navigatie en service
schematisch schema van een kokende waterreactor (BWR) – alleen Duits Bron: Deutsches Atomforum e. V.
net als drukwaterreactoren behoren kokende waterreactoren (BWR) tot het ontwerp van een lichtwaterreactor.
vergeleken met de drukwaterreactor (PWR) is er een relatief lage druk in het reactordrukvat van de kokende waterreactor (ongeveer 70 bar, dus ongeveer half zo hoog als in de PWR).
het koelvloeistofwater stroomt van onder naar boven door de reactorkern, waarbij de in de splijtstofelementen geproduceerde warmte wordt afgevoerd. Een deel ervan verdampt boven de reactorkern bij ongeveer 290°C (stoomkoepel). De stoom die opduikt wordt direct naar de turbine geleid, waardoor deze wordt aangedreven. Dit gebeurt via stoomdrogers die de vochtigheid in de stoom scheiden.
koelwatersysteem
Info: Lichtwaterreactoren
het verschil tussen de verschillende reactortypes is gelegen in het gebruikte koelmiddel (water, gas of vloeibaar metaal) en de gebruikte moderator (een stof die snelle neutronen vertraagt, waardoor de kettingreactie – thermische splitsing mogelijk wordt en in stand wordt gehouden). Water of koolstof in de vorm van grafiet kan als moderator worden gebruikt.
Lichtwaterreactoren
vandaag de dag worden lichtwaterreactoren gebruikt in Duitsland, de meest voorkomende typen reactoren die wereldwijd worden gebruikt. Onder lichtwaterreactoren bevinden zich drukwaterreactoren en kokend-waterreactoren. In lichtwaterreactoren wordt normaal water (licht water) gebruikt als koelmiddel. Tegelijkertijd dient het water als moderator.
een molecuul water (H2O) bestaat uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Als beide waterstofatomen (H) slechts één proton (positief geladen module) in de kern hebben, maar geen neutron (niet geladen module van de kern), wordt de combinatie met zuurstof “licht water”genoemd.
bij “zwaar water” daarentegen hebben beide waterstofatomen in de kern elk één proton en één neutron. Deze waterstofatomen worden ook deuterium genoemd – een isotoop van waterstof.
het aantal protonen en neutronen in de kern bepaalt het massagetal van een kern. De waterstofatomen van zwaar water vertonen een grotere massa (u≈2) dan de waterstofatomen in Licht water (u≈1).
de “verbruikte” stoom die een groot deel van zijn energie naar de turbine heeft overgebracht, wordt in de condensor gekoeld met behulp van een ander circuit (koelwatersysteem), condenseert opnieuw naar water en wordt via pompen terug naar de reactorkern gevoerd.
radioactief materiaal bereikt turbine
de pijpleidingen (hoofdstoomleidingen en aanvoerwaterleidingen) leiden vanuit de insluiting naar het Energiehuis. Aangezien de waterstoom radioactieve stoffen kan bevatten, kunnen de hoofdstroomleidingen, de turbine, de condensor en de aanvoerwaterleidingen radioactieve afzettingen bevatten. Daarom maakt in het geval van het BWR ook het Energiehuis deel uit van het regelgebied van de installatie en wordt het dienovereenkomstig beschermd (bv. afscherming van de turbine).
een aantal veiligheidsvoorzieningen zijn geïnstalleerd om de reactor bij een ongeval onmiddellijk van de centrale te scheiden (zogenaamde penetratie-isolatie).
beheersing van kernsplijting in de in het reactordrukvat geïntegreerde circulatiepompen BWR
meng het uit de condensor gepompte toevoerwater met het niet verdampte water in het reactordrukvat. Afhankelijk van het circulerende volume verandert de temperatuur van het koelmiddel dat door de splijtstofelementen stroomt. Dit beïnvloedt ook het aandeel stoom in het gebied van de reactorkern.
stoom heeft een lager matigingseffect dan water. Hoe meer stoom er is in het gebied van de reactorkern, des te minder kernafzettingen plaatsvinden. Zo neemt het reactorvermogen af (negatieve stoombelcoëfficiënt). Door de snelheid van de circulatiepompen te veranderen, kan het vermogen van de reactor dus worden beïnvloed door het aandeel stoombellen in het koelwater. Een lager koelmiddeldebiet vermindert het reactorvermogen door het aandeel stoombellen te vergroten en omgekeerd.
de regelstaven van de reactor die neutronenabsorberend materiaal bevatten (zogenaamde neutronengifstoffen) worden van onderaf in de reactorkern geladen en regelen de reactor. Bij een reactoruitstoot worden de regelstaven pneumatisch in de reactorkern” geschoten”, waardoor de kettingreactie wordt beëindigd.
verdere informatie
- drukwaterreactoren