Reactor nuclear VVER

VVER-1000

Reactorul nuclear modelul VVER (în limba rusă : Водо-водяной энергетический реактор ^,? Transliterat : Vodo-Vodjanoj Ėnergetičeskij Reaktor; apă de apă de energie în reactor) este o serie de nivelul Uniunii Sovietice a proiectat, reactoare cu apă de la apă sub presiune . Diferențele macroscopice și externe cu privire la reactoarele occidentale sunt prezența unui număr mare de generatoare de abur , în general de la 6 la 8, față de 4 sau mai puțin în modelele occidentale și că acestea sunt poziționate orizontal și nu vertical. Alte diferențe sunt date și de structura elementelor combustibile, care au o formă hexagonală în locul celei pătrate utilizate de obicei în Occident, iar peletele de combustibil nuclear sunt perforate în centru pentru a reduce probabilitatea de fuziune în tranzitorii accidentali.

Scopurile proiectului

Obiectivele proiectului sunt de a produce o serie de reactoare cu costuri reduse, dar în același timp sigure, folosind sisteme de siguranță care fac inutilă construcția unei clădiri mari de izolare, care închide întreaga centrală electrică. De fapt, construcția acestui scut extern, adoptat în mod normal în toate lanțurile moderne de aprovizionare din vest, este un cost semnificativ pentru o centrală nucleară.

Cele mai recente versiuni ale reactoarelor au menținut costurile de instalare scăzute, dar au crescut semnificativ nivelurile de siguranță, comparându-le cu cele occidentale.

Caracteristici inginerești

Abrevierea VVER este abrevierea în rusă pentru Vodo-Vodjanoj Ėnergetičeskij Reaktor sau „Reactor de energie apă-apă”, un reactor de energie nucleară răcit și moderat de apă. Aceasta descrie un tip de proiect care poate fi clasificat ca reactor nuclear cu apă sub presiune . Tijele de combustibil ale reactorului sunt complet scufundate în apă la presiunea de 15 MPa , astfel încât să nu fiarbă la temperaturi normale de funcționare (220 până la peste 300 ° C). Apa din reactor servește atât ca agent de răcire, cât și ca moderator, ceea ce reprezintă o caracteristică decisivă de siguranță pasivă . Dacă circulația lichidului de răcire ar eșua, efectul de moderare a neutronilor produs de apă ar eșua, reducând intensitatea reacției și compensând pierderea lichidului de răcire , o condiție cunoscută sub numele de coeficient de gol negativ. Întregul reactor este închis într-un container de oțel masiv. Comprimatele sunt dioxid de uraniu comprimat (UO ₂ ) cu uraniu slab îmbogățit (aproximativ 2,4-4,4% ²³⁵ U) sau echivalent.

Spre deosebire de ceea ce se întâmplă în omologii occidentali, în VVER elementele sunt aranjate într-un model de triunghi echilateral și nu folosesc grupuri de tije de control în corespondență cu elementele de combustibil, ci elemente de control adiacente acestora, cu inserție din partea de sus ca în reactoare occidentale. Când sunt complet introduse, unele compartimente pentru elementele de combustibil sunt apoi ocupate de elemente de comandă. ^[1]

Circuit frigorific primar

Diagrama circuitului primar al unui VVER-1000. Literele indică: generator de abur SG; Pompa de recirculare CP; P presurizator; Reactor NR

În circuitul primar al sistemelor de a doua generație, apa este menținută la o presiune de 12,4 MPa ^[2] , întotdeauna mai mare decât punctul de fierbere corespunzător temperaturilor normale de funcționare, dar mai mic decât cel din omologii occidentali. Apa conținută în vas îndeplinește dubla funcție de moderare și răcire a miezului. Căldura scăzută din agentul frigorific este la rândul său transferată la secundar, prin generatoarele de abur.

