تحقیق در مورد راکتورهای آب تحت فشار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 42 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

گردآورنده: روح اله نوابی

راکتورهای آب تحت فشار

1- مقدمه:

در راکتورهای آب تحت فشار (PWR) آب نقش چندگانه خنک کننده، کند کننده و بازتابنده را بر عهده دارد. بنابراین این نوع راکتور از نوع حرارتی (thermal) می باشد. مزیت های آب، انتقال حرارت عالی، ایمنی، خواص ترمودینامیکی و فیزیکی شناخته شده می باشد.

بر خلاف BWR ها، خنک کننده در PWR در کل مسیر در فاز مایع باقی می ماند اما در توانهای بالا مقداریSub cooled boiling مجاز است. بدلیل قدرت کند کنندگی بالای آب سبک به تعداد زیادی میله کنترل احتیاج داریم. جاذبیت نوترون نسبتاً زیاد آب سبک، لازم می دارد که سوخت را اندکی غنی کنیم. درجه غنی سازی متغیر از 5/1% به بالاست، وابسته به نوع طراحی و حضور دیگر هسته ها در میله سوخت. یکی از مشکلات آب مخصوصاً در دمای بالا خورنده بودن آن (corrosive) می باشد.

به دلیل فقدان بخار و جوشش در درون قلب چرخش طبیعی (naturul circulation) در PWR تنها اگر قلب را به اندازه کافی بلند بسازیم ممکن است.

فشار کاری PWR ها نسبتاً زیاد (حدود 2200 psia) میباشد، بنابراین به یک دیگ فشار (pressure vessle) ضخیم، سنگین و گران احتیاج داریم.

بر خلافBWR، PWR ها برای تولید بخار به مبدل بخار (Steam Generator) خارج از راکتور نیاز دارد که منجر به جدایی خنک کننده اولیه از سیال کاری می شود به همین دلیل هیچ بخار رادیواکتیوی وارد توربین نمی شود.

طرح اولیه راکتورهای آب تحت فشار توسط Westinghouse Bettis Atomic Power Laboratory برای کاربرد در کشتیهای تجاری ارائه شد، پس از آن Westinghouse Nuclear Power Division کاربردهای تجاری آنرا ارائه کرد.

PWR ها متداولترین نوع راکتورهای هسته ای درجهان محسوب می شوند، به طوری که 230 واحد از آنها هم اکنون برای تولید توان الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. از حدود 110 راکتوری که در حال حاضر در آمریکا در حال کارند، 73 واحد از آنها PWR می باشد. این نوع راکتورها به طور عمده توسط شرکت هایی چون Backache & Wilcox's Westinghouse وCombustion Engineering Designed طراحی و ساخته شده اند.

نوع دیگر راکتورهای آب تحت فشار، راکتورهای آب سنگین (PHWR) هستند که ابتدا در کانادا و هند و اکنون در کره، چین، پاکستان و آرژانتین مورد استفاده قرار گرفته اند. طرح کانادایی آنها، CANDU نامیده می شود. کارخانجات زیمنس و ABB، که اکنون بخشی از Westinghouse هستند، و کارخانجات هندی از سازندگان این نوع راکتورها هستند. در این نوع راکتورها از آب سنگین هم به عنوان کند کننده و هم خنک کننده استفاده می شود، اما در طرحهای جدید آنها که تحت عنوان سری ACR پیشنهاد شده اند، آب سبک نقش خنک کننده و آب سنگین تنها کند کننده محسوب می شود. آب سنگین قدرت کند کنندگی کمتری دارد به همین دلیل این نوع راکتورها ابعاد بزرگتری دارند که باعث افزایش قیمت دیگ بخار آنها می شود. برای اجتناب از این کار از تیوب هایی که میله های سوخت را احاطه می کند و براحتی می تواند فشار سیستم را تحمل کند استفاده می کنیم که به این نوع طراحی Pressure- tube می گویند. آب سنگین دارای خواص فیزیکی و ترمودینامیکی تقریباً مشابه با آب معمولی دارد، اما چندان در دسترس نیست و گران می باشد.

راکتورهای PHWR تجاری در آمریکا مورد توجه قرار نگرفته اند. این نوع راکتورها به این دلیل دارای اهمیت می باشند که از سوخت اوارانیوم طبیعی استفاده می کنند و هزینه های ساخت و بهره برداری کمتری دارند. همچنین در حین کار می توانیم عمل refueling را انجام دهیم که خیلی اهمیت دارد، اما همین کار به علت عدم امکان بازرسی های بین المللی نگرانی هایی را ایجاد کرده است، از طرفی مقادیر نسبتاً زیاد pu-234 تولیدی در سوخت نیز موجب نگرانی شده است.

اولین راکتور تحت فشار Mark I prototype بود که در زیردریایی ناتیلوس در سال 1953 به کار گرفته شد. اولین نوع تجاری آن در آمریکا Shipping port با ظرفیت 60 Mw(e) بود که درسال 1957 به بهره برداری رسید و تا سال 1982 به فعالیت ادامه داد.

مروری بر نسلهای مختلف راکتورهای هسته ای:

-نسل اول راکتورها در دهه 50 و 60 ساخته شدند و شامل Prototype reactor های اولیه (shipping port و Deresten و فرمی) و برخی fastrector experimental ها بودند. واضح است که این راکتورها از لحاظ اقتصادی به صرفه نبوده و پسماند زیادی هم تولید می کردند. تنها راکتور نسل اولی که هنوز در حال کار است Magnox در انگلستان می باشد.