เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

แบ่งปันบทความนี้กับเพื่อนของคุณ:

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประเภทต่างๆ: หลักการทำงาน

คำสำคัญ: เครื่องปฏิกรณ์, นิวเคลียร์, การดำเนินการ, คำอธิบาย, REP, EPR, ITER, ร้อนละลาย

บทนำ

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นแรกมีเครื่องปฏิกรณ์ที่พัฒนาขึ้นในปี 50-70, โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซธรรมชาติของกราไฟท์ยูเรเนียมธรรมชาติ (UNGG) ในประเทศฝรั่งเศสและ "Magnox" ในสหราชอาณาจักร

La รุ่นที่สอง (70-90 years) เห็นการใช้เครื่องปฏิกรณ์น้ำ (the เครื่องปฏิกรณ์ น้ำแรงดันสูง สำหรับประเทศฝรั่งเศสและน้ำเดือดเช่นในเยอรมนีและญี่ปุ่น) ซึ่งประกอบด้วย วันนี้มากกว่า 85% ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในโลก แต่ยังรวมถึงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของน้ำ การออกแบบของรัสเซีย (VVER 1000) และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนักของแคนาดาประเภท Candu

La รุ่นที่สาม พร้อมที่จะสร้างขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ตัวที่สอง รุ่นไม่ว่าจะเป็นEPR (เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ความดันยุโรป) หรือเครื่องปฏิกรณ์ SWR 1000 ที่ แบบจำลองน้ำเดือดที่เสนอโดย Framatome ANP (บริษัท ในเครือ Areva และ Siemens) หรือ เครื่องปฏิกรณ์ AP 1000 ที่ออกแบบโดย Westinghouse

La รุ่นที่สี่ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่สามารถประยุกต์ใช้งานได้ ขอบฟ้า 2040 อยู่ภายใต้การศึกษา

1) เครื่องปฏิกรณ์บำบัดน้ำแรงดัน (PWRs)

วงจรหลัก: เพื่อแยกความร้อน

ยูเรเนียมซึ่งอุดมไปด้วยความหลากหลายหรือ "ไอโซโทป" - "235" บรรจุอยู่ในรูปของเม็ดเล็ก ๆ เหล่านี้ถูกซ้อนกันในเปลือกโลหะแน่นประกอบในชุด วางไว้ในถังเหล็กที่เต็มไปด้วยน้ำส่วนประกอบเหล่านี้เป็นหัวใจของเครื่องปฏิกรณ์ พวกเขาเป็นที่นั่งของปฏิกิริยาลูกโซ่ซึ่งถือพวกเขาที่อุณหภูมิสูง น้ำในถังอุ่นที่สัมผัส (มากกว่า 300 ° C) มันถูกเก็บไว้ภายใต้ความกดดันซึ่งป้องกันไม่ให้มันจากการต้มและไหลเวียนอยู่ในวงจรปิดที่เรียกว่าวงจรหลัก

วงจรทุติยภูมิ: ผลิตไอน้ำ

น้ำของวงจรหลักส่งความร้อนไปสู่น้ำหมุนเวียนในวงจรปิดอื่น: วงจรทุติยภูมิ การแลกเปลี่ยนความร้อนนี้เกิดขึ้นผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอน้ำ เมื่อสัมผัสกับท่อที่ไหลผ่านทางน้ำจากวงจรหลักแล้วน้ำของวงจรรองจะร้อนขึ้นและกลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำนี้หมุนกังหันที่ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ผลิตกระแสไฟฟ้า หลังจากผ่านกังหันไอน้ำจะถูกระบายความร้อนแปลงเป็นน้ำและกลับสู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอน้ำสำหรับรอบใหม่

วงจรระบายความร้อน: เพื่อให้ไอน้ำหดตัวและระบายความร้อนออก

สำหรับระบบการทำงานอย่างต่อเนื่องต้องระบายความร้อนด้วย นี่คือจุดมุ่งหมายของวงจรที่สามที่เป็นอิสระจากอีกสองวงจรระบายความร้อน ฟังก์ชั่นคือการรวมตัวไอน้ำออกจากกังหัน สำหรับอุปกรณ์นี้ประกอบด้วยหลอดหลายพันหลอดที่หมุนเวียนน้ำเย็นที่นำมาจากแหล่งภายนอก: แม่น้ำหรือทะเลในการสัมผัสกับท่อเหล่านี้ไอระเหยกลายเป็นน้ำ ส่วนน้ำของคอนเดนเซอร์จะถูกปฏิเสธความร้อนเล็กน้อยที่แหล่งกำเนิดจากแหล่งกำเนิด ถ้าการไหลของแม่น้ำต่ำเกินไปหรือถ้าต้องการจำกัดความร้อนให้ใช้อาคารระบายความร้อนหรือเครื่องทำความเย็นแบบอากาศ น้ำอุ่นที่มาจากคอนเดนเซอร์กระจายอยู่ที่ฐานของหอถูกระบายความร้อนด้วยกระแสอากาศที่เพิ่มขึ้นในหอ ส่วนใหญ่ของน้ำนี้ส่งกลับไปยังคอนเดนเซอร์ส่วนเล็ก ๆ จะระเหยกลายเป็นบรรยากาศทำให้เกิดขนนกสีขาวที่มีลักษณะเฉพาะของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

2) เครื่องปฏิกรณ์แบบยุโรป EPR แรงดันสูง

โครงการเครื่องปฏิกรณ์ฝรั่งเศส - เยอรมันซึ่งเป็นโครงการปฏิกรณ์แบบฝรั่งเศส - เยอรมันนี้ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงการทำลายเทคโนโลยีอันใหญ่หลวงด้วย REP ซึ่งจะนำมาซึ่งความก้าวหน้าที่สำคัญเพียงอย่างเดียว มันต้องเป็นไปตามวัตถุประสงค์ของความปลอดภัยที่กำหนดโดยผู้มีอำนาจฝรั่งเศสความปลอดภัยติดตั้งความปลอดภัยนิวเคลียร์และผู้มีอำนาจของความปลอดภัยของเยอรมันด้วยการสนับสนุนทางเทคนิคของพวกเขา IPSN (สถาบันคุ้มครองและความปลอดภัยนิวเคลียร์) และ GRS คู่ของเยอรมัน . การปรับกฎเกณฑ์ด้านความปลอดภัยร่วมกันนี้สนับสนุนการเกิดการอ้างอิงระหว่างประเทศ โครงการเพื่อให้สามารถตอบสนองข้อกำหนดที่กำหนดไว้สำหรับช่างไฟฟ้ายุโรปหลายรายได้รวมเอาความทะเยอทะยานสามประการ:



- สอดคล้องกับวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยที่กำหนดไว้ในแนวทางที่กลมกลืนกันในระดับนานาชาติ ความปลอดภัยต้องได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญจากขั้นตอนการออกแบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการลดความเป็นไปได้ที่จะหลอมแกนโดยปัจจัย 10 โดยการ จำกัด ผลกระทบทางรังสีของอุบัติเหตุและลดความซับซ้อนของการทำงาน

- รักษาความสามารถในการแข่งขันโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการเพิ่มความพร้อมใช้งานและอายุการใช้งานของส่วนประกอบที่สำคัญ

- เพื่อลดการปล่อยและของเสียที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำงานตามปกติและเพื่อหากำลังการผลิตที่แข็งแกร่งในการรีไซเคิลพลูโตเนียม

เล็กน้อย มีพลังมากขึ้น (1600 MW) ที่เครื่องปฏิกรณ์ยุคที่สอง (จาก 900 ถึง 1450 MW) EPR จะได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีด้านความปลอดภัยล่าสุดที่ช่วยลดความเสี่ยงจากอุบัติเหตุร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากระบบรักษาความปลอดภัยจะได้รับความเข้มแข็งและ EPR จะมี "ที่เขี่ยบุหรี่" ขนาดยักษ์ นี้อุปกรณ์ใหม่อยู่ภายใต้หัวใจของเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำประปาเป็นอิสระและจะป้องกันไม่ให้หนัง (ส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงและวัสดุ) ที่เกิดขึ้นในฟิวชั่นโดยไม่ได้ตั้งใจสมมุติของหัวใจของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ s หลบหนี

EPR จะมีก ประสิทธิภาพที่ดีกว่าในการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า. มันจะประหยัดมากขึ้นมีกำไรประมาณ 10% ของราคาต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงที่ใช้งาน: ใช้ของ "หัวใจ 100% MOX" จะดึงพลังงานเพิ่มเติมจากจำนวนเงินเดียวกันของวัสดุและการรีไซเคิล พลูโตเนียม

3) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่นนิวเคลียร์ ITER

ผสมเชื้อเพลิงดีเทอร์เรียม - ไททาเนียมเข้าสู่ห้องที่มีระบบกักเก็บอากาศจะเข้าสู่สภาวะพลาสม่าและการเผาไหม้ ในการทำเช่นนี้เครื่องปฏิกรณ์จะผลิตเถ้า (ฮีเลียมอะตอม) และพลังงานในรูปของอนุภาคหรือรังสีที่รวดเร็ว พลังงานที่ผลิตในรูปของอนุภาคและรังสีจะถูกดูดกลืนในส่วนใดส่วนหนึ่ง "กำแพงแรก" ซึ่งเป็นชื่อที่กล่าวถึงเป็นองค์ประกอบวัสดุแรกที่พบอยู่เหนือพลาสม่า พลังงานที่ปรากฏอยู่ในรูปของพลังงานจลน์ของนิวตรอนจะเปลี่ยนเป็นความร้อนในฝาครอบ tritigenic ส่วนเกินกว่าผนังด้านแรก แต่ยังคงอยู่ภายในห้องสุญญากาศ ห้องสูญญากาศเป็นส่วนประกอบที่ปิดช่องว่างที่ปฏิกิริยาฟิวชันเกิดขึ้น ผนังห้องแรกฝาครอบและห้องสุญญากาศจะถูกระบายความร้อนด้วยระบบการสกัดด้วยความร้อน ความร้อนจะใช้ในการผลิตไอน้ำและใช้พลังงานจากกังหันธรรมดาและชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

ที่มา: แหล่งกำเนิดสินค้า: สถานทูตฝรั่งเศสในเยอรมนี - หน้า 4 - 4 / 11 / 2004

ดาวน์โหลดรายงานนี้ฟรีในรูปแบบ PDF:
     http://www.bulletins-electroniques.com/allemagne/rapports/SMM04_095


ความคิดเห็นที่ Facebook

แสดงความคิดเห็น

ที่อยู่อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *