Reactoare nucleare

Diferitele tipuri de reactoare nucleare: principiul funcționării.

Cuvinte cheie: reactor, nuclear, funcționare, explicație, REP, EPR, ITER, topire la cald.

Introducere

Prima generație de reactoare include reactoarele dezvoltate în anii 50-70, în special, a celor din sectorul gazelor naturale cu grafit de uraniu (UNGG) din Franța și „Magnox” în Regatul Unit.

La a doua generație (70-90 ani) vede desfășurarea reactoarelor de apă ( reactoare la apă sub presiune pentru Franța și apa clocotită ca în Germania și Japonia) care constituie astăzi mai mult de 85% din centrala nucleară din lume, dar și reactoarele de apă din Design rusesc (VVER 1000) și reactoare canadiene de apă grea de tip Candu.

La a treia generație este gata de construit, preluând reactoarele din secunda generație, indiferent dacă esteEPR (Reactor de apă sub presiune europeană) sau reactorul SWR 1000 din modele de apă clocotită propuse de Framatome ANP (filiala Areva și Siemens) sau Reactor AP 1000 proiectat de Westinghouse.

La a patra generațieale cărui prime aplicații industriale ar putea orizontul 2040 este studiat.

1) Reactoare de apă sub presiune (PWR)

Circuitul primar: pentru a extrage căldura

Uraniul, ușor „îmbogățit” în varietatea sa - sau „izotop” - 235, este ambalat sub formă de pelete mici. Acestea sunt stivuite în conducte metalice etanșe asamblate în ansambluri. Așezate într-un rezervor de oțel umplut cu apă, aceste ansambluri formează inima reactorului. Ele sunt sediul reacției în lanț, ceea ce le aduce la temperaturi ridicate. Apa din rezervor se încălzește la contact (peste 300 ° C). Este ținut sub presiune, ceea ce îl împiedică să fiarbă și circulă într-un circuit închis numit circuit primar.

Pentru a citi, de asemenea:  Europa: emisii CO2 pe țară și kWh electric

Circuitul secundar: pentru producerea aburului

Apa din circuitul primar își transmite căldura către apa care circulă într-un alt circuit închis: circuitul secundar. Acest schimb de căldură are loc printr-un generator de abur. În contact cu tuburile prin care trece apa din circuitul primar, apa din circuitul secundar se încălzește pe rând și se transformă în abur. Acest abur transformă turbina acționând alternatorul care produce electricitate. După trecerea prin turbină, aburul este răcit, transformat înapoi în apă și returnat la generatorul de abur pentru un nou ciclu.

Circuitul de răcire: pentru condensarea aburului și evacuarea căldurii

Pentru ca sistemul să funcționeze continuu, acesta trebuie răcit. Acesta este scopul unui al treilea circuit independent de celelalte două, circuitul de răcire. Funcția sa este de a condensa aburul care părăsește turbina. Pentru a face acest lucru, este instalat un condensator, un dispozitiv format din mii de tuburi în care circulă apa rece luată dintr-o sursă externă: râu sau mare. În contact cu aceste tuburi, vaporii se condensează pentru a se transforma în apă. În ceea ce privește apa condensatoare, aceasta este respinsă, ușor încălzită, la sursa din care provine. Dacă debitul râului este prea mic sau dacă dorim să-i limităm încălzirea, folosim turnuri de răcire sau răcitoare de aer. Apa încălzită provenită din condensator, distribuită la baza turnului, este răcită de fluxul de aer care se ridică în turn. Cea mai mare parte a acestei ape revine în condensator, o mică parte se evaporă în atmosferă, provocând aceste pene albe caracteristice centralelor nucleare.

Pentru a citi, de asemenea:  Deșeuri nucleare în Africa

2) Reactor de apă sub presiune EPR european

Acest proiect pentru un nou reactor franco-german nu prezintă nicio descoperire tehnologică majoră în comparație cu PWR, ci aduce doar elemente semnificative de progres. Acesta trebuie să îndeplinească obiectivele de siguranță stabilite de Autoritatea Franceză pentru Siguranță, DSIN și Autoritatea Germană pentru Siguranță, cu sprijinul lor tehnic din partea IPSN (Institutul pentru Protecție și Securitate Nucleară) și GRS, omologul său german. . Această adaptare a normelor comune de siguranță încurajează apariția referințelor internaționale. Proiectul, pentru a putea îndeplini specificațiile extinse mai multor companii europene de electricitate, încorporează trei ambiții:

- să respecte obiectivele de siguranță definite într-o manieră armonizată la nivel internațional. Siguranța trebuie îmbunătățită semnificativ de la etapa de proiectare, în special prin reducerea probabilității topirii nucleului cu un factor de 10, limitarea consecințelor radiologice ale accidentelor și simplificarea funcționării.

- menține competitivitatea, în special prin creșterea disponibilității și a vieții componentelor majore

- pentru a reduce deversările și deșeurile produse în timpul funcționării normale și pentru a căuta o capacitate ridicată de reciclare a plutoniei.

Puțin mai puternic (1600 MW) că reactoarele din a doua generație (de la 900 la 1450 MW), EPR va beneficia, de asemenea, de cele mai noi progrese în cercetarea în domeniul siguranței, reducând riscul producerii unui accident grav. În special pentru că sistemele sale de securitate vor fi consolidate și EPR va avea un „scrumier” gigantic. Acest nou dispozitiv plasat sub miezul reactorului, răcit printr-o alimentare independentă de apă, va preveni astfel coriul (amestec de combustibil și materiale), format în timpul unei fuziuni ipotetice accidentale a miezului unui reactor nuclear, s scape.

Pentru a citi, de asemenea:  Avantajele, recenziile și instalarea tuburilor fluorescente sau cu halogen cu lumini de neon LED

EPR va avea și un eficiență mai bună a transformării căldurii în electricitate. Va fi mai economic cu un câștig de aproximativ 10% la prețul de kWh: utilizarea unui „nucleu 100% MOX” va extrage mai multă energie din aceeași cantitate de materiale și va recicla plutoniu.

3) Reactorul de fuziune termonucleară ITER

Amestecul combustibil deuteriu-tritiu este injectat într-o cameră unde, datorită unui sistem de izolare, se transformă în plasmă și arde. Procedând astfel, reactorul produce cenușă (atomi de heliu) și energie sub formă de particule rapide sau radiații. Energia produsă sub formă de particule și radiații este absorbită într-o anumită componentă, „primul perete”, care, după cum sugerează și numele, este primul element material întâlnit dincolo de plasmă. Energia care apare sub forma energiei cinetice a neutronilor este, la rândul ei, convertită în căldură în pătura de tritiu, un element dincolo de primul perete, dar totuși în interiorul camerei de vid. Camera de vid este componenta care închide spațiul în care are loc reacția de fuziune. Primul perete, capacul și camera de vid sunt evident răcite printr-un sistem de extracție a căldurii. Căldura este utilizată pentru a produce abur și a alimenta un ansamblu convențional de turbină și alternator care produce electricitate.

sursa: Origine: Ambasada Franței în Germania - 4 pagini - 4/11/2004

Descărcați gratuit acest raport în format pdf:
    
http://www.bulletins-electroniques.com/allemagne/rapports/SMM04_095

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *