Introduzione
Un modello 3D interattivo di un reattore ad acqua bollente (BWR) comunemente utilizzato nelle centrali di produzione di energia nucleare.
Funzionamento dei Reattori ad Acqua Bollente
Questo video è parte del nostro Corso Video di Introduzione al Vapore, Caldaie e Termodinamica
Componenti del Reattore ad Acqua Bollente (BWR)
Panoramica
I recipienti del reattore utilizzati per una determinata linea di prodotti dipendono dall'epoca dell'impianto, dalle normative sul raffreddamento del nucleo, dal tipo di sistema di ricircolo e dalla tecnologia impiegata durante il periodo di progettazione. Il recipiente del reattore ospita il nucleo del reattore, funge da parte del confine del refrigerante del reattore, supporta e allinea le barre di combustibile e di controllo, fornisce un percorso di flusso per la circolazione del refrigerante oltre il combustibile, rimuove l'umidità dal vapore che esce dal recipiente del reattore, limita il movimento verso il basso delle barre di controllo a seguito di un guasto ipotizzato di un alloggiamento del meccanismo di azionamento delle barre di controllo, e in tutti i casi tranne la linea di prodotti BWR/2 fornisce un volume interno rifondibile a seguito di un incidente di perdita di refrigerante.
Recipiente del Reattore BWR
Questo recipiente BWR è un recipiente a pressione isolato montato verticalmente all'interno del drywell ed è composto da un guscio cilindrico con un fondo emisferico integrale; la testa superiore è anch'essa emisferica ma è rimovibile per facilitare le operazioni di rifornimento. Il materiale di base del recipiente è acciaio al carbonio legato ad alta resistenza. Tutte le superfici interne, inclusi il guscio, le teste, le flange e gli attacchi, sono rivestite con acciaio inossidabile Tipo 304 con uno spessore di 0,25 pollici. I piccoli ugelli che non sono praticabili da rivestire internamente con sovrapposizione in acciaio inossidabile sono in lega di nichel-cromo-ferro solida.
Testa del Recipiente
La testa del recipiente è attaccata al guscio del recipiente da prigionieri di sei pollici di diametro che sono filettati in boccole nella flangia del recipiente. Rondelle sferiche e dadi di chiusura sono contrassegnati in set di due e sono usati in set. Per fissare la testa al guscio del recipiente, i prigionieri sono allungati da tenditori idraulici per prigionieri, che permettono ai dadi di essere girati mentre il prigioniero è sotto tensione.
La fuoriuscita di refrigerante radioattivo e vapore nell'atmosfera, tra le superfici di accoppiamento delle flange del recipiente e della testa di chiusura, è contenuta da due guarnizioni a O-ring auto-energizzanti. Questi O-ring placcati in argento e lucidati Ni-Cr-Fe- (Inconel) hanno un diametro di circa 0,50 pollici. Gli O-ring sono progettati per non avere perdite rilevabili attraverso il membro interno o esterno durante qualsiasi condizione operativa del reattore.
Interni del Recipiente
I principali componenti interni del recipiente del reattore inclusi in questo reattore ad acqua bollente sono l'assemblaggio di supporto del nucleo, il mantello del nucleo, il diffusore, la piastra del nucleo, la griglia superiore del nucleo, il sistema di spruzzatura del nucleo, lo spargitore dell'acqua di alimentazione, i separatori di vapore e gli essiccatori.
Assemblaggio di Supporto del Nucleo
L'assemblaggio di supporto del nucleo consiste in un anello forgiato in acciaio inossidabile che è saldato a un segmento di Inconel. Il segmento di Inconel è saldato al guscio inferiore del recipiente. L'assemblaggio di supporto del nucleo supporta il mantello del nucleo e separa l'aspirazione del sistema di ricircolo dal suo scarico.
Mantello del Nucleo
Il mantello del nucleo è supportato dall'assemblaggio di supporto del nucleo. Il mantello del nucleo insieme all'assemblaggio di supporto del nucleo forma un anello d'acqua di 17 pollici all'interno della parete del recipiente del reattore. Inoltre, una barriera di flusso è fornita dalla parte inferiore del mantello e dall'assemblaggio di supporto. Questa gonna conica, saldata alla parete del recipiente del reattore, separa efficacemente il flusso di ingresso del nucleo di ricircolo dal flusso dell'anello di discesa.
Diffusore
Il diffusore del recipiente è un guscio cilindrico che pende verso il basso da una mensola fornita da una trave ad anello. Il diffusore contiene centinaia di fori di 1,25 pollici di diametro ed è alto circa otto piedi. Il diffusore serve a due scopi; impedisce il contatto diretto del flusso di ricircolo con i tubi guida delle barre di controllo e fornisce un flusso uniforme di refrigerante sotto la regione dell'orifizio del combustibile.
Piastra del Nucleo
La piastra del nucleo è fornita per guidare lateralmente e allineare il tubo guida delle barre di controllo e i supporti del combustibile. Gli assemblaggi di combustibile periferico situati al di fuori del modello delle barre di controllo sono supportati verticalmente dalla piastra del nucleo. Questi assemblaggi di combustibile periferico poggiano su un pezzo di supporto del combustibile che è saldato alla piastra del nucleo. La piastra del nucleo impedisce al flusso di ricircolo di bypassare gli assemblaggi di combustibile dirigendo il flusso nel tubo guida delle barre di controllo.
Griglia Superiore del Nucleo
La griglia superiore del nucleo o guida superiore è montata e supportata da staffe all'interno del mantello. Viti sono fornite per posizionare lateralmente e livellare la guida superiore. Metà dei bulloni di tenuta sono usati per attaccare la guida superiore alla mensola del mantello del nucleo.
Spargitore di Spruzzatura del Nucleo
Loop di spruzzatura del nucleo indipendenti sono installati nel recipiente sopra la griglia superiore del nucleo (guida superiore) e all'interno del mantello del nucleo. I loop sono collegati al sistema di spruzzatura del nucleo che è utilizzato per il raffreddamento del nucleo in condizioni di incidente di perdita di refrigerante.
Spargitore dell'Acqua di Alimentazione
Gli spargitori dell'acqua di alimentazione sono montati sulla parete del recipiente del reattore nella parte superiore della regione dell'anello di discesa o annulus. Gli spargitori, ciascuno alimentato da uno dei due ugelli dell'acqua di alimentazione, completano un semicerchio dell'interno del recipiente e scaricano acqua radialmente verso l'interno. Un numero di fori da 1 pollice in ciascun spargitore permette all'acqua di alimentazione più fredda di mescolarsi con il flusso di ricircolo dell'anello di discesa prima di entrare in contatto con il recipiente.
Separatore di Vapore
L'assemblaggio del separatore di vapore consiste nella testa del mantello e in una serie di tubi con separatori di vapore situati sopra ciascun tubo. La testa del mantello si accoppia con il mantello del nucleo ed è imbullonata ad esso. La testa del mantello è un'unità a piatto e forma la copertura della regione del plenum di scarico del nucleo. Un contatto metallo su metallo sigilla l'assemblaggio del separatore e la flangia del mantello del nucleo.
Essiccatore di Vapore
Gli essiccatori di vapore sono necessari per asciugare il vapore umido. L'assemblaggio dell'essiccatore è supportato da cuscinetti interni del recipiente. Guide verticali all'interno del recipiente forniscono allineamento durante l'installazione; bulloni di tenuta mantengono l'unità in posizione.
L'assemblaggio dell'essiccatore è montato nel recipiente sopra l'assemblaggio del separatore di vapore e forma la parte superiore e i lati del plenum del vapore umido. Il vapore che è passato attraverso i separatori entra nelle unità essiccatrici di tipo chevron. Una serie di canali e tubi rimuove l'umidità residua che fluisce nell'anello di discesa.
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Risorse Aggiuntive
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor