ה-Boiling Water Reactor (BWR) מייצג את אחד העיצובים הכורים הנפוצים ביותר בדור כוח גרעיני מסחרי, השני רק ל- Pressurized Water Reactor (PWR) ב- BWR, מים מותרים לרתח ישירות בתוך הליבה הכור, ומייצרים המרה אדים הנצמדת ישירות ל-Borin-generator.סידורי ישירות אלה מבטלים את הצורך בגנרטורים משניים, מפשטים את הפריסה של תחנת הכוח הייחודית, אך מדגימה, אך מקרינה חיונית, והופכים את קווי בקרה גרעינית, והופכים את קווית, והופכים את קווית, והופכים את קווי בקרה ייחודית, לקרינת אדמירלטרה-סגולה, באופן יעיל, לקרינת אדמירלטרה-לטרה-לבן, והופכים את קווירית, לכדי יכולת בקרה, ולשלוט, והופכים את קווי בקרה, לקרינת חשמל ולשלוט, והופכים את קווירית, באופן יעיל.

מעגל BWR Turbine: מ-Steam ועד רוטציה

יתרונות מחזור ישיר ואתגרים

המאפיין המגדיר של מחזור טורבינות BWR הוא ההפיכה הישירה שלה: קיטור עוזב את הליבה הכור עובר דרך צינור קיטור הממוקם בתוך כלי לחץ הכור כדי להפחית את התוכן ל 0.1–0.2% לפני הכניסה לקווי הקיטור העיקריים.מכאן, הזרמת הקיטור רווי ישירות אל טורבינת התחזוקה בלחץ גבוה, אך הפשטות הזו מפחיתה את מספר הרכיבים העיקריים בהשוואה ל-PWR, הורדת הון וחיסול של מחזור הדם והחמצן הניקיון והחמצן העוצמתי של 16N, אשר דורש בעיקר ממתכת הקדמי, אך ורק ממתכת, אך ורק ממתכת, אשר דורש את אמצעי הגנה הדוקים, אך ורק על פני מחזור הדם הקצר, אך ורק על פני מחזור הדם החמצן החמצן הסגור, אך ורק על פני מחזור הדם הקצר, אך ורק על פני מחזור הדם הבין-160 ליטרים, אך ורק על פני מחזור הדם, אך ורק על פני מחזור הדם הבין-160, עם לחץ הדם, אך ורק על פני מחזור הדם, אך ורק על פני השטח, עם זאת, עם לחץ הדם הקצר, עם זאת, עם זאת, כולל לחץ הדם, כולל לחץ הדם, כולל לחץ הדם, כולל לחץ הדם, כולל לחץ הדם, אך ורק על פני מחזור קיטוריביים, אך ורק על

איכות Steam ו-Moisture הפרדה

BWRs לפעול בלחץ אדים נמוך יותר מאשר מערכות משניות PWR - באופן צמיגים סביב 6.9–7.2 MPa (1000–1050 psi) ב- כור - החלת קיטור רוויה.כפי שהזרח הזה מתרחב דרך השלבים בלחץ גבוה, תכולת הלחות שלו עולה באופן משמעותי בשל התכה של לחות מוגברת מוביל לשחיקה, מופחתת יעילות, ונזקים נמוכים להורדת לחץ דם.

High-Pressure ו- Low-Pressure Turbines

רכבת טורבינות BWR טיפוסית מורכבת מלחץ גבוה אחד (HP) cylinder ושניים או שלושה או שלושה מדכאים נמוכים (LP) cylinders מסודרים ב- tandem.ה-HP מקבל קיטור ישירות מהכור ומוציא בערך 30–40% מהאנרגיה הזמינה.לאחר שעבר דרך הלחות של סלפור, הקיטור מחולק ל-Lrons, אשר פועל עם להבים ארוכים יותר ויותר באזורים של נוזל חיצים בלחץ גבוה יותר.

המונחים: Moisture Separator Arrangement

בעיצובים רבים של BWR, מבדיל לחות משולב ישירות לתוך הטורבינות או ממוקם ככלי נפרד בין HP ל- LP cylinders. כי BWR קיטור אין מקור התחממות נפרד (כמו PWRs, אשר משתמש אדים גנרטורים קיטור או מערכת חימום נפרדת), אין שלב מחממת.

מערכת המים והאכילה

מבצע ו Vacuum

לאחר עזיבת טורבינות LP, קיטור ממצה נכנס לקונסול הראשי, שבו הוא מתכנס על אלפי צינורות קריר על ידי מערכת מים מבוזרת (מנהר, האגם, מגדל הקירור או האוקיינוס) שומר על ואקום גבוה - באופן חד פעמי בטווח של 4-5 kPa לחץ מוחלט - הוא קריטי להשגת יעילות תרמית מקסימלית.

מים מאכילים את הכדאיות והמחזור

לעזוב את condenser הוא מודרך סדרה של תנורי מזון בלחץ נמוך, אשר משתמשים לחלץ קיטור מ HP ו LP טורבינות כדי לחמם את המים לפני שהוא חוזר ל הכור. זה התחדשות מים חימום מים מעלה את הטמפרטורה הממוצעת שבה החום נוסף במתקן, ובכך לשפר את היעילות התרמודינמית הכוללת של מחזור הדירוג.

קובצי מזון ומוצרים

משאבות מרובות condensate להגביר את הלחץ של condensate מן החם condenser דרך תנורי לחץ נמוך.לאחר שעבר דרך משאבות מים (לעתים קרובות מונע על ידי טורבינות קיטור או מנועים חשמליים), את מי להאכיל מועבר ל כור באמצעות טבעות ספארי מים מזון.

גנרטור וחשמל עוצמה

בנייה ירוקה ו- Cooling

טורבינות מניעה גנרטור סינכרוני שממיר אנרגיה סיבובית מכנית לתוך פלט חשמל במתח בדרך כלל בין 18 ל-24 kV. BWR גנרטורים הם מכונות גדולות - מ -1000 עד 1400 MVA עבור יחידות מודרניות - ודורש מערכות קירור מקיף. הידרוגן קירור נפוץ עבור הרקטור ומוליכים ממריצים בשל יכולת העברת החום הגבוהה שלה והפסדי רוח נמוכים; מימן הוא מוטבע באמצעות קירור מים חמים יכול גם על ידי קירור אזורים ממתכתיים עשויים להשתמש מים חמים.

חיבור Transformer ו Grid

פלט הגנרטור עולה על ידי הטרנספורמציה העיקרית של הכוח להעביר מתחים (בדרך כלל 230 kV, 400 kV, או 500 kV) לחיבור לרשת החשמל. a מבודד אוטובוס דוקטרקט נושא את הגנרטור הנוכחי אל המהפך, מגן על אנשי צוות מפני חשיפה לזרמים גבוהים המכיל כל פגמי קשת.

מערכות

זרם השדה הגנרטור מסופק על ידי מערכת ציטוטים, אשר עשוי להיות קטע רוטט מגובש על אותו פיר או קטע מבוסס thyristor סטטי עם טבעות חלקלקות.מתח הציטוט מוסדר לשלוט בתפוקה הכוח השבאקטיבי של הגנרטור ולשמור על יציבות המתח על הרשת. מודרני הרגולטורים מתח דיגיטלי מאפשר תגובה מהירה להפרעות רשת ותמיכה בעומס אחר יכולת.

