navigáció és szolgáltatás
a forró vizes reaktor vázlatos rajza (BWR) – csak németül forrás: Deutsches Atomforum e. V.
a túlnyomásos vizes reaktorokhoz hasonlóan a forrásban lévő vizes reaktorok (BWR) is a fény-víz-reaktor.
a túlnyomásos vízreaktorral (PWR) összehasonlítva viszonylag alacsony nyomás van a forrásban lévő vízreaktor reaktor nyomástartó edényében (körülbelül 70 bar, tehát körülbelül fele olyan magas, mint a PWR-ben).
a hűtőközeg-víz alulról felfelé áramlik a reaktormagon, kisütve a fűtőelemekben keletkező hőt. Ennek egy része elpárolog a reaktor magja felett körülbelül 290-en (gőzkupola). A keletkező gőz közvetlenül a turbinához vezet, vezetve azt. Ez gőzszárítókon keresztül történik, amelyek elválasztják a gőzben lévő páratartalmat.
hűtővíz rendszer
információ: könnyűvizes reaktorok
a különböző reaktortípusok közötti különbség a használt hűtőközegben (víz, gáz vagy folyékony fém) és a használt moderátorban (olyan anyag, amely lelassítja a gyors neutronokat, ezáltal lehetővé teszi és fenntartja a láncreakciót – a termikus hasadást). A grafit formájában lévő víz vagy szén moderátorként használható.
könnyűvizes reaktorok
ma Németországban könnyűvizes reaktorokat használnak, amelyek világszerte a leggyakoribb reaktortípusok. A könnyűvizes reaktorok közé tartoznak a túlnyomásos vizes reaktorok és a forró vizes reaktorok. A könnyűvizes reaktorokban normál vizet (könnyű vizet) használnak hűtőfolyadékként. Ugyanakkor a víz moderátorként szolgál.
egy vízmolekula (H2O) két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll. Ha mindkét hidrogénatomnak (H) csak egy protonja van (pozitív töltésű modul) a magban, de nincs neutron (a mag töltetlen modulja), akkor az oxigénnel való kombinációt “könnyű víznek”nevezzük.
a “nehézvíz” esetében viszont a mag mindkét hidrogénatomjának van egy-egy protonja és egy-egy neutronja. Ezeket a hidrogénatomokat deutériumnak is nevezik – a hidrogén izotópja.
a magban lévő protonok és neutronok száma határozza meg az atommag tömegszámát. A nehézvíz hidrogénatomjai nagyobb tömeget mutatnak (u ~ 2), mint a könnyű víz hidrogénatomjai (u ~ 1).
az” elhasznált ” gőzt, amely energiájának jelentős részét a turbinába juttatta, a kondenzátorban egy másik áramkör (hűtővíz-rendszer) segítségével lehűtik, ismét vízpé kondenzálódnak, majd szivattyúkon keresztül visszajuttatják a reaktormagba.
radioaktív anyagok érik el a turbinát
a csővezetékek (fő gőzvezetékek és tápvízvezetékek) az elszigetelésből az erőműbe vezetnek. Mivel a vízgőz radioaktív anyagokat tartalmazhat, a főáramvezetékek, a turbina, a kondenzátor és a tápvízvezetékek radioaktív lerakódásokat tartalmazhatnak. Ez az oka annak, hogy a BWR esetében az erőmű is az erőmű ellenőrzési területének része, és ennek megfelelően védett (pl. a turbina árnyékolása).
számos biztonsági berendezés került beépítésre, amelyek baleset esetén azonnal elkülönítik a reaktort az erőműtől (úgynevezett penetrációs szigetelés).
a maghasadás szabályozása a BWR-ben
a reaktor nyomástartó edényébe integrált keringető szivattyúk keverik össze a kondenzátorból kiszivattyúzott betáplált vizet a reaktor nyomástartó edényében lévő vízzel, amely még nem párolgott el. A keringtetett térfogattól függően az üzemanyagelemeken átáramló hűtőfolyadék hőmérséklete megváltozik. Ez befolyásolja a gőz arányát a reaktormag területén is.
a gőznek kisebb moderációs hatása van, mint a víznek. Minél több gőz van a reaktormag területén, annál kevesebb a nukleáris hasadás. Így a reaktor teljesítménye csökken (negatív gőzbuborék-együttható). A keringető szivattyúk sebességének megváltoztatásával a reaktor teljesítményét így a hűtőfolyadék vízében lévő gőzbuborékok aránya befolyásolhatja. Az alacsonyabb hűtőfolyadék-áramlási sebesség csökkenti a reaktor teljesítményét azáltal, hogy növeli a gőzbuborékok arányát, és fordítva.
a neutronelnyelő anyagot (úgynevezett neutronmérgeket) tartalmazó reaktorvezérlő rudakat alulról töltik be a reaktor magjába, és szabályozzák a reaktort. Reaktor kioldása esetén a vezérlőrudakat pneumatikusan “kilövik” a reaktor magjába, ezzel lezárva a láncreakciót.
további információk
- túlnyomásos vizes reaktorok