Pirmais kodolenerģija reaktors bija paredzēts izmantošanai bumbās, lai ģenerētu 239Pu. Pēc tam šie reaktori tiek izmantoti dažādiem mērķiem, piemēram, elektroenerģijas ražošana un to izmanto arī kuģu dzenā, lai radītu radioizotopus un piegādātu siltumu. Dažādos projektos ir pieejami dažādi kodolreaktoru veidi, kur enerģijas ražošana šajos reaktoros galvenokārt ir atkarīga no kodola skaldīšanas. Bieži lietotie reaktori ir PWR (spiediena ūdens reaktors), BWR (vāroša ūdens reaktors) un PHWR (smagā ūdens spiediena reaktors). Šajā rakstā ir apskatīts kodolreaktora, to sastāvdaļu un veidu pārskats.
Kas ir kodolreaktors?
Definīcija: Kodolreaktors ir būtiska kodola sistēma elektrostacija . Tie ietver kodola novadīšanas reakcijas, lai radītu siltumu, izmantojot metodi, ko sauc par skaldīšanu. Saražoto siltumu var izmantot tvaika pagatavošanai vērpšanai a turbīna . Lai elektrību varētu ražot. Pasaulē ir simtiem komerciālu reaktoru, jo virs 90 reaktoriem atrodas ASV. Tātad kodolenerģija ir viens no lielākajiem enerģijas avotiem drošai un bez oglekļa saturošai elektroenerģijai.
Kā darbojas kodolreaktors?
Kodolreaktora galvenā funkcija ir kodola skaldīšanas kontrole. Kodolreaktora darbības princips ir kodola skaldīšana, un tā ir viena veida metode, ko izmanto kodola sadalīšanai atomi lai ražotu elektrību. Kodolreaktoros tiek izmantots urāns, kas pārstrādās sīkās keramikas granulās un kopā sakrauts degvielas stieņos. Degvielas mezglu var izveidot ar vairāk nekā 200 degvielas stieņu kopu. Parasti reaktora kodolu var izgatavot, izmantojot šos mezglus, pamatojoties uz jaudas līmeni.
Kodolreaktora tvertnē degvielas stieņus ievieto ūdenī. Lai tas varētu darboties kā dzesēšanas šķidrums, kā arī starpnieks, lai palīdzētu, vienlaikus samazinot neitronu ātrumu. Šos neitronus var radīt, sadaloties, lai uzturētu ķēdes reakciju.
Pēc tam reakcijas kodolā var ievietot vadības stieņus, lai samazinātu reakcijas ātrumu. Sadalīšanās procesā radītais siltums var padarīt ūdeni tvaikā, lai pagrieztu turbīnu elektroenerģijas ražošanai bez oglekļa.
Komponenti
Būtiskais kodolreaktora sastāvdaļas galvenokārt ietver šādas. Kodolreaktora diagramma ir parādīta zemāk.
Kodolreaktora bloka diagramma
- Kodols
- Atstarotājs
- Vadības stieņi
- Moderators
- Dzesēšanas šķidrums
- Turbīna
- Ierobežošana
- Dzesēšanas torņi
- Ekrāns
Kodols
Reaktora kodols satur kodoldegvielu siltuma ražošanai. Tas ietver urānu ar mazāk bagātinātu vadības sistēmu un strukturālos materiālus. Kodola forma ir apļveida cilindrs ar diametru no 5 līdz 15 metriem. Kodols ietver vairākas atsevišķas degvielas tapas.
Atstarotājs
Atstarotājs ir izvietots ap serdi, lai atkārtotu neitronu aizmuguri, kas pārplūst no serdes virsmas.
Vadības stieņi
Kodolreaktora vadības stieņi ir veidoti ar smagiem masas elementiem. Galvenā funkcija ir absorbēt neitronus. Lai tā varētu turpināt vai apturēt reakciju. Galvenie šo stieņu piemēri ir svins, kadmijs utt.
Šīs stieņus galvenokārt izmanto reaktora iedarbināšanai, reakcijas uzturēšanai nemainīgā līmenī un reaktora izslēgšanai.
Moderators
Galvenā funkcija moderators kodolreaktorā ir palēnināt neitronus no augsta enerģijas līmeņa, kā arī liela ātruma. Lai neitronam būtu iespēja trāpīt degvielas stieņiem, tas palielināsies.
Mūsdienās modernajos moderatoros galvenokārt ietilpst ūdens H2o, smagais ūdens D2o, berilijs un grafīts. Moderatora īpašības ir augsta siltuma stabilitāte, radiācijas un ķīmiskā stabilitāte, nerūsējoša iedarbība utt.
Dzesēšanas šķidrums
Materiāls, kas tiek izmantots siltuma pārnešanai no degvielas uz turbīnu caur serdi, piemēram, ūdens, šķidrais nātrijs, smagais ūdens, hēlijs vai kas cits, ir pazīstams kā dzesēšanas šķidrums. Dzesēšanas šķidruma raksturlielums galvenokārt ir zema kušanas temperatūra, viršanas temperatūra ir augsta, netoksiska, mazāka viskozitāte, radiācijas un ķīmisko vielu stabilitāte utt. Parasti izmantotie dzesēšanas šķidrumi ir Hg, He, Co2, H2o.
Turbīna
Galvenā turbīnas funkcija ir siltuma enerģijas pārnešana no dzesēšanas šķidruma ierīces uz elektrību.
Ierobežošana
Norobežojums atdala kodolreaktoru no apkārtnes. Parasti tie ir pieejami kupola formā un projektēti ar augsta blīvuma un tērauda dzelzsbetonu.
Dzesēšanas tornis
Tos izmanto dažu veidu elektrostacijas, lai pārpalikuma siltumu, ko termodinamisko likumu dēļ nevar mainīt, pārvērstu siltuma enerģijā. Šie torņi ir kodolenerģijas hiperboliskie simboli. Šie torņi var radīt tikai saldūdens tvaikus.
Ekrāns
Tas aizsargā strādājošos vīriešus no radiācijas efekta. Skaldīšanās procesā var veidoties tādas daļiņas kā alfa, beta, gamma, ātri un lēni neitroni. Tāpēc, lai nodrošinātu drošību no tiem, ap reaktoru tiek izmantoti betona vai svina biezie slāņi. Alfa un beta daļiņas var apturēt, izmantojot biezus plastmasas vai metālu slāņus.
Kodolreaktoru veidi
Visā pasaulē ir pieejami dažādi kodolreaktoru veidi. Pamatojoties uz tā dizainu, tas izmanto urānu ar dažādu koncentrāciju, ko izmanto degvielai, moderatorus, lai aizkavētu skaldīšanas procesu, un dzesēšanas šķidrumus siltuma pārnešanai. PWR jeb zem spiediena ūdens reaktors ir visizplatītākais reaktora veids.
PWR / spiediena ūdens reaktors
Šāda veida reaktorus visbiežāk izmanto visā pasaulē. Tas izmanto normālu ūdeni, piemēram, gan moderatoru, gan dzesēšanas šķidrumu. Šajā laikā dzesēšanas šķidrumu var sasteigt, lai apturētu tā mirgošanu tvaikos, lai uzturētu to procesa laikā. Jaudīgi sūkņi pārvieto ūdeni, izmantojot caurules, nodod siltumu no vārīšanās ūdens sekundārajā lokā. Iegūtie tvaiki virza turbīnas ģeneratoru elektroenerģijas ražošanai.
BWR / vāroša ūdens reaktori
Šajos reaktoros vieglais karš darbojas kā dzesēšanas šķidrums, tā arī moderators. Dzesēšanas šķidrums tiek atlicināts zemā spiedienā, lai vārītu ūdeni. Tvaikus var piegādāt tieši turbīnu ģeneratoriem, lai ražotu elektrību.
Spiediena smagā ūdens reaktori
Tie ir pazīstami arī kā CANDU tipa reaktori. Šie reaktori nozīmē aptuveni 12% kodolreaktoru visā pasaulē. Tos galvenokārt izmanto visās Kanādas kodolstacijās. Šajos reaktoros tiek izmantots smags ūdens, piemēram, gan dzesēšanas šķidrums, gan moderators. Kā degvielu tas izmanto dabisko urānu, jo spiediena ūdens reaktorā dzesēšanas šķidrumu var izmantot normāla ūdens vārīšanai citā lokā.
Gāzes dzesēšanas reaktori
Šie reaktori tiek izmantoti tikai Lielbritānijā. Tie ir pieejami divos veidos, proti, Magnox un AGR (uzlabots ar gāzi dzesējams reaktors). Šie reaktori izmanto C02, piemēram, dzesēšanas šķidrumu un grafītu, piemēram, moderatoru. Magnox degviela ir dabīgs urāns, turpretī AGR tas izmanto uzlabotu urānu.
Gaismas ūdens grafīta reaktori
Šie reaktori tiek izmantoti valstī Krievija. Tātad šajos reaktoros kā dzesētājs un grafīts, tāpat kā moderatorā, tiek izmantots parasts ūdens. Verdoša ūdens reaktoros dzesēšanas šķidrums vārās, kad tas piegādā visu reaktoru. Izveidotais tvaiks tiks piegādāts tieši turbīnu ģeneratoriem. Agrīnās LWG tipa reaktoru konstrukcijas bieži darbojās bez drošības īpašībām.
Ātrie selekcionāru reaktori
Šie reaktori izmanto ātrus neitronus, lai tādus materiālus kā U238 un Torijs232 pārveidotu par skaldāmiem materiāliem, lai darbinātu reaktoru. Šis process ir apvienots ar pārstrādi, kas spēj uzlabot pieejamos kodoldegvielas resursus. Šie reaktori darbojas Krievijā.
Mazie moduļu reaktori
Mūsdienu SMR galvenokārt tiek veidots ekonomiski. Šie reaktori pieaug, lai piegādātu elektrību maziem elektrotīkliem un, iespējams, piegādātu siltumu resursu rūpniecībai. Šos reaktorus var izmantot arī lielākos tīklos, kad pieaug pieprasījums.
Daži SMR tipa reaktori ir grūtā attīstības stadijā, piemēram, pilnīgi pazemē, samazinot zemes izmantošanu, personāla un drošības prasības. Dažos no šiem reaktoriem ir pasīvās drošības sistēmas, kas darbojas līdz 4 gadiem bez atkārtotas uzpildīšanas
Daži citi reaktoru veidi ir CANDU, ātrs selekcionārs, torijs, verdošs ūdens, augsts spiediens, prizmatisks, izkusis sāls, mazi moduļu, radioizotopu termoģeneratori, kodolsintēzes reaktori, RBMK, Magnox, oļu gulta, superkritiski ar ūdeni dzesēti, AES-2006 / VVER-1000, VHTR, HTGR un Research tipa reaktori.
Kodolreaktora izmantošana
The kodolreaktora pielietojums iekļaujiet sekojošo
- Tos izmanto atomelektrostacijās elektroenerģijas ražošanai un izmanto arī jūras kodoldzinējos.
- Atomelektrostacijas piegādā nepieciešamo enerģiju elektroenerģijas ražošanai.
- Pretējā gadījumā tie virza kuģu dzenskrūves, lai pagrieztu elektrisko ģeneratoru vārpstas.
Tādējādi tas viss ir par kodolreaktora pārskats . Līdzīgi visā pasaulē ir pieejami dažāda veida komerciāli kodolreaktori, piemēram, ar gāzi dzesējams, ātrs neitrons un viegls ūdens grafīts, augsts spiediens, verdošs ūdens, smags spiediena spiediens un ātrs selekcijas reaktors. Šeit ir jautājums jums, kāda ir degviela, ko izmanto PHWR?