בקרת טורביין וממשל

מהירות ושליטה

מהירות טורבינות BWR ותפוקה כוח מוסדרים על ידי מערכת שלטונית שמשתנת את המיקום של שסתום בקרה (נקראת גם שסתום המושל או שסתום כניסה אדים) הממוקם במעלה הזרם של טורבינות HP.השל מקבל אותות מהתפוקה של הגנרטור, חיישנים תדירות, ואת אותות כור / זרימה.עבור שינויים עומס נורמלי, מערכת הבקרה לתאם שינויים כוח כור (באמצעות שליטה על תנועת מוטה ותיקון תיקון) עם התאמות) להבטיח את הטורבינה זו.

מערכות עקפה טורבבין

במהלך הסטארט-אפ הכור, הסגירה, או דחיית עומס מהירה, יש להסיט קיטור עודף מהטורבינה כדי למנוע לחץ יתר ולאפשר לכור להמשיך ולכבור. המסלולים במערכת העקפים ישירות לקונסול הראשי באמצעות סדרה של תחנות לחץ ודהור.על-ידי עקפה משתנה, אבל BWRs מודרניים נועדו לטפל עד 85% או יותר של עומס קיטור מלא, המאפשרים אפילו את השירות מנותק.

תגובה ל-Turbineתיאום

ב BWR, כוח הכור מושפע הן ממעמד מוט הבקרה והן קצב זרימה ליבת החלמה.מערכת בקרת טורבינות אינטראקציה עם מערכת בקרת הכוח של הכור כדי לשמור על מצב מאוזן.לדוגמה, אם הטורפות קרוב חלקית, לחץ כור עולה, אשר מפחיתה חללי קיטור בליבת ומגדיל את תנוחת הניטריון, מה שגורם לעלייה זמנית של הכוח.

מערכות בטיחות עבור Turbine ו-Power Conversion

הגנה מהירה

אם טורבינת הטורבינה מאבדת את העומס החשמלי שלה לפתע (למשל, בשל פתיחת רשת), טורבינות יכולה להאיץ במהירות.Overspeed Protection כוללת כבריכי נסיעה מכניים הפועלים בסביבות 110-112% מהמהירות הדרגתית, כמו גם מערכות זיהוי מהירות אלקטרונית אשר באופן עצמאי להתחיל סגר מהיר של שסתוםי עצירת הקיטור הראשי וסתומי בקרה.

הפסקת חירום וטיולים מכניזם

תנאי נסיעה מרובים הם מעקב על ידי מערכת הגנת טורבינות, כולל רטט גבוה, לחץ שמן סיכה נמוך, טמפרטורה גבוהה נושא, לחץ רב condenser, והתרחבות שונה מוגזמת. כאשר מצב טיול מזוהה, סיסמי הפסקת קיטור וסתמי בקרה נמוך קרוב במהירות, ואת הגנרבור נפתח.בנוסף, מערכת הגנה הכור עשויה ליזום תיקן (הוספת טיפול של שליטה) אם את טורבינות הנהיגה מחלה או לחץ גבוה כגון נוזל כגון לחץ דם גבוה.

המונחים: Isolation and Containment Considerations

מכיוון שמחזור טורבינות ב- BWR מכיל קיטור רדיואקטיבי, בניין טורבינות תוכנן כאזור גישה מבוקר עם מגן ואוורור הולם.קווים הקיטור והמזומנים העיקריים שחדורים לבניין מכילות שסתום בידוד שיכול קרוב לסימנים בטיחותיים להכיל כל שחרור של רדיואקטיביות.מערכת טורבינות בתוך מערכת החסימה יש גם יכולת בידוד.

יעילות ושיפור ביצועים

חומרים מתקדמים ב-Belde ו- Aerodynamics

שיפורים רצופים בעיצוב להב טורבינות הגבירו באופן משמעותי את פלט BWR ויעילות. השימוש בפרופילים אווירודינמיים תלת-ממדיים, לחיפי ספקטרום חלקי, ומגן חיץ מורחב והפסדי נתיב מופחתים.הטורבים מודרניים משלבים עיצובים מבוקרים ומטמים אופטימיזציה להפחתה של הדלפה.בטורבס, הלהבים האחרונים עכשיו עולה על פני 1200 מ"מ באורך 60 יחידות, עם ירידה של פעילות מוגברת, וירידה של פחותה.

בקרה דיגיטלית ואופטימיזציה

החלת BWRs ישנים עם מערכות בקרה דיגיטליות של טורבינות שיפרה את תגובת העומס והפחיתה את המגמות התרמיות. אלגוריתמים מתקדמים מאפשרים ניטור בדרכי קיטור, חישוב יעילות מקוונת, ואזהרה מוקדמת של להב רעוע או מצב מוזנח.שליטה של שסתום דיגיטלי גם מאפשרת "ניתוח נקודה יקר", שבו טורבינות מנוהלת עם שסתום אופטימלי כדי למזער הפסדים.

אפשרויות ל Extended Power Uprates

צמחים רבים BWR יישמו בהצלחה את קצבי החשמל המורחבת (EPUs) של עד 20% מעל הכוח מורשה המקורי.ה uprates אלה דורשים שינויים במערכות טורבינות והחלפת טורבינות HP ו-diaphragms, LP טורבינות blade שדרוגs, לחות גדולה יותר משקעים, הגדלת יכולת קירור, ומשדרגתדרגות את הגנרטורטר ומשנה הטבות כלכליות משמעותיות.

איכות הסביבה ומבצעית Aspects

חשיפה ל-Steam Cycle

דאגה מבצעית ייחודית עבור טורבינות BWR היא נושאת של איזוטופים רדיואקטיביים קצרי ימים, במיוחד חנקן-16 (N-16), לתוך האולם טורבינות N-16 פולטת קרני גמא באנרגיה גבוהה ויש לקחת בחשבון עבור אנשים מגנים וגישה בקרה.S הגנה על קו קיטור ובקרת אזורי גישה הם סטנדרטיים. במהלך תחזוקה על טורבינות או condenser, זמן רבבון מותר N-16 כדי להפחית את המינון (חצי שניות), וכן הלאה של מוצרי בקרה).

כימיה מים ובקרת קורוזיה

כדי למזער את בניית שדה הקרינה ואת רכיב קורוזיה, BWR הכימיה מים נשלטת בקפידה.זריקת מימן משמשת כדי לדכא רמות חמצן במים הכור, צמצום corrosion הלחץ corrosion .מערכת להאכיל מים בנויה עם נירוסטה או Alloy 600/690 כדי לעמוד בפני קורוזיה. Condensate מלוטש מסננים מסירים ionicurities ו- crudiculatedic חלקית לפני החזרת מים חיוני כדי לשמור על איכות.

ההרחבה PWR Turbine Cycle

בעוד שני BWRs ו PWRs משתמשים טורבינות קיטור, ההבדלים במחזור הם בולט. PWRs לייצר קיטור יבש, מעט על-טבעי במעגל משני, אשר ניתן לחמם מחדש בין HP לליברליות LP, נותן להם יתרון יעילות קטן (33–35% לעומת 32-34% עבור BWRs). PWR טורבינות בדרך כלל להתמודד עם פחות לחות כי הוא לחץ אדים; ולכן הם זקוקים ללחץ גדול של צבע חום.

מסקנה

מערכות טורבינות וההמרות של תגובת מים בולים הן קישורים קריטיים בין העיוות הגרעיני בליבת וכוח חשמלי המסופק לרשת.העיצוב הישיר מפשט את הפריסה של הצמח, אך מטיל דרישות קפדניות לשליטה לחות, ניהול קרינה ומערכות הגנה חזקות.קדם בלהב אווירודינמיקה, מדע חומרי, בקרה דיגיטלית, וטכנולוגיות כוח למעלה יש שיפור מתמיד של יעילות מודרנית כמו הדור הבאר גרעיני ממשיך לשפר את יעילות גבוהה יותר של מערכות אבטחה BWR.