reaktortechnika a z energetikai atomreaktorok szerkezeti fel p t se
Download
Skip this Video
Download Presentation
Reaktortechnika A z energetikai atomreaktorok szerkezeti felépítése

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 48

Reaktortechnika A z energetikai atomreaktorok szerkezeti felépítése - PowerPoint PPT Presentation


  • 90 Views
  • Uploaded on

Reaktortechnika A z energetikai atomreaktorok szerkezeti felépítése. Tartalom. Komponensek – elnevezések Kapcsolási sémák Fűtőelemek és fűtőelemkkötegek Energetikai reaktortípusok Nyomottvizes reaktorok Elgőzölögtető reaktorok Nehézvizes reaktorok Egyéb reaktortípusok.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Reaktortechnika A z energetikai atomreaktorok szerkezeti felépítése' - alisa


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
tartalom
Tartalom
  • Komponensek – elnevezések
  • Kapcsolási sémák
  • Fűtőelemek és fűtőelemkkötegek
  • Energetikai reaktortípusok
    • Nyomottvizes reaktorok
    • Elgőzölögtető reaktorok
    • Nehézvizes reaktorok
    • Egyéb reaktortípusok
atomer m atomreaktor
Atomerőmű - Atomreaktor

Atomerőmű: magreakciók felhasználásával villamos energiát szolgáltató létesítmény

Reaktor: Az a berendezés, ahol a magreakciók lejátszódnak

Blokk: Egy reaktor és a hozzá tartozó gépészeti és villamos berendezések összessége

komponensek zemanyag
Komponensek - Üzemanyag
  • A fertilis és hasadóanyagot tartalmazza
  • Hasadóanyagok: 235U, 233U, 239Pu, 241Pu
  • Fertilis anyagok: 238U, 232Pu, 240Pu
  • Általában kerámia (UO2), régebben fém, esetleg karbid (UC)
  • Általában pasztilla
  • Speciális esetek:
    • Golyóágyas reaktor
    • sóolvadék
komponesek f t elem
Komponesek - Fűtőelem
  • Az atomreaktor legkisebb elszigetelt része
  • Az üzemanyagpasztillák és az őket tartalmazó hermetikusan lezárt fémcső
  • Anyaga manapság cirkónium, régebben acél
  • Összetett követelmények:
    • Neutronabszorbció
    • Mechanikai tuljdonságok
    • Hermetikus zártság
komponensek moder tor
Komponensek - Moderátor
  • Nagy sűrűségben kis tömegszámú magok
  • A hasadásban keletkező gyors neutronok lelassítása termikus szintre
  • Legyen
    • Jó lassítóképesség
    • Kevés abszorbció
  • Csak termikus reaktorokban
  • Rendszerint H2O, D2O, C, esetleg Be
  • Hűtéséről gondoskodni kell
  • Ne legyen benne abszorbens (Pl. bór)
komponensek h t k zeg
Komponensek - Hűtőközeg
  • Feladata a szerkezeti elemek, mindenek előtt fűtőelemek hűtése
  • A hő elszállítása további hasznosításhoz
  • Folyadékok: H2O, D2O, folyékony fémek
  • Gázok: CO2, He
  • Elgőzölgéssel (forralóvizes reaktor) vagy anélkül (nyomottvizes)
  • Esetenként azonos a moderátorral
komponensek h t csatorna
Komponensek - Hűtőcsatorna
  • A fűtőelemek közötti térrész, ahol a hűtőközeg áramlik
  • Lehet zegzugos alakú (golyóágyas reaktor)
  • Ekvivalens csatorna
komponenesek f t elemk teg
Komponenesek - Fűtőelemköteg
  • Más néven kazetta
  • Fűtőelemek négyzet vagy háromszögrácsban
  • Esetleg körülveszi kazettafal (palást)
  • A legkisebb önálló egységként mozgatható komponens
  • Többnyire néhány száz fűtőelem
komponensek szab lyoz s
Komponensek - Szabályozás
  • Erős (termikus) neutronabszorbens
  • Feladata
    • Szabályozás
    • Reaktivitástartalék lekötése
  • Formája lehet
    • Mozgatható rúd vagy kazetta
    • Fixen beépített elem (kiégő méreg)
    • Hűtőközegben feloldva (bórsav)
komponensek in core m szerek
Komponensek – In core műszerek
  • A reaktoron belül elhelyezett mérőberendezések
  • Neutronfluxus SPND-vel (self powered neutron detector)
  • Neutronfluens aktivációs detektorokkal
  • Hőmérséklet termoelemekkel
komponensek akt v z na
Komponensek – Aktív zóna
  • Az önfenntartó láncreakció megvalósulásának helye
  • Együttesen a
    • Fűtőelemkötegek
    • Moderátor
    • Hűtőközeg
    • Reaktivitáskompenzáló és szabályozóelemek
komponensek reflektor
Komponensek - Reflektor
  • Az aktív zónát veszi körbe
  • Visszaszórja a kiszökő neutronokat
  • Anyaga: mint a moderátorok

Komponensek – Termikus védelem

  • Az aktív zóna és a reaktortartály között
  • Csökkenti a tartály sugárkárosodását
  • A reflektor is lehet
komponensek reaktortart ly
Komponensek - Reaktortartály
  • Az aktív zónát és kisegítő elemeit tartalmazza
  • Megfelelő nyomásra tervezett
  • Hűtőközeg ki- és bevezetések
  • Kábelek, csövek tomített átvezetése
n h ny fontos fogalom
Néhány fontos fogalom
  • Aktív alkatrész: reaktoron kívülről irányított vagy működtetett (szelep, szabályozórúd, stb)
  • Passzív alkatrész: funkciójának teljesítéséhez nincsen szükség külső működtetésre (tartályok, csövek, hőcserélők, hasadási tárcsák)
  • Passzív védelem: olyan védelmi mechanizmus, ami csak a passzív alkatrészek működésén és alapvető természeti törvényeken (nyomáskülönbség, természetes cirkuláció, stb) alapszik
  • Inherens biztonság: nem kívánatos jelenség maga váltja ki a lassítására és visszafordítására ható folyamatokat – passzív védelmen alapul
h t s s moder tor
Hűtés és moderátor

Elgőzölögtető

Nyomottvizes

Forrás szerint

Víz

Egyéb

Hűtőközeg

Nyomott tartályos

Nyomott csöves

Nyomás kezelése

  • Különféle moderátorok:
    • könnyűvíz
    • nehézvíz
    • grafit
    • gyorsreaktor
kapcsol si s m k egyk r s
Kapcsolási sémák - Egykörös
  • A reaktor hűtőközege közvetlenül hajtja a turbinát, pl. a hűtővíz felforr
  • A turbina radiaktívan szennyezett munkaközeget kaphat
kapcsol si s m k k tk r s
Kapcsolási sémák - Kétkörös
  • A reaktor hűtőközege és a turbina munkaközege elkülönül – csak a hőcserélő a kapcsolat
kapcsol si s m k m sf lk r s
Kapcsolási sémák - Másfélkörös
  • Hűtővíz felforr
  • Gőzszárítás a különálló gőzdobban
  • Az egykörösnek egy speciális esete
kapcsol si s m k k tk r s k l n moder tork rrel
Kapcsolási sémák – Kétkörös, külön moderátorkörrel
  • Lényegében azonos a kétkörössel
  • Az elkülönült moderátort is hűteni kell
kapcsol si s m k h romk r s
Kapcsolási sémák - Háromkörös
  • A reaktor hűtőrendszerét és a hőerőgépet egy újabb kör választja el
f t elemek s f t elemk tegek
Fűtőelemek és fűtőelemkötegek
  • Az atomreaktor legjobban igénybevett komponense
  • Tervezési szempontok
  • Reaktorfizikai szempontból megfelelő geometria, anyagok (abszorbció)
  • Hőátadási, hővezetési és hűtőközegáramlási szempontból megfelelő geometria és anyagválasztás
  • Hermetikusság – mindent benntartani, üzemi, tranziens és üzemzavari szituációkan is
  • Gyártástechnológia
  • Gazdaságosság
f t elemek
Fűtőelemek
  • Manapság már kizárólag henger alakú
    • Régebben síklapok
  • Kerámia pasztillák (UO2)
    • Régebben fém és karbid is volt
  • Burkolat cirkónium
    • Csekély neutronabszorbció
    • Jó mechanikai tulajdonságok
    • Sugárállóság
    • Régebben acél
f t elemek1
Fűtőelemek
  • Pasztillák kb. 1cm x 1cm
  • A hőterheléstől kihasasodnak
    • Homorú felülettel gyártják
  • Hasadási termékek – a „mátrix” megfogja
  • Furat a pasztillában
    • A hasadási gázoknak hely kell
    • Hőtechnikailag hasznos
f t elemek2
Fűtőelemek

