navigointi ja huolto
kiehuvan veden reaktorin (BWR) kaavio – vain Saksassa lähde: Deutsches Atomforum e. V.
kuten painevesireaktorit, kiehuvan veden reaktorit (BWR) kuuluvat kevytvesireaktorin.
painevesireaktoriin (PWR) verrattuna kiehutusvesireaktorin paineastiassa on suhteellisen alhainen paine (noin 70 bar eli noin puolet niin korkea kuin PWR: ssä).
jäähdytysvesi virtaa reaktorisydämen läpi alhaalta ylös purkaen polttoaine-elementeissä syntyvän lämmön. Osa siitä haihtuu reaktorisydämen yläpuolella noin 290°C: n lämpötilassa (höyrykupoli). Syntyvä höyry johdetaan suoraan turbiiniin ajaen sitä. Tämä tapahtuu höyrykuivaimilla, jotka erottavat höyryn sisältämän kosteuden.
Jäähdytysvesijärjestelmä
Info: Kevytvesireaktorit
eri reaktorityyppien ero on käytetyssä jäähdytysnesteessä (vesi, kaasu tai nestemäinen metalli)ja hidastimessa (aine, joka hidastaa nopeita neutroneja ja mahdollistaa siten ketjureaktion – lämpöfission). Moderaattoreina voidaan käyttää vettä tai hiiltä grafiitin muodossa.
Kevytvesireaktorit
nykyään Saksassa käytetään kevytvesireaktoreita, jotka ovat maailmanlaajuisesti käytetyimpiä reaktorityyppejä. Kevytvesireaktoreita ovat muun muassa painevesireaktorit ja kiehutusvesireaktorit. Kevytvesireaktoreissa jäähdytysnesteenä käytetään tavallista vettä (kevytvettä). Samalla vesi toimii moderaattorina.
yksi vesimolekyyli (H2O) koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Jos molemmilla vetyatomeilla (H) on ytimessä vain yksi protoni (positiivisesti varautunut moduuli), mutta ei neutronia (ytimen varaamaton moduuli), yhdistelmää hapen kanssa kutsutaan ”kevytvedeksi”.
”raskaan veden” tapauksessa sen sijaan ytimen molemmilla vetyatomeilla on yksi protoni ja yksi neutroni kummassakin. Näistä vetyatomeista käytetään myös nimitystä deuterium – vedyn isotooppi.
ytimen protonien ja neutronien lukumäärä määrää ytimen massaluvun. Raskaan veden vetyatomeilla on suurempi massa (u≈2) kuin kevyen veden vetyatomeilla (u≈1).
” käytetty ” höyry, joka on siirtänyt suuren osan energiastaan turbiiniin, jäähdytetään lauhduttimessa toisen piirin (jäähdytysvesijärjestelmän) avulla, tiivistyy uudelleen vedeksi ja syötetään takaisin reaktorisydämeen pumppujen kautta.
turbiiniin pääsevät radioaktiiviset aineet
putkistot (päähöyrylinjat ja syöttövesijohdot) johtavat suojasta voimalaitokseen. Koska vesihöyryssä voi olla radioaktiivisia aineita, päävirtaputket, turbiini, lauhdutin ja syöttövesijohdot voivat sisältää radioaktiivisia laskeumia. Siksi BWR: n tapauksessa myös voimalaitos kuuluu laitoksen valvonta-alueeseen ja on vastaavasti suojattu (esim.turbiinin suojaus).
on asennettu useita turvalaitteita, joilla reaktori voidaan onnettomuuden sattuessa erottaa välittömästi voimalasta (ns.penetraatioeristys).
ydinfission valvonta BWR: ssä
reaktorin paineastiaan integroidut kiertopumput sekoittavat lauhduttimesta pumpatun syöttöveden reaktorin paineastiassa olevaan veteen, joka ei ole haihtunut. Kiertävän tilavuuden mukaan polttoaine-elementtien läpi virtaavan jäähdytysnesteen lämpötila muuttuu. Tämä vaikuttaa myös höyryn osuuteen reaktorisydämen alueella.
höyryllä on pienempi maltillinen vaikutus kuin vedellä. Mitä enemmän reaktorisydämen alueella on höyryä, sitä vähemmän ydinpurkauksia tapahtuu. Näin reaktorin teho pienenee (negatiivinen höyrykuplakerroin). Kiertopumppujen nopeutta muuttamalla reaktorin tehoon voidaan siis vaikuttaa höyrykuplien osuuden kautta jäähdytysvedessä. Pienempi jäähdytysnesteen virtaus vähentää reaktorin tehoa lisäämällä höyrykuplien osuutta ja päinvastoin.
neutroneja imevää ainetta sisältävät reaktorin säätösauvat (niin sanotut neutronimyrkyt) Ladataan reaktorin ytimeen alapuolelta ja säätelevät reaktoria. Reaktorin lauetessa säätösauvat ”ammutaan” pneumaattisesti reaktorin ytimeen, jolloin ketjureaktio päättyy.
Jatkotiedot
- Painevesireaktorit