מה זה עוזר מים מבול?

תגובה מים בולים (BWR) היא סוג של כור גרעיני מים קלים שבו מים רגילים משמשים גם הקריר וגם המנטרן של נורטון, בניגוד לעיצובים אחרים של כור שבו הקרר העיקרי נשמר תחת לחץ גבוה למנוע רתיחה, BWR מאפשר מים לרתח ישירות בתוך הליבה של הכור.

הפשטות של עיצוב BWR תרמה לפריסת הנרחבת שלה, במיוחד בארצות הברית, יפן וחלקים מאירופה.נכון ל-2025, כ-60 יחידות BWR נותרו בשירות מסחרי פעיל, ויצרו אלפי מגהוואט של חשמל פחמן נמוך מדי שנה.הבנת האופן שבו פונקציה זו חיונית להערכת תפקידם בדורות גרעיניים מודרניים.

כיצד מגיבים מים זורמים מייצרים חשמל

תהליך ייצור החשמל ב- BWR הוא ביסודו מחזור תרמי, אך רצף האירועים בתוך כלי הכור מאגד אותו מטיפוסי כור אחרים.התתתות הבאות מתפוררות כל שלב בתהליך.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

הליבה הכור מכילה אלפי מכרסמים דלק, כל אחד מהם מלא אגן של דו תחמוצת אורניום (UO2) המועשר ל- 3–5% באיזוטופ של איזוטופ אורניום-235.כאשר נויטרונים מכה גרעין אורניום-235, הוא מתחלק לאלמנטים קלים יותר, שחרור כמות גדולה של אנרגיה בצורת חום ושניים או שלושה נויטרונים מהירים נוספים.

מחזור ישיר: Steam to Turbine

בעוד המים סופגים חום, הטמפרטורה עולה עד שהיא מגיעה לנקודת השאיבה ומתחילה לרתח. בשלבים טיפוסיים BWR, הליבה פועלת בלחץ של 7.2 MPa (1,040 psi), המאפשר מים לרתיחה בסביבות 285 מעלות צלזיוס (545 מעלות צלזיוס) הקיטור המיוצר - תערובת של מים וזריקת נוזלים - עולה דרך הליבה ועובר דרך סיריבי נמוך יותר (ברידים) לתוך סירים יבשים יבשים) לתוך קו קיטור גבוה יותר ויותר גבוה (מונים).

תגובה קולית והסכמה

המים המוצמדים מוחזרים חזרה אל הכור באמצעות סדרה של תנורי מים, השלמת מחזור ה-Open-loop סגורה. כי הקיטור שמניע את טורבינת ההלונל מגיעה ישירות מליבת הכור, כל הרכיבים המטפלים ב-Steam נחשפים לזיהום רדיואקטיבי.מסיבה זו, BWR צמחים משלבים מגן חזק ומבנים להכיל כדי להגן על עובדי הצמח והסביבה הסובבת את המים הסגורים, עשויים גם להסיר מוצרים קרים או להזיזים.

הבדלים מרכזיים בין BWRs ו- Pressurized Water Reactors

בעוד שני BWRs ו PWRs הם כור מים קלים, הפילוסופיות העיצוב שלהם שונה בכמה דרכים חשובות.ב PWR, השרידים הקרניים העיקריים בלחץ גבוה מספיק (בדרך כלל 15.5 MPa) כדי למנוע רתיחה.הקר העיקרי חם מוחזר באמצעות גנרטור קיטור, שבו הוא מעביר את החום שלו למעגל מים משני נפרד אשר מייצרת קיטור עבור טורבינות משנית.

לעומת זאת, BWR משתמש בלולאה אחת: הקיטור המיוצר ישירות בליבת מניע את טורבינות ישירות. מחזור ישיר זה מבטל את הצורך גנרטורים קיטור, אשר יכול להיות יקר ו נוטה להשפילות צינור.עם זאת, זה אומר כי טורבינות וכל הרכיבים במורד הזרם הופכים לחלק מהשטח הנשלט על ידי קרינה רדיואקטיבית.

יתרונות של תגובת מים

  • (FLT:0Simplified plant הפריסה:FLT:1) היעדר גנרטור קיטור ועיתונות מפחיתה את מספר המרכיבים העיקריים, קיצור קווי זמן בנייה והורדת עלויות הון.
  • (FLT:0) מחזור קיטור ישיר: 1FLT (הציטור) המיוצר בזרימת הליבה ישירות לטורבינה, ביטול הירידה הטמפרטורה הקשורה להחלפת חום ושיפור יעילות תרמית על ידי 1–2% בהשוואה ל- PWR של דירוג חשמל דומה.
  • (FLT:0) יכולת מעקב אחרי עומס: 1 (BWRs) יכול להגיב במהירות לשינויים בביקוש החשמלי על ידי התאמת קצב זרימת משאבות בידוד פנימי, אשר משנה את השבריר הריק (בועות של צוות) בליבת ובכך כוח הכור.
  • טכנולוגיה פרובן:0 (Proven Technology: FLT:1 BWRs) כבר במבצע מסחרי מאז שנות ה-60, מתן בסיס משמעותי של ניסיון תפעול ושרשרת אספקה מבוססת היטב עבור דלק ורכיבים.
  • (FLT:0)Low לחץ הליבה: 1FLT:1 הלחץ התפעולי התחתון (המופרד ל- PWRs) מקטין את עובי הנדרש של כלי הלחץ הכור, צמצום מגבלות הייצור ומאפשר שימוש בכלי שיט גדולים יותר עבור תפוקת חשמל גבוהה יותר.

אתגרים ושיקולי בטיחות

למרות היתרונות הרבים שלהם, BWRs מציג אתגרים ספציפיים כי מפעילים ורגולטורים חייבים לטפל כדי לשמור על פעולה בטוחה ואמינה.

קרינה חשיפה וכיליון

מכיוון שהזיטור המיוצר ב BWR הוא רדיואקטיבי - המכיל חנקן-16 (מהפעלה במים), גזים אציליים, ומדליק כמויות של מוצרי שבץ - טורבינות, condenser, ו- pipinging קשור חייב להיות מוגן.עובדים דורשים פיקוח קפדני ו dosimetry אישי כדי למזער חשיפה של ריכוז, המכונה Mark II, או Mark IIIment מכילים (בהתאם לדגם IWir) כדי למנוע חשיפה לדלקת הלחמית של קרינה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הוא מכיל נזק לדלקת הלחמית, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הוא מכיל נזק לדלקת הלחמית, בתאונה, כלומר, במקרים של אובדן דלקת הלחמית, בדלקת הלחמית, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, כלומר, כלומר, בתאונה, בתאונה, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, כלומר, בדלקת הלחמית, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר,

מערכות אבטחה מתקדמות ב- BWRs מודרניים

עיצובים מודרניים BWR משלבים שכבות מרובות של הגנה מעבר לדור המקורי של מערכות.לדוגמה, התגובה המים של נביחות (ABWR) תכונות משאבות החלמה פנימיות הרכובות מתחת לגרעין, תוך חיסול הלולאה החיצונית הגדולה שגרמה לפגיעות ב BWRs מוקדם יותר - כגון הפסקות קו השיקום שתרמו לתאונה של Fukushima Daiichi המכילה את מספר השברים הפעילים של מחלות הלבבות (S) המכילות יתר של מחלות חום חמורות יותר (Rircventing) מכילות יתרום) באופן טבעי לחלוטין, כולל שימושים מחדש של מחלות קשות של מחלות קירור (Rircventing) המכילות גם תכונות קירור יתר על ידי הסרת מחלות קשות של מחלות קשות) של מחלות קשות של מחלות קשות של מחלות קשות של מחלות קשות (Rs) של מחלות קשות של מחלות קשות) של צינורות קירור (Rs) של מחלות קשות) של מחלות קירור מים (Rs) ופירוק לחלוטין, כמו הפסקות מחדש של מחלות קשות) המכילות מחדש של מחלות קשות (Rircventing נוזל קירור מים (Rs) של מחלות קשות) של מחלות קשות) של מחלות קשות) של צינורות קירור (Rs) כולל שימוש ב-Rircventing נוזל קירור יתר

היסטוריה ואבולוציה של טכנולוגיית BWR

הפיתוח של כור מים רותחים החל בשנות החמישים בתחנת הניסוי הלאומית של ארצות הברית באיידהו.הניסוי הראשון BWR, BORAX-I (ניסוי התגובה), נבנה כדי לבחון את יכולת הרתיחה הישירה כאמצעי של ייצור חשמל.ב-1955, BORAX-III היה מחובר לרשת החשמל, תוך זמן קצר לעיר הסמוכה של אראקווידהו, רשת החשמל הראשונה של אילינוי, אשר החלה 200 ניסויים גרעיניים.

במהלך שנות ה-60 וה-70, הגנרל אלקטריק חדד את עיצוב BWR דרך קווי מוצרים מוצלחים - BWR/2 דרך BWR/6 - כל אחד מהם הציג שיפורים בעיצוב דלק, צפיפות כוח הליבה ומערכות בטיחות. עד שנות ה-80, BWR הפך בחירה סטנדרטית עבור כלי חירום בארצות הברית, יפן, שוודיה ומדינות אחרות.התאונה החמורה ב- Fukushima ב-2011, ו-Rdesigns, הביאו לשיפור של כל ה-Rite של מערכות ניהול אוויריות גרעיניות גדולות יותר, אשר הובילו ל-Rinterd BR.

עיצובים מתקדמים: ABWR ו ESBWR

ABWR, שפותח על ידי הגנרל אלקטריק Hitachi (GEH), זכה לאישור רגולטורי בארצות הברית בשנות ה-90, והוא נבנה ביפן וטייוואן.הוא משלב מערכות בקרה דיגיטליות, מוטות בקרת הגנה משובחות, וגרעין כור שיכול לייצר עד 1,600 מ"ר, משאבות ההחזר הפנימי - עד 10 משאבות המותקנות בתוך אזור טריטוריאלי של האזור, אשר יכול להכיל גם מספר גדול של צינורות מתכת.

ESBWR, שקיבלו הסמכה עיצוב סופי של ועדת תגמול גרעיני בארה"ב בשנת 2014, לוקח את מושג הפשטות עוד יותר.זה מסתמך לחלוטין על זרימת טבעי לזרימה קרירה, הסרת כל משאבות השיקום ואת מקורות הכוח הקשורים שלהם ואת השליטה.עיצוב זה מקטין את מספר המשאבה על ידי 10-11 בהשוואה ל- BWR/6 טיפוסי ומבטל את הצורך עבור מערכת אחסון גדולה המכילה של 72 שעות קירור, כלומר, לא כולל קיבולת של מערכת אבטחה מקיפה יותר של 1,600 שעות לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לאחר קיבולת מוגבלת של מערכת אבטחה, כלומר, כלומר, לאחר 10-72 שעות לאחר 10-11 שעות לאחר קיבולת מוגבלת של מערכת אבטחה, כלומר, כלומר, כלומר, לא כולל 1,600 שעות לאחר 10-11 שעות לאחר מכן, כלומר, לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, לאחר קיבולת אבטחה, לאחר מכן, כלומר, כלומר, לא כולל קיבולת מוגבלת של מערכת אבטחה, כלומר, לאחר קיבולת של מערכת אבטחה, לאחר 10-11 שעות של מערכת אבטחה פשוטה BWR.

ניהול דלק ופסולת ב- BWRs

BWR דלק אסיפות שונות באופן גיאומטרי מאלה המשמשים PWRs. A טיפוסי BWR דלק החבילה הוא מערך של 8×8, 9×9, או 10 ×10 מוטות דלק, סגורה בתיבה המורכבת מסגסוגת Zirconium.הערוץ מבודד את זרימת הדלק הקרנית סביב כל חבילה, ומאפשר את הליבה להיות מיועד להתפלגות מסוימת כי אופטימיזציה של פעילות תרמית ו- 2, בדרך כלל, 000 ליטרים של דלק קטן יותר מ- pluton- pton- pton- pton.

לאחר כ-12-24 חודשים של פעילות, אסיפות הדלק המבוזבזות מוסרות מההלב ומחסנות במאגרים קירור באתר, שבו המוצר הפשפשוף מקטין את תפוקת החום והרדיואקטיביות שלהם בשנים הראשונות.מכאן, אסיפות עלולות בסופו של דבר לעבור לאחסון קשק יבש או נשלח לעיבוד מחדש (למרות שתהליך מחדש אינו פעיל כיום לדלק גיאולוגי בארצות הברית ארוכות טווח, מחפשות עמוקות של תעשיות ניהול פסולת).

גורמים כלכליים ומבצעיים

הביצועים הכלכליים של צמחי BWR תלויים במערך מורכב של גורמים, כולל עלויות בנייה, עלויות מחזור דלק, גורם קיבולת, ואת חיי הצומח. כי BWRs לפעול בלחץ נמוך יותר מאשר PWRs, כלי לחץ הכור יכול להיות מייצור בקוטרים גדולים יותר, המאפשרת תפוקה גבוהה יותר כוח בתוך כלי שיט אחד - גורם שיכול להפחית את העלות של הצמח.

באופן מעשי, BWRs הפגינו גורמים קיבולת דומה לאלה של PWRs - יחידות BWR מודרניות רבות להשיג באופן שגרתי גורמי יכולת שנתית מעל 90%.היכולת לבצע שינויים מהירים כוח באמצעות בקרת זרימה מחדש משפרת את הערך שלהם למפעילי רשת, במיוחד בשווקים שבהם חדירה של מקורות אנרגיה מתחדשים משתנה גדל.

עלויות הרישוי והתקנות הן שיקול חשוב נוסף בארצות הברית, מפעילי BWR השקיעו רבות בשיפורי בטיחות לאחר Fukushima, כולל הצפה והשדרוגים הסיסמיים, ציוד גיבוי נייד נוסף ותשתיות תגובה חירום.השקעות אלה, בעוד חיוני לבטיחות, הגבירו את עלות של צמחים קיימים ויש לקחת בחשבון בכל החלטה כדי לבנות יכולת חדשה של BWR.

עתידם של מגיבים מים

BWRs צפויים להישאר חלק חשוב של הצי הגרעיני העולמי במשך עשרות שנים לבוא.יחידות קיימות רבות עוברות חידושים של רישיונות המרחיבים את חיי התפעול שלהם ל-60, 70, או אפילו 80 שנים, הדורשות השקעות מתמשכות בניהול צמחי, החלפת רכיבים גדולים (כגון טורבינות סטרולר, מועדוני קרבן וכלי שיט פנימיים), ושיפורים תרמיים של ביו-ואלה, מתקדמים כמו אלה של כורים לערים, כמו כורים מקומיים, כמו כורים, ומעבדים גדולים, כמו רפובליקה של רפובליקה מקומית, כמו כורים, ופרויקטים, ופרויקטים חדשים, כמו כורים, ופרויקטים מקומיים, כמו כורים, כמו רפובליקה מקומית, כמו כורים, ופרויקטים, ופרויקטים חדשים של כורים, ומפעלים, ומפעלים, ומפעלים, כמו כורים, כורים, כורים, ומפעלים, כמו כורים, ומפעלים, כמו כורים, ומפעלים, רפובליקה נקייה מים חמים, כמו כורים, ומפעלים, כורים, ומפעלים, כמו כורים, ומפעלים, ומפעלים, כמו רפובליקה מקומית, ומפעלים, כמו כורים, כורים, כורים, ומפעלים,

מושגים קטנים יותר BWR מבוסס, כגון BWRX-300 שפותחו על ידי GE Hitachi, במטרה להביא את היתרונות של זרימת טבעית ובטיחות פסיבית לטווח פלט קטן (300 MWe), צמצום ההשקעה הון מראש ומאפשר אפשרויות ישיבה גמישות יותר. BWRX-300 הוא כור מודולרי קטן חדש (SMR) אשר משמר את התכונות המרכזיות של ESBWRRR - קיצור של טכניקות בנייה קומפקטיות, תוך צמצום זמני ניקוי קומפקטיות, וצמצום של אמצעי ניקוי קומפקטיות, תוך כדי צמצום זמני ניקוי קומפקטיות.

מעבר לדור החשמל, טכנולוגיית BWR עשויה גם למצוא יישומים בהתחדשות - ייצור חשמל ותהליך חום לשימושים תעשייתיים כגון ייצור מימן או פלנציה.טבע מחזור ישיר של BWRs מפשט את מיצוי החום ממערכת טורבינות, ומאפשר אנרגיה תרמית להסתה למשתמשים תעשייתיים ללא השפעה משמעותית על ייצור חשמל.

מקורות חיצוניים לקריאה נוספת: (FLT:0) אגודה גרעינית בעולם - כיצד מגיבים גרעיניים פועלים ב- 1 בינואר; FLT:2U.S. REulatory Commission - Boiling Water ReactorsFLT 3:; ; ⁇ ; ⁇ אספקת מידע (S)FLT:5 ).