LWR

  • Hosszú csőben pasztillák
  • Rugó szorítja le
  • Hermetikus lezárás
  • Profilirozás lehet – a dúsítás axiálisan változik
  • Kiégő mérgek reaktivitáslekötésre – Gd2O3

VVER-440

RBMK

k tegek
Kötegek
  • A fűtőelemek mechanikai összetartása
  • Hőtechnikai, termohidraulikai feltételek
  • Kiégő mérgek elhelyezése
  • Műszerezettség, detektorok elhelyezése
  • Fűtőelemek védelme az esetleges törméléktől, stb.
  • Megfogási lehetőség
  • Állapotellenőrzés, szétszerelhetőség – nagy aktivitásnál is
  • Azonosíthatóság
k tegek bwr
Kötegek - BWR
  • Négy kötegből álló blokkok
  • Közöttük szabályozólemezek
  • Kihúzott szabályozónál a helyén víz – termikus csapda - profilírozás
k tegek bwr1
Kötegek - BWR
  • Siemens
  • Középen vízcsatorna
k tegek pwr
Kötegek - PWR
  • Négyzetes elrendezés
  • Az abszorbensek fésűszerűen nyúlnak be a kazettába – egyes pozíciókban nincsen pálca
  • Nincsen külső burkolat – régebben volt
  • Távtartó rácsok, keverők, törmelékfogók
k tegek pwr1
Kötegek - PWR
  • Siemens
  • Fej leszerelhető
  • Pálcacsere lehetősége
  • Fejlesztés iránya: növelni a kiégetést
k tegek vver 440
Kötegek – VVER-440
  • „Szovjet PWR”
  • Háromszögrács
  • Hatszögletes alak
  • Fésűs abszorbens helyett szabályozó- és követőkazetták
  • Kazettaburkolat – még
  • Törmelékfogó rács nincsen
  • A VVER-1000 a PWR kazettákra hasonlít, de hatszöges
k tegek nyomottcs ves reaktorok
Kötegek – Nyomottcsöves reaktorok

CANDU

RBMK

  • A fűtőelemet közvetlenül körülveszi a nyomástartó cső
  • Célszerű henger alakúnak lennie
  • A moderátor a nyomott csövön kívül van
  • Szorosan elhelyezett pálcák
  • Körkörös elrendezés
  • CANDU
    • moderátor és hűtőközeg gázzal elválasztva
    • a calandria

