Introduction
Un modèle 3D interactif d'un réacteur à eau bouillante (REB) couramment utilisé dans les centrales nucléaires pour la production d'énergie.
Fonctionnement des Réacteurs à Eau Bouillante
Cette vidéo fait partie de notre Cours vidéo d'introduction à la vapeur, aux chaudières et à la thermodynamique
Composants du Réacteur à Eau Bouillante (REB)
Aperçu
Les cuves de réacteur utilisées pour une ligne de produits particulière dépendent de l'ancienneté de l'usine, des réglementations de refroidissement du cœur, du type de système de recirculation et de la technologie utilisée pendant sa période de conception. La cuve du réacteur abrite le cœur du réacteur, sert de partie de la limite du réfrigérant du réacteur, soutient et aligne les barres de combustible et de contrôle, fournit un chemin d'écoulement pour la circulation du réfrigérant autour du combustible, élimine l'humidité de la vapeur sortant de la cuve du réacteur, limite le mouvement descendant des barres de contrôle après une défaillance postulée d'un logement de commande de barre de contrôle, et dans tous les cas sauf la ligne de produits REB/2, fournit un volume interne inondable après une perte d'accident de réfrigérant.
Cuve du Réacteur REB
Cette cuve REB est un récipient sous pression isolé monté verticalement dans le puits sec et est composée d'une coque cylindrique avec un fond hémisphérique intégré; la tête supérieure est également hémisphérique mais amovible pour faciliter les opérations de rechargement. Le matériau de base de la cuve est un acier au carbone allié à haute résistance. Toutes les surfaces internes, y compris la coque, les têtes, les brides et les accessoires, sont revêtues d'acier inoxydable de type 304 d'une épaisseur de 0,25 pouces. Les petites buses qui ne peuvent pas être pratiquement revêtues intérieurement d'un revêtement en acier inoxydable sont en alliage de nickel-chrome-fer solide.
Tête de Cuve
La tête de cuve est fixée à la coque de la cuve par des goujons de six pouces de diamètre qui sont filetés dans des douilles dans la bride de la cuve. Des rondelles sphériques et des écrous de fermeture sont marqués par paires et utilisés par paires. Pour fixer la tête à la coque de la cuve, les goujons sont allongés par des tendeurs hydrauliques de goujons, ce qui permet de tourner les écrous pendant que le goujon est sous tension.
Les fuites de réfrigérant radioactif et de vapeur dans l'atmosphère, entre les surfaces d'accouplement de la cuve et des brides de fermeture de la tête, sont contenues par deux joints toriques auto-énergisants. Ces joints toriques plaqués argent et polis Ni-Cr-Fe- (Inconel) ont un diamètre d'environ 0,50 pouces. Les joints toriques sont conçus pour ne pas avoir de fuite détectable à travers le membre intérieur ou extérieur pendant toute condition de fonctionnement du réacteur.
Internes de la Cuve
Les principaux composants internes de la cuve du réacteur inclus dans ce réacteur à eau bouillante sont l'ensemble de support du cœur, la chemise du cœur, le diffuseur, la plaque du cœur, la grille supérieure du cœur, le système de pulvérisation du cœur, le diffuseur d'eau d'alimentation, les séparateurs de vapeur et les sécheurs.
Ensemble de Support du Cœur
L'ensemble de support du cœur est constitué d'un anneau forgé en acier inoxydable soudé à un segment d'Inconel. Le segment d'Inconel est soudé à la coque inférieure de la cuve. L'ensemble de support du cœur soutient la chemise du cœur et sépare l'aspiration du système de recirculation de sa décharge.
Chemise du Cœur
La chemise du cœur est soutenue par l'ensemble de support du cœur. La chemise du cœur, avec l'ensemble de support du cœur, forme un anneau d'eau de 17 pouces à l'intérieur de la paroi de la cuve du réacteur. De plus, une barrière d'écoulement est fournie par la partie inférieure de la chemise et l'ensemble de support. Cette jupe conique, soudée à la paroi de la cuve du réacteur, sépare efficacement l'écoulement d'entrée du cœur de recirculation de l'écoulement de l'anneau descendant.
Diffuseur
Le diffuseur de la cuve est une coque cylindrique suspendue vers le bas à partir d'une étagère fournie par une poutre annulaire. Le diffuseur contient des centaines de trous de 1,25 pouce de diamètre et mesure environ huit pieds de hauteur. Le diffuseur a un double objectif; il empêche le contact direct de l'écoulement de recirculation avec les tubes de guidage des barres de contrôle et fournit un écoulement uniforme de réfrigérant sous la région de l'orifice de combustible.
Plaque du Cœur
La plaque du cœur est fournie pour guider latéralement et aligner le tube de guidage des barres de contrôle et les pièces de support de combustible. Les assemblages de combustible périphériques situés à l'extérieur du motif des barres de contrôle sont soutenus verticalement par la plaque du cœur. Ces assemblages de combustible périphériques reposent sur une pièce de support de combustible soudée à la plaque du cœur. La plaque du cœur empêche l'écoulement de recirculation de contourner les assemblages de combustible en dirigeant l'écoulement dans le tube de guidage des barres de contrôle.
Grille Supérieure du Cœur
La grille supérieure du cœur ou guide supérieur est montée et soutenue par des supports à l'intérieur de la chemise. Des boulons sont fournis pour positionner latéralement et niveler le guide supérieur. La moitié des boulons de maintien sont utilisés pour attacher le guide supérieur à la corniche de la chemise du cœur.
Diffuseur de Pulvérisation du Cœur
Des boucles de pulvérisation du cœur indépendantes sont installées dans la cuve au-dessus de la grille supérieure du cœur (guide supérieur) et à l'intérieur de la chemise du cœur. Les boucles sont connectées au système de pulvérisation du cœur qui est utilisé pour le refroidissement du cœur en cas de perte d'accident de réfrigérant.
Diffuseur d'Eau d'Alimentation
Les diffuseurs d'eau d'alimentation sont montés sur la paroi de la cuve du réacteur dans la partie supérieure de l'anneau descendant ou de la région de l'anneau. Les diffuseurs, chacun alimenté par l'une des deux buses d'eau d'alimentation, complètent un demi-cercle de l'intérieur de la cuve et déchargent l'eau radialement vers l'intérieur. Un certain nombre de trous de 1 pouce dans chaque diffuseur permet à l'eau d'alimentation plus froide de se mélanger avec l'écoulement de recirculation de l'anneau descendant avant de venir en contact avec la cuve.
Séparateur de Vapeur
L'ensemble séparateur de vapeur se compose de la tête de chemise et d'un ensemble de tuyaux avec des séparateurs de vapeur situés au-dessus de chaque tuyau. La tête de chemise s'accouple avec la chemise du cœur et y est boulonnée. La tête de chemise est une unité en forme de plat et forme le couvercle de la région du plénum de décharge du cœur. Un contact métal sur métal scelle l'ensemble séparateur et la bride de la chemise du cœur.
Sécheur de Vapeur
Les sécheurs de vapeur sont nécessaires pour sécher la vapeur humide. L'ensemble sécheur est soutenu par des coussinets internes de la cuve. Des guides verticaux à l'intérieur de la cuve fournissent un alignement pendant l'installation; des boulons de maintien maintiennent l'unité en position.
L'ensemble sécheur est monté dans la cuve au-dessus de l'ensemble séparateur de vapeur et forme le dessus et les côtés du plénum de vapeur humide. La vapeur qui a traversé les séparateurs entre dans les unités de sécheur de type chevron. Une série de rigoles et de tubes élimine l'humidité restante qui s'écoule dans l'anneau descendant.
Ressources Supplémentaires
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor