Su Reaktör (BWR) ticari nükleer enerji üretiminde en yaygın reaktör tasarımlarından birini temsil eder, ikinci kez sadece baskılı Su Reaktörüne (PWR) Bir BWR'de su, doğrudan reaktör çekirdeği içinde kaybolabilir ve enerji dönüşüm sistemlerinin hızlı bir şekilde anlaşılması, bu doğrudan bu tür bitkilerin ve güvenli bir şekilde elektrik akımına nasıl dönüştüğünü anlamak için gereklidir.
BWR Türbini: Steam'den Rotation
Doğrudan Lisans Avantajları ve Challenges
BWR Türbin döngüsünin belirleyici özelliği doğrudan darbedir: reaktör çekirdeğinin geçişini terk eden buhar kurutma makinesi montajını reaktör baskı gemisinin içinde bulunan bir buhar makinesi montajını ikincil buhar jeneratörü ile ilişkili olarak% 0.1-0.2 azaltın. Ancak, doğrudan çevrim, for buharlı buharlı buharlı yüksek basınçlı türlere doğrudan maruz kalır.Bu basitlik, öncelikle yüksek basınçlı türlerden elde edilen yüksek basınçlı türlere kıyasla, ilk olarak kısa bir yarı ömrü gerektirir ve ikincil buhar jeneratörü ile ilişkili olarak ısıtımı gerektirir.
Buhar Kalitesi ve Moisture Ayrılma
BWRs, PWR ikincil sistemlerden daha düşük buhar baskılarında çalışır -tipik olarak yaklaşık 6.9-7.2 MPa (1000-1050 psi) reaktör çıkışında - bu buharlı buhar ayırıcıları yüksek basınçlı türbin üzerinden genişletir, bu cihazlar susamış ve inerasyon nedeniyle önemli ölçüde azalır.
Yüksek hacimli ve Low-Pressure Tür Türbinleri
Tipik bir BWR türbini treni yüksek basınçlı (HP) silindir ve iki veya üç düşük basınç (LP) silindirleri, Tandem'de düzenlenmiştir. HP türbini, mevcut enerjideki son aşamalardan doğrudan buhar alır ve mevcut enerjilerden elde ettikten sonra, enerji santralinden geçtikten sonra, buharın yakın hızlarda ve daha yüksek paslanmaz çelik kaplamalarla çalışır.
Moisture Ayrılma
Birçok BWR tasarımlarında, ne kadar sefilli separator doğrudan türbinine entegre edilir veya HP ve LP silindirleri arasında ayrı bir gemi olarak yerleştirilir.Çünkü BWR buharı ayrı bir retorik kaynağına sahip değildir (örneğin PWR veya ayrı bir retorik sistemi ile buharlı bir separatoru içerir), aynı zamanda küçük bir ısıtılmış bir ısı kaynağı için kullanılabilir.
Main Condenser ve Feedwater System
Condenser Operasyon ve Vakum
LP türbinlerinden çıktıktan sonra, egzoz buharı ana kondüktöre girer, maksimum ısı verimliliği elde etmek için çok kritiktir (enerjiye ve hidrojene radyodan sızmak) buharlı hava ejektörleri veya vakum pompası tarafından kaldırılır.
Feedwater Isıtma ve Çevrim Verimliliği
Kondenserden ayrılmaya yardımcı olmak, reaktörde eklenmiş olan bir dizi düşük basınçlı yem su ısıtıcısı ısıtıcıları ile pompalanır ve bu nedenle HP ve LP türbinlerinden buharı 32-34'ün daha önce su ısıtılır, diğer ışık su reaktörüne kıyaslalaştırılabilir.Bu rejeneratif yem su ısıtması, bu nedenle bitki tasarımından önce toplam ısıtılır.
Condensate ve Feedwater Pumps
Birden çok kondensiyon pompalar, kondensate'nin kondensasyon baskısını azaltır ve su akışının düşük basınçlı ısıtıcıları ile birlikte yapılır.Tırak pompalar ve buhar üretimi ile geçer.
