologii użytej w czasie projektowania. Naczynie reaktora mieści rdzeń reaktora, stanowi część granicy chłodziwa reaktora, wspiera i ustawia pręty paliwowe i kontrolne, zapewnia przepływ chłodziwa wokół paliwa, usuwa wilgoć z pary opuszczającej naczynie reaktora, ogranicza ruch prętów kontrolnych w dół po awarii obudowy napędu pręta kontrolnego, a we wszystkich przypadkach z wyjątkiem linii produktów BWR/2 zapewnia wewnętrzną objętość do ponownego zalania po awarii chłodziwa.
Naczynie Reaktora BWR
To naczynie BWR jest izolowanym naczyniem ciśnieniowym zamontowanym pionowo w suchym pomieszczeniu i składa się z cylindrycznej powłoki z integralnym półkulistym dnem; górna głowica jest również półkulista, ale zdejmowana, aby ułatwić operacje uzupełniania paliwa. Materiał podstawowy naczynia to stal węglowa o wysokiej wytrzymałości. Wszystkie wewnętrzne powierzchnie, w tym powłoka, głowice, kołnierze i mocowania, są pokryte stalą nierdzewną typu 304 o grubości 0,25 cala. Małe dysze, które nie mogą być praktycznie pokryte wewnętrznie stalą nierdzewną, są wykonane z litego stopu niklowo-chromowo-żelazowego.
Głowica Naczynia
Głowica naczynia jest przymocowana do powłoki naczynia za pomocą śrub o średnicy sześciu cali, które są wkręcane w tuleje w kołnierzu naczynia. Sferyczne podkładki i nakrętki zamykające są oznaczone w zestawach po dwie i używane w zestawach. Aby zabezpieczyć głowicę do powłoki naczynia, śruby są wydłużane za pomocą hydraulicznych napinaczy śrub, co pozwala na obracanie nakrętek, gdy śruba jest pod napięciem.
Wyciek radioaktywnego chłodziwa i pary do atmosfery, między powierzchniami stykowymi naczynia i kołnierzy głowicy zamykającej, jest zatrzymywany przez dwie samouszczelniające się uszczelki O-ring. Te posrebrzane i polerowane uszczelki O-ring Ni-Cr-Fe- (Inconel) mają około 0,50 cala średnicy. Uszczelki O-ring są zaprojektowane tak, aby nie było wykrywalnego wycieku przez wewnętrzny lub zewnętrzny element podczas jakiegokolwiek warunku pracy reaktora.
Wewnętrzne Elementy Naczynia
Główne wewnętrzne komponenty naczynia reaktora w tym reaktorze wodnym wrzącym to zespół wspierający rdzeń, osłona rdzenia, dyfuzor, płyta rdzenia, górna siatka rdzenia, rozdzielacz systemu natrysku rdzenia, rozdzielacz wody zasilającej, separatory pary i suszarki.
Zespół Wspierający Rdzeń
Zespół wspierający rdzeń składa się z pierścienia kutego ze stali nierdzewnej, który jest spawany do segmentu Inconel. Segment Inconel jest spawany do dolnej powłoki naczynia. Zespół wspierający rdzeń wspiera osłonę rdzenia i oddziela ssanie systemu recyrkulacji od jego wylotu.
Osłona Rdzenia
Osłona rdzenia jest wspierana przez zespół wspierający rdzeń. Osłona rdzenia wraz z zespołem wspierającym rdzeń tworzy 17-calowy pierścień wodny wewnątrz ściany naczynia reaktora. Dodatkowo, dolna część osłony i zespół wspierający stanowią barierę przepływu. Ta stożkowa spódnica, spawana do ściany naczynia reaktora, skutecznie oddziela przepływ rdzenia wlotowego recyrkulacji od przepływu w pierścieniu zewnętrznym.
Dyfuzor
Dyfuzor naczynia to cylindryczna powłoka wisząca w dół z półki zapewnionej przez dźwigar pierścieniowy. Dyfuzor zawiera setki otworów o średnicy 1,25 cala i ma około osiem stóp wysokości. Dyfuzor pełni podwójną funkcję; zapobiega bezpośredniemu kontaktowi przepływu recyrkulacji z rurami prowadzącymi pręty kontrolne i zapewnia równomierny przepływ chłodziwa poniżej regionu otworów paliwowych.
Płyta Rdzenia
Płyta rdzenia jest zapewniona do bocznego prowadzenia i ustawiania rur prowadzących pręty kontrolne i odlewów wspierających paliwo. Zewnętrzne zespoły paliwowe znajdujące się poza wzorem prętów kontrolnych są wspierane pionowo przez płytę rdzenia. Te zewnętrzne zespoły paliwowe spoczywają na elemencie wspierającym paliwo, który jest spawany do płyty rdzenia. Płyta rdzenia zapobiega omijaniu przepływu recyrkulacji przez zespoły paliwowe, kierując przepływ do rury prowadzącej pręty kontrolne.
Górna Siatka Rdzenia
Górna siatka rdzenia lub górny przewodnik jest zamontowany i wspierany przez wsporniki wewnątrz osłony. Śruby są zapewnione do bocznego ustawiania i poziomowania górnego przewodnika. Połowa śrub mocujących jest używana do przymocowania górnego przewodnika do krawędzi osłony rdzenia.
Rozdzielacz Natrysku Rdzenia
Niezależne pętle natrysku rdzenia są zainstalowane w naczyniu powyżej górnej siatki rdzenia (górnego przewodnika) i wewnątrz osłony rdzenia. Pętle są połączone z systemem natrysku rdzenia, który jest używany do chłodzenia rdzenia w warunkach awarii chłodziwa.
Rozdzielacz Wody Zasilającej
Rozdzielacze wody zasilającej są zamontowane na ścianie naczynia reaktora w górnej części regionu pierścienia zewnętrznego. Rozdzielacze, każdy zasilany przez jedną z dwóch dysz wody zasilającej, tworzą półokrąg wnętrza naczynia i wypuszczają wodę promieniowo do wewnątrz. Szereg otworów o średnicy 1 cala w każdym rozdzielaczu pozwala na mieszanie chłodniejszej wody zasilającej z przepływem recyrkulacji w pierścieniu zewnętrznym przed kontaktem z naczyniem.
Separator Pary
Zespół separatora pary składa się z głowicy osłony i szeregu rur stojakowych z separatorami pary umieszczonymi nad każdą rurą stojakową. Głowica osłony łączy się z osłoną rdzenia i jest do niej przykręcona. Głowica osłony jest jednostką wypukłą i tworzy pokrywę regionu plenum wylotowego rdzenia. Kontakt metal-metal uszczelnia zespół separatora i kołnierz osłony rdzenia.
Suszarka Pary
Suszarki pary są wymagane do osuszania mokrej pary. Zespół suszarki jest wspierany przez wewnętrzne podkładki naczynia. Pionowe prowadnice wewnątrz naczynia zapewniają wyrównanie podczas instalacji; śruby mocujące utrzymują jednostkę na miejscu.
Zespół suszarki jest zamontowany w naczyniu powyżej zespołu separatora pary i tworzy górną i boczne części plenum mokrej pary. Para, która przeszła przez separatory, wchodzi do jednostek suszarek typu chevron. Szereg rynien i rur usuwa pozostałą wilgoć, która przepływa do pierścienia zewnętrznego.
Dodatkowe Zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor