Introdução
Um modelo 3D interativo de um reator de água em ebulição (BWR) frequentemente utilizado em usinas de geração de energia nuclear.
Funcionamento dos Reatores de Água em Ebulição
Este vídeo faz parte do nosso Curso de Introdução a Vapor, Caldeiras e Termodinâmica
Componentes do Reator de Água em Ebulição (BWR)
Visão Geral
Os vasos do reator utilizados para uma linha de produtos específica dependem da época da planta, regulamentos de resfriamento do núcleo, tipo de sistema de recirculação e tecnologia empregada durante seu período de projeto. O vaso do reator abriga o núcleo do reator, serve como parte da barreira do refrigerante do reator, suporta e alinha as barras de combustível e controle, fornece um caminho de fluxo para a circulação do refrigerante passando pelo combustível, remove a umidade do vapor que sai do vaso do reator, limita o movimento descendente das barras de controle após uma falha postulada de uma carcaça de acionamento de barra de controle, e em todos os casos, exceto na linha de produtos BWR/2, fornece um volume interno recarregável após um acidente de perda de refrigerante.
Vaso do Reator BWR
Este vaso BWR é um vaso de pressão isolado montado verticalmente dentro do poço seco e é composto por uma carcaça cilíndrica com uma cabeça inferior hemisférica integral; a cabeça superior também é hemisférica, mas é removível para facilitar as operações de reabastecimento. O material base do vaso é aço carbono de alta resistência. Todas as superfícies internas, incluindo a carcaça, cabeças, flanges e acessórios, são revestidas com aço inoxidável Tipo 304 com uma espessura de 0,25 polegadas. Pequenos bicos que não são práticos para revestir internamente com sobreposição de aço inoxidável são de liga sólida de níquel-cromo-ferro.
Cabeça do Vaso
A cabeça do vaso é fixada à carcaça do vaso por pinos de seis polegadas de diâmetro que são rosqueados em buchas no flange do vaso. Arruelas esféricas e porcas de fechamento são marcadas em conjuntos de dois e são usadas em conjuntos. Para fixar a cabeça à carcaça do vaso, os pinos são alongados por tensionadores hidráulicos de pinos, que permitem que as porcas sejam giradas enquanto o pino está sob tensão.
O vazamento de refrigerante radioativo e vapor para a atmosfera, entre as superfícies de acoplamento dos flanges do vaso e da cabeça de fechamento, é contido por duas juntas de O-ring autoenergizantes. Esses O-rings de Ni-Cr-Fe (Inconel) prateados e polidos têm aproximadamente 0,50 polegadas de diâmetro. Os O-rings são projetados para não ter vazamento detectável através do membro interno ou externo durante qualquer condição de operação do reator.
Internos do Vaso
Os principais componentes internos do vaso do reator incluídos neste reator de água em ebulição são o conjunto de suporte do núcleo, a camisa do núcleo, o difusor, a placa do núcleo, a grade superior do núcleo, o sistema de spray do núcleo, o distribuidor de água de alimentação, os separadores de vapor e os secadores.
Conjunto de Suporte do Núcleo
O conjunto de suporte do núcleo consiste em um anel forjado de aço inoxidável que é soldado a um segmento de Inconel. O segmento de Inconel é soldado à carcaça inferior do vaso. O conjunto de suporte do núcleo suporta a camisa do núcleo e separa a sucção do sistema de recirculação de sua descarga.
Camisa do Núcleo
A camisa do núcleo é suportada pelo conjunto de suporte do núcleo. A camisa do núcleo, juntamente com o conjunto de suporte do núcleo, forma um anel de água de 17 polegadas dentro da parede do vaso do reator. Além disso, uma barreira de fluxo é fornecida pela parte inferior da camisa e do conjunto de suporte. Esta saia cônica, soldada à parede do vaso do reator, separa efetivamente o fluxo de entrada do núcleo de recirculação do fluxo do anel de descida.
Difusor
O difusor do vaso é uma carcaça cilíndrica pendurada para baixo a partir de uma prateleira fornecida por uma viga anelar. O difusor contém centenas de furos de 1,25 polegadas de diâmetro e tem aproximadamente oito pés de altura. O difusor serve a dois propósitos; impede o contato direto do fluxo de recirculação com os tubos-guia das barras de controle e fornece um fluxo uniforme de refrigerante abaixo da região do orifício de combustível.
Placa do Núcleo
A placa do núcleo é fornecida para guiar lateralmente e alinhar o tubo-guia das barras de controle e as peças de suporte de combustível. Conjuntos de combustível periféricos localizados fora do padrão das barras de controle são suportados verticalmente pela placa do núcleo. Esses conjuntos de combustível periféricos repousam em uma peça de suporte de combustível que é soldada à placa do núcleo. A placa do núcleo impede que o fluxo de recirculação desvie dos conjuntos de combustível, direcionando o fluxo para o tubo-guia das barras de controle.
Grade Superior do Núcleo
A grade superior do núcleo ou guia superior é montada e suportada por suportes dentro da camisa. Parafusos são fornecidos para posicionar lateralmente e nivelar o guia superior. Metade dos parafusos de fixação são usados para fixar o guia superior à borda da camisa do núcleo.
Distribuidor de Spray do Núcleo
Loops independentes de spray do núcleo são instalados no vaso acima da grade superior do núcleo (guia superior) e dentro da camisa do núcleo. Os loops são conectados ao sistema de spray do núcleo, que é usado para resfriamento do núcleo em condições de acidente de perda de refrigerante.
Distribuidor de Água de Alimentação
Os distribuidores de água de alimentação são montados na parede do vaso do reator na parte superior da região do anel de descida ou anel. Os distribuidores, cada um abastecido por um dos dois bicos de água de alimentação, completam um semicírculo do interior do vaso e descarregam água radialmente para dentro. Um número de furos de 1 polegada em cada distribuidor permite que a água de alimentação mais fria se misture com o fluxo de recirculação do anel de descida antes de entrar em contato com o vaso.
Separador de Vapor
O conjunto do separador de vapor consiste na cabeça da camisa e uma série de tubos de suporte com separadores de vapor localizados acima de cada tubo de suporte. A cabeça da camisa se acopla à camisa do núcleo e é aparafusada a ela. A cabeça da camisa é uma unidade em forma de prato e forma a tampa da região do plenum de descarga do núcleo. Um contato metal-metal sela o conjunto do separador e a flange da camisa do núcleo.
Secador de Vapor
Os secadores de vapor são necessários para secar o vapor úmido. O conjunto do secador é suportado por almofadas internas do vaso. Guias verticais dentro do vaso fornecem alinhamento durante a instalação; parafusos de fixação mantêm a unidade na posição.
O conjunto do secador é montado no vaso acima do conjunto do separador de vapor e forma o topo e os lados do plenum de vapor úmido. O vapor que passou pelos separadores entra nas unidades de secador tipo chevron. Uma série de calhas e tubos remove a umidade restante que flui para o anel de descida.
Recursos Adicionais
https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor