Reactor nuclear d'aigua en ebullició

Reactor nuclear d'aigua en ebullició

Un reactor d'aigua en ebullició o BWR (de l'anglès boiling water reactor) és un tipus de reactor nuclear. Es tracta del segon tipus de reactor més utilitzat en les centrals nuclears al món. Aproximadament el 22% dels reactors nuclears instal·lats a les diferents plantes nucleoeléctricas utilitzen el reactor d'aigua en ebullició.

La funció principal d'aquest tipus de reactors és la seva instal·lació en centrals elèctriques de potència per a la generació d'electricitat.

La característica més important del reactor d'aigua en ebullició (BWR) és el fet servir aigua a pressió com a moderador els neutrons i com a refrigerant del nucli. A diferència del reactor d'aigua a pressió (PWR), no disposa de generador de vapor.

En no haver de suportar pressions tan altes, aquest tipus de reactor no necessitareu una carcassa tan robusta.

Funcionament d'un reactor d'aigua en ebullició (BWR)

El reactor d'aigua en ebullició utilitza un únic circuit de refrigeració d'aigua lleugera (es tracta d'aigua corrent, en enginyeria nuclear de l'aigua corrent se l'anomena aigua lleugera). L'aigua lleugera circula pel nucli del reactor, entra en ebullició i una part d'ella es converteix en vapor.

El vapor generat en el nucli del reactor surt per la part superior i es dirigeix directament a les turbines. El vapor que surt del reactor és tractat per uns assecadors de vapor i separadors d'aigua abans d'entrar a les turbines. Les turbines seran les encarregades de fer funcionar el generador elèctric i generar electricitat.

Seguidament, el vapor passa per un condensador per convertir-lo en aigua líquida de nou i tornar a començar el cicle.

Característiques del reactor d'aigua en ebullició (BWR)

Utilitza un sol circuit de refrigeració, de manera que el vapor que mou la turbina està format per aigua que ha passat per l'interior del reactor Per aquest motiu l'edifici de turbines ha d'estar protegit per evitar emissions radioactives.

D'altra banda, la necessitat de més espai per als assecadors de vapor i separadors al vas del reactor obliguen que les barres de control entrin per la part inferior del reactor, de manera que es necessita energia auxiliar per pujar-les i aturar el reactor en cas d'emergència.

Trets distintius del BWR

En les plantes d'energia nuclear amb reactors que no estan en ebullició, la temperatura de l'aigua al circuit primari està per sota del punt d'ebullició. A temperatures necessàries per obtenir una eficiència acceptable (per sobre de 300 ° C), això és possible només a altes pressions, el que requereix la creació d'una carcassa d'alta resistència.

En el circuit secundari es produeix vapor saturat a pressió de 12 a 60 atm a temperatures de fins a 330 ° C. En els reactors en ebullició, es produeix una barreja de vapor i aigua al nucli. La pressió de l'aigua en el circuit primari és d'aproximadament 70 atm. A aquesta pressió, l'aigua bull en el volum del nucli a una temperatura de 280 ° C. Els reactors en ebullició tenen una sèrie d'avantatges en comparació amb les no calderes. En els reactors en ebullició, la carcassa funciona a una pressió més baixa, al circuit de la centrqal nuclear no hi ha generador de vapor.

La peculiaritat dels reactors en ebullició és que no tenen control bòric, la compensació pels canvis lents en la reactivitat (per exemple, el cremat del combustible) es realitza només mitjançant absorbents intercasas fets en forma de creu. La regulació Borica no és factible a causa de la bona solubilitat del bor en un parell (la major part es portarà a la turbina). El bor s'injecta només en el moment de la sobrecàrrega de combustible per crear una profunda subcriticalidad.

En la majoria dels reactors d'ebullició, les barres d'absorció del sistema de control i protecció estan ubicades a la part inferior. Per tant, la seva eficiència augmenta significativament, ja que el màxim del flux de neutrons tèrmics es desplaça en reactors d'aquest tipus a la part inferior del nucli. Tal esquema també és més convenient durant les acceleracions de combustible i allibera la part superior dels accionaments de barres de control del reactor, permetent d'aquesta manera més convenient disposar per a la separació de vapor d'aigua.

Avantatges i desavantatges del reactor nuclear d'aigua en ebullició

Avantatges d'aquest tipus de reactor

El combustible nuclear utilitzat pel reactor nuclear són òxids d'urani enriquit entre el 2% i el 4%.

El reactor d'aigua en ebullició no utilitza generadors de vapor ni compensadors de pressió.

El primer circuit del reactor funciona a una pressió de 70 atmosferes contra 160 atomósferas que utilitza el reactor nuclear d'aigua a pressió (PWR)

Temperatures de funcionament més baixes, fins i tot en les barres de combustible.

A causa del rebuig de l'absorció de neutrons en el bor ia una moderació dels neutrons lleugerament més feble (a causa del vapor), el temps d'operació del plutoni en un reactor d'aquest tipus serà més gran que en el PWR i la proporció d'urani -238 utilitzada també serà més gran.

Desavantatges d'aquest tipus de reactor

Impossibilitat de recarregar combustible nuclear sense parar el reactor nuclear.

Gestió més complicada, la presència de maneres prohibits en la capacitat de potència / cabal del portador de calor, la necessitat d'un major nombre de sensors de realimentació.

Es necessita un vas de reactor d'aproximadament 2 vegades més en volum que la d'un PWR de potència comparable.

Encara que està dissenyat per a una menor pressió, és més difícil de fabricar i transportar.

Contaminació de la turbina amb productes d'activació d'aigua: N-17 de vida curta i traces de triti. Això complica bastant el treball de manteniment. A més, les trampes han de configurar per extreure productes de corrosió radioactius dels bucles de vapor.

Radiòlisi cavitació i corrosió en les barres de combustible amb l'eliminació de la radioactivitat a la turbina i el condensador, així com amb l'eliminació d'hidrogen i oxigen a partir de AZ (real casos oxhídric explosions de gas al sistema de danys NPP Hamaoka- 1 i Brunsbüttel NPP)

valoración: 3 - votos 1

Referències

Última revisió: 17 de octubre de 2018