CANDU

nyomottvizes reaktor
Nyomottvizes reaktor
  • Két elkülönült hűtőkör
  • A primer körben a hűtővíz nem forr
hagyom nyos pwr
Hagyományos PWR
  • Felépítés
    • Zónpalást, zónakosár
    • Leszálló akna, Termikus védelem
    • Reaktortartály
  • Víz útja
    • Belépő csőcsonk
    • Leszálló akna
    • Tartályfenék
    • Kazetták
    • Felső keverőtér
    • kilépő csőcsonk
hagyom nyos pwr1
Hagyományos PWR
  • Szabályozók felülről hajtva
  • Részhosszúságú szabályozórudak
    • Xenonlengés kezelésére
  • Nagy reaktivitástartalék
  • Bórsavas szabályozás
  • Kiégő mérgek
vver 440
VVER-440
  • Magyarországon is üzemel
  • Reaktortartály magasabb – Követőkazetták
  • Ki- és belépő csőcsonkok egymás felett
tov bbfejlesztett pwr ek
Továbbfejlesztett PWR-ek
  • A reaktorok teljesítményének növekedése megállt
    • Hálózatszabályozási és gazdasági okokból
  • Új törekvések
  • Biztonság, passzív védelem (Csernobil)
  • Változó terhelésvitel
  • Gazdaságosság
    • Egységesítés
    • Engedélyezés és építés gyorsítása
    • Élettartam növelése
  • A radioaktív hulladékok mennyiségének csökkentése
  • Ember-gép kapcsolat, szakértői rendszerek
  • Az EPR is ilyen (Finnország, Franciaország)
elg z l gtet reaktorok bwr
Elgőzölögtető reaktorok (BWR)
  • Kisebbségben maradtak a PWR-ek mellett
  • Egykörös séma
  • Léteznek természetes cirkulációs verziók is
elg z l gtet reaktorok bwr1
Elgőzölögtető reaktorok (BWR)
  • Gőzszárító az aktív zóna felett
  • Szabályozás hajtása az aktív zóna alatt
  • A víz gőztartalma axiálisan változik
    • Moderáltság nem egyenletes
  • Nagy a jelentősége a kiégő mérgeknek – bórsav nem használható
elg z l gtet reaktorok bwr2
Elgőzölögtető reaktorok (BWR)
  • Recirkulációs kör (30%)
  • Vízsugárszivattyú
neh zvizes reaktorok
Nehézvizes reaktorok
  • A nehézvíz
    • Drága
    • Lassítóképessége gyengébb
    • Befogási hatáskeresztmetszete kisebb
  • Takarékoskodni,kímélni a szennyezéstől
    • Hőerőgépben nem használják - kétkörös
  • Nagy méretű aktív zóna
  • Természetes uránnal is építhető
  • Nyomott tartályos változat ritka (nagy tartály kell)
  • Nyomott csöves megoldás terjedt el (CANDU)
candu
CANDU
  • Hűtőközeg és moderátor elválasztva
  • Cirkónium hűőcsövek
    • nagy nyomás – vastag fal
  • Calandriatartály
    • nem visel nyomást
  • Moderátorhoz hűtőrendszer szükséges
  • A csövek felében ellenkező irányú áramlás
    • egyenletesség
candu1
CANDU
  • Vízszintes aktív zóna
  • Rövid fűtőelemek
    • Gyors cserélhetőség
    • Átrakás üzem közben
    • Csekély reaktivitástartlék
  • Gázréteg a nyomott cső és a moderátor között
  • Csökkenti a hőveszteséget
candu2
CANDU
  • Üregtényező pozitív
  • Reaktivitástartalék kevés
  • Szabályozórudak vízszintesen
  • Könnyűvíztartalmú csatornák (itt méreg)
  • GdNO3 befecskendező rendszer
  • Rendkívül rugalmas üzemanyaggazdálkodás (dúsítás nélkül, reprocesszált, fegyverplutonium)
egy b t pusok g zh t ses magnox htgr
Egyéb típusok – Gázhűtéses (Magnox, HTGR)
  • Hűtőközeg CO2 (korrozív) vagy He
  • Grafitmoderátorral vagy anélkül
  • Pebble bed reaktor – jó proliferációs tulajdonságok
  • Tenyésztésre is alkalmas (Th)
slide47
RBMK
  • Az egyetlen Urán – Graft – Könnyxűvíz reaktor
  • Csatornás szerkezet
  • Nagyon jó gazdasági adatok
  • Katonai megfontolások
    • Fegyverplutonium gyártására rendkívül alkalmas
  • Biztonsági problémák
    • Pozitív üregtényező
    • Csernobil
    • Nyugaton leállították az ilyen a reaktorokat
gyorsreaktorok
Gyorsreaktorok
  • Hatékony tenyésztők:
  • ~1.2 tenyésztési tényező
  • Nátriumhűtés
  • Három hűtőkör
  • Technológiailag nagyon bonyolult
  • Többségüket leállították (Nátriumtűz)
ad