Jeneratör ve Elektrik Güç Dönüşümü
Jeneratör İnşaat ve Soğutma
Türbin, mekanik rotasyonel enerjiyi bir gerilimde elektriksel olarak çeviren bir senkronizasyonu genellikle 18 ve 24 kV. BWR jeneratörleri büyük makinelerdir - 1000 ila 1400 MVA modern birimler için -ve kapsamlı soğutma sistemleri gerektirir. Hidrojen soğutma, yüksek ısı transfer kapasitesi ve düşük rüzgar kayıpları nedeniyle yaygındır; hidrojen ısı değiştiricileri tarafından serinlenir.
Transformer and Grid Connection
Jeneratör çıkışı, elektrik şebekesine bağlantı kurmak için jeneratörü ana güç dönüştürücü tarafından (tipik olarak 230 kV, 400 kV veya 500 kV) tarafından yönlendirilir. izole edilmiş bir sistemli otobüsler, jeneratörü transformatöre taşır, personelleri yüksek akımlara maruz bırakır ve herhangi bir hataya maruz bırakır.Bir istasyon servisi dönüştürücü ayrıca bitki içindeki yardımcı yükleri tedarik etmek için jeneratörü kapatır.
Excitation Systems Systems
Jeneratör alanı mevcut, jeneratörün reaktif gücü çıktısı ve şebekedeki gerilim stabilitesini kontrol etmek için düzenlenmiştir. Modern dijital gerilim düzenleyicileri, gerektiğinden sonra ağarmasına ve destek santrallerine hızlı bir şekilde yanıt verir.
Türbin Kontrolü ve Governing
Hız ve Yük Kontrolü
BWR Türbin hızı ve güç çıkışı, kontrol sistemi koordinatörleri (ayrıca valilik veya buhar giriş valfleri olarak adlandırılır) HP türbininin yukarı akışına sahip olan bir yönetim sistemi tarafından düzenlenir. Vali, jeneratör baskı ve sinyal sinyallerinden sinyalleri alır.Normal yük değişiklikleri için kontrol sistemi koordinatörleri güç değişiklikleri (kontrol hareketi ve recirkülasyon akışı ayarı ayarı ayarı)
Türbin Bypass Systems
reaktör başlangıcında, kapatma veya hızlı yük reddedilmesi, aşırı buhar, aşırı buharın aşırı basınçtan kaçınması ve reaktörün soğutmaya devam etmesine izin vermek için türbinden ayırılmalıdır.Kaynaklar sistem rotalarını doğrudan bir dizi baskı ve de süper ısıtma istasyonlarından uzaklaştırma imkanı sağlar. Bypass kapasitesi değişir, ancak modern BWRs, buhar akışının tamamının% 85 veya daha fazla dolu yük buhar akışının üstesinden gelmek için tasarlanmıştır.
Rektör-Turbine Koordinasyon
Bir BWR'de, reaktör gücü hem kontrol çubuğu pozisyonu hem de temel circulation akışı oranıyla etkileniyor. Sistem, reaktörün güç kontrol sistemi ile dengeli bir koşul sağlamak için etkileşime girmeli.Örneğin, valfler kısmen kapanıyorsa, reaktör basıncı yükselir ve nötron modundaki boşlukları azaltır, geçici bir güç artışına neden olur.
Türbin ve Güç Dönüşümü için Güvenlik Sistemleri
Hızlı Korumak İçin Hızlı Koruma
Türbin aniden elektrik yükünü kaybederse (örneğin, bir ağ açma nedeniyle), türbinin kabul edilebilir bir seviyeye kadar hıza kadar hıza kadar hıza ulaşmasını ve olası hız tespit sistemlerinin% 110-112'sini içerir.
Acil Dur ve Gezi Mekanizmaları
Birden fazla gezi koşulları, yüksek titreşim, düşük lubricating petrol basıncı, yüksek yataklı ısı, yüksek kondüktör basıncı ve aşırı diferansiyel genişleme ile izlenir.Bir gezi durumu tespit edildiğinde, buhar durdurma valfleri ve kontrol valfleri yakın bir şekilde açılır ve jeneratör kesici açılır. Ayrıca, reaktör koruma sistemi bir reaktör scram (parça kontrolleri) başlatabilir.
Süreç ve Koninmentalleri
BWR'deki Türbin döngüsü radyoaktif buhar içerir, çünkü bu tür bir radyoaktivitenin serbest bırakılması için kullanılan kaynak yapısı da kontrol edilebilir bir şekilde tasarlanmıştır. Posta-accident, kaynaklanmış ve yem su sistemi, bozulma ısı kaldırma yolundan geçen ısı geçişinin bir parçası olarak kullanılabilir, ancak bu, belirli sistem tasarımları ESBWR tasarımları olarak bulunur.
Verimlilik ve Performans Geliştirme
Gelişmiş Blade Malzemeleri ve Aerodinamik
Türbin bıçağı tasarımında sürekli gelişmeler BWR çıktı ve verimliliği önemli ölçüde artırdı. Üç boyutlu aerodinamik profiller, bölüm spanyalı lensler ve erozyon kalkanları genişletilmiş bıçak ömrüne ve buharlı yol kayıplarına izin verdi. Modern HP türbinleri kontrol edilen vortex tasarımları ve LP türbinlerinde, son aşama bıçakları şimdi 60 Hz operasyonu ile birimler için 1200 mm'yi aşıyor ve daha büyük egzoz alanlarının daha düşük seviyelere ulaşır.
Dijital Kontroller ve Optimizasyon
Dijital Türbin kontrolü sistemleri ile eski BWR'leri optimize etmek ve ısıtımı azalttı. Gelişmiş algoritmaları buharlı yol sıcaklık izleme, online verimlilik hesaplamasına ve bıçak fauling veya degraded koşulunun erken uyarısına izin verir. Digital valf kontrolü, aynı zamanda Türlümün optimal şekilde en azametli kayıplarla çalıştırıldığı "değerlendirme" sağlar.
Genişletilmiş Güç Uprates için yükseltmeler
Birçok BWR bitkisi, HP rotorlu ve Ultrasoniklerin değiştirilmesi, LP Türlüpleri, jeneratörün yüksek çözünürlükte %20'ye kadar başarıyla uygulandı ve dönüştürücüler yeni bir reaktör inşa etmeden elektrik üretimine önemli ekonomik fayda sağlıyor.
Çevre ve Operasyonel Aspects
Buhar Döngüsünden Radyasyon Exposure
BWR türbinleri için farklı bir operasyonel endişe, kısa ömürlü radyoaktif izotopların taşınmasıdır, özellikle de azot-16 (N-16), türbinin salona kadar N-16 yüksek enerji gamma ışınlarına sahiptir ve personel koruyucu ve erişim kontrolleri için hesaplanmalıdır.
Su Kimyası ve Korozyon Kontrolü
Radyasyon alanını en aza indirmek ve bileşen korozyonunu azaltmak için, BWR su kimyası sıkı bir şekilde kontrol edilir. Hidrojen enjeksiyonu reaktör suya geri dönmeden önce oksijen seviyelerini bastırmak için kullanılır, basınçlı su sistemi, paslanmaz çelik veya havlular ile inşa edilebilir. Condenonik kirlilik ve partikülleri ortadan kaldırmak için.
PWR Türbine Karşı Karşılaştırma
Hem BWRs hem de PWRs buhar türbinleri kullanıyor olsa da, BWR'ler için % 32-34 oranında kuru, ikincil bir devrede biraz süper ısıtılır, bu nedenle HP ve LP türbinleri arasında yeniden ısınabilir, onlara küçük bir verimlilik avantajı verir (33-35% vs. 32-34% BWRs için% daha az nem erozyonu sağlar).
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Su Reaktörünün kaybolup dönüşüm sistemleri, temeldeki nükleer fission ve şebekeye teslim edilen elektrik enerjisi arasındaki kritik bağlantılardır. Doğrudan döngüsü tasarımı, bitki düzeninin performansını ve güvenilirliğini basitleştirir, ancak nem kontrolü, radyasyon yönetimi ve sağlam koruma sistemleri için titiz gereksinimleri uygular.BWR'lerin küresel filolarının daha da artırılması ve modern enerji kaynaklarının geliştirilmesi için daha iyi bir şekilde optimize edilmesi gerekir.