În circuitul primar distingem 4 componente esențiale:

1. Vas: este vasul sub presiune în interiorul căruia este conținut miezul, adică locul în care sunt localizate reacțiile de fisiune nucleară, responsabile de producerea energiei termice. Datorită trecerii agentului frigorific, căldura este îndepărtată. Controlul se efectuează prin intermediul barelor de control, care pot fi introduse din partea de sus.
2. Presurizator: este un recipient mare, în interiorul căruia există apă și abur. Are funcția de a menține constantă presiunea primară. În interior există încălzitoare și dușuri cu care este posibil să se compenseze volumul primarului. În partea superioară are supape de siguranță care permit evacuarea aburului numai dacă, în scenarii anormale, presiunea internă ar trebui să depășească o anumită valoare de siguranță.
3. Generator de abur (4): este un schimbător de căldură cilindric mare, a cărui axă de simetrie este orizontală. În interior, o placă mare separă fluidele, permițându-le să facă schimb de căldură. Apa primară curge în partea inferioară, în timp ce aburul este produs în partea superioară. Deoarece secundarul are o presiune mai mică decât primarul, temperaturile sunt suficiente pentru a permite apei să fiarbă, cu producția de abur.
4. Pompele de recirculare (4): acestea sunt pompe concepute pentru a elimina debitele considerabile cu cap redus și au sarcina de a permite recircularea apei primare.

Pentru a asigura siguranța sistemului, aceste componente îndeplinesc filosofia redundanței.

Circuitul secundar și puterea electrică

În circuitul secundar găsim următoarele subsisteme:

1. Generatoare de abur: ca mai sus, acestea sunt schimbătoare mari de căldură, care permit producerea de abur pe partea secundară. Înainte ca aburul produs să ajungă în turbină, este de așteptat să treacă prin separatoare și uscătoare pentru a produce un abur uscat.
2. Turbina: este organul rotativ, comun tuturor centralelor termoelectrice convenționale, prin care puterea termică a aburului este transformată în putere mecanică. Arborele rotativ este conectat la generatorul electric cu ajutorul unui ambreiaj adecvat. Turbina este împărțită în două blocuri: presiune înaltă și joasă. Pentru a limita producția de condens, ale cărui picături ar deteriora grav palele turbinei, este prevăzută utilizarea unui încălzitor între cele două blocuri.
3. Încălzitor: acesta este un schimbător de căldură al cărui scop este de a usca aburul părăsind blocul de înaltă presiune al turbinei. Căldura este furnizată printr-un flux modest de abur atins înainte de intrarea în turbină.
4. Condensator: Aburul acum de joasă presiune se condensează în acest schimbător de căldură mare. Scăderea căldurii este permisă de un circuit de răcire care folosește apă la temperatura camerei.
5. Degasser: este un dispozitiv care permite îndepărtarea oricăror incondensabile prezente în fluid.
6. Pompele de alimentare: Acestea sunt pompe cu cap mare și debit scăzut esențiale pentru a aduce apa care părăsește condensatorul la presiune scăzută, la presiunea relativ ridicată prezentă pe partea secundară a generatorului de abur.

Apa din acest circuit este în mod normal neradiativă.

Circuit frigorific

Acesta este circuitul care permite scăderea căldurii din condensator. Acest lucru este posibil prin utilizarea apei preluate din mediu, de exemplu din lacuri sau râuri. În cazul în care disponibilitatea apei este modestă, apelăm la utilizarea unor turnuri evaporative, adică coșuri mari în care apa este pulverizată în vârf și, în timpul coborârii sale, schimbă căldura cu aerul. În acest proces există o evaporare redusă a apei, prin urmare este prevăzut un debit de reaprovizionare. În plus față de generarea de electricitate, multe sisteme VVER îndeplinesc și capacitatea de a furniza căldură utilizatorilor rezidențiali și industriali.

Bariere de siguranță

Cele două unități VVER-440 ale Loviisa au clădiri de izolare care îndeplinesc standardele occidentale.

Centralele nucleare trebuie să prevină scurgerea de materiale radioactive în mediu. Pentru a îndeplini această sarcină, plantele VVER, similar cu alte lanțuri de aprovizionare, au 4 niveluri de bariere:

1. Peleți de combustibil: Elementele radioactive, formate din atomi fragmentați, sunt păstrate în mare parte în același material care alcătuiește combustibilul.
2. Tijele de combustibil: Fiecare tijă este căptușită cu un strat de aliaj de zirconiu, care este rezistent la căldură și rezistent la presiune ridicată.
3. Navă: nava masivă din oțel reprezintă un scut impunător împotriva evadării radiațiilor și a materialelor radioactive.
4. Clădirea reactorului: Aceasta este o clădire de izolare reală care închide întregul circuit primar din interior și este capabilă să reziste la aceeași presiune prezentă în primar.

În prezent, reactoarele VVER operaționale se concentrează pe siguranță care nu are nimic de-a face cu proiectele reactoarelor de tip RBMK , adică din același lanț de aprovizionare cu reactorul care a provocat dezastrul de la Cernobâl .

În reactoarele RBMK din Uniunea Sovietică, moderatorul a fost realizat din grafit (material inflamabil). Reactorul nu a avut nicio clădire de izolare, pentru a reduce costurile și a permite înlocuirea combustibilului în timpul funcționării normale a reactorului. Acest fapt este important în domeniul războiului: înlocuirea ușoară a combustibilului permite iradierea combustibilului pentru o perioadă scurtă de timp pentru a produce plutoniu de o calitate compatibilă cu pregătirea armelor nucleare.

Reactoarele VVER, după cum sa menționat, au în schimb o clădire de izolare robustă. Înlocuirea combustibilului este posibilă doar prin oprirea sistemului.

Diferitele versiuni ale reactorului

Reactoarele VVER au multe versiuni, fiecare denumită V-XXX , pentru simplitatea organizațională, prin urmare, procedăm la o schematizare în funcție de clasele de putere și nu în funcție de generații, dat fiind că aceeași putere a cunoscut numeroase evoluții care au făcut ca generația să avanseze clasa de putere, cum ar fi VVER-1000, care din a doua generație a versiunii V-320 a ajuns (în acest moment) la dezvoltarea V-466B, care a fost propusă pentru Belene și acum pentru Kozloduj7, care este din generația III + .

VVER-400

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-440

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-1000

Secțiunea transversală a elementului combustibil VVER-1000. În albastru tijele de combustibil, în magenta tijele de control

Balasturile VVER au multe versiuni care diferă în ceea ce privește dimensiunea electrică și gradul de dezvoltare. Există unele instalații care îndeplinesc dubla funcție de a produce energie termică și electrică pentru utilizatorii civili și industriali. Cu același acronim, plantele din generații diferite sunt adesea confundate. Să vedem pe scurt sistemul tipic VVER-1000.

Sufixul 1000 se referă la dimensiunea electrică a centralei: este o centrală nucleară capabilă să livreze până la 1000 MW de energie electrică în rețea. Miezul are o dimensiune termică de puțin peste 3 GW . Producția de căldură are loc în interiorul unei corpuri mari de oțel, pe vârful căreia sunt dispuse canalele care permit introducerea tijelor de control.

Aranjarea elementelor hexagonale în miezul VVER-urilor (stânga) și a elementelor pătrate în cea a unui PWR occidental.

Coca , într-o poziție centrală, este conectată la circuitul primar, format din 4 circuite paralele. În fiecare circuit frigorific există o pompă de circulație și un generator de abur. Există un singur presurizator mare, conectat la conductele circuitului primar, cu scopul de a menține presiunea circuitului sub control, deoarece în primar apa frigorifică rămâne în stare lichidă, în condiții normale de funcționare. Presiunea internă a circuitului este de ordinul 15,7 MPa ^[2] , cu temperaturi cuprinse între 300 și 325 ° C. Centrala aparține familiei de reactoare PWR și diferă de PWR occidentale în două privințe:

• Orientarea generatorului de abur : ax orizontal, în timp ce în lanțul de aprovizionare vestic are ax vertical.
• Forma elementului combustibil : elementul combustibil are o secțiune hexagonală, în timp ce în ambele tehnologii occidentale PWR și BWR au o secțiune pătrată.

Primele modele

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

Șabloanele AES

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-1200

Această clasă de putere a reactorului constă în prezent din 2 versiuni diferite, V-392M derivând din modelele VVER-1000 V-392 și V-412 și V-491 derivând din modelul VVER-1000 V-428. ^[5]

VVER-TOI

Această secțiune despre inginerie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-1300

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-1500

Această secțiune despre subiecte de inginerie și energie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

VVER-urile din lume

Operațional

În construcție și planificat

Notă

linkuri externe

• ( EN ) Reactor VVER-1200 ( PDF ), pe aem-group.ru . - pe pdf oficial AEM
  • ( RO ) VVER 1200 Construction - pe canalul oficial YouTube AEM

Portale Energia nucleare

Portale Ingegneria