Nükleer reaktör tipleri ve çalışma prensipleri.

0
63

1. Basınçlı Su Reaktörü
Basınçlı su reaktörü bugün için en basit termik reaktör olarak kabul edilmiştir. PWR (Pressurized Water Reaktör) simgesiyle tanıtılır. Bu tip reaktörlerde su hem soğutucu ortam ve hem de moderatör olarak kullanılır. Primer ve sekonder devrelerden oluşan reaktör sisteminin primer devresinde basınç, herhangi bir buharlaşma olayına meydan veremeyecek kadar yüksek tutulmuştur.
Basınçlı su reaktörünün boyutları her zaman kendi basınç ve sıcaklık koşulları tarafından sınırlandırılmıştır. Soğutucu (moderatör) ortam reaktörün adından da anlaşıldığı gibi genellikle normal sudur (H,0). Fakat ağır suyun da kullanılması mümkündür (Deuterryum, D,O). Bir sirkülasyon pompası sürekli olarak primer devrede soğutma ortamının devinimini saklamaktadır. Bu zorunlu sirkülasyon sırasında yine primer devrede (reaktörde) üretilen ısının bir kısmı bir ısı değiştiricisi (Waermeaustauscher) üzerinden sekonder devreye geçer. Belirli bir basınç ve sıcaklığa göre ayarlanmış olan bu sekonder devrede normal buharın üretilmesi ve bu buhar ile bir turbojeneratörün çalıştırılması olağandır. Reaktör sisteminin bu şekilde iki devreye ayrılmasının başlıca nedeni primer devrede genellikle radyoaktif bulaşıklığın (contamination’un mevcut olmasıdır. Sekonder devrede genellikle hu çeşit sakıncalar yoktur.
Bu çeşit bir reaktörü Almanya’da görmek mümkündür. Neckar nehri üzerinde Obrigheim’da bulunan bu reaktörün termik gücü 907.7 MW, çıkış gücü ise 283 MW olarak saptanmıştır. Bu % 31,5 tutarında bir verime eşitdir.
Reaktörün çekirdeği, iç çapı 3,27 m olan ve bir soğutma ortamı girişi ile bir soğutma ortamı çıkışı ile donatılmış bulunan basit bir basınçlı kap tarafından oluşmaktadır. Giren soğutma ortamı (burada normal veya ağır su söz konusudur) basınçlı kabın içerisinde bulunan halka şeklinde bir yarıkdan geçerek yukanya doğru devinimde bulunur (Şekil No. 1). Soğutma ortamının giriş sıcaklığı 283°C ve çıkış sıcaklığı da 310°C olarak ölçülmüştür. Buhann oluştuğu bölmede 263°C sıcaklıkta 50 atülük doymuş buhar üretilmektedir.
Reaktör yakıtı, hafifçe zenginleştirilmiş uranyum dioksitden ibarettir (ortalama % 3 Uranyum 235). Reaktör yakıtı sızdırmaz zirkaloy borularında muhafaza edilmektedir. 180 boru, bir yakıt elemanını oluşturmaktadırlar. Reaktör çekirdeği ise 121 yakıt elemanından meydana getirilmiştir.
Kısa süreli kontrol, çekirdeğe yukarıdan indirilen 27 kontrol borusu tarafından sağlanmaktadır.
Yüksek tüketim oranlarında veya yavaş yüksek ilk reaktiviteyi karşılamak için soğutma ortamındaki bor oranının değiştirilmesi yönüne gidilir.

2. Basınçlı Boru Reaktörü
Basınçlı su reaktörünün çok ilginç ve ilerisi için yenilikler vadeden bir varyantı basınçh boru reaktörüdür. Bu çeşit reaktörde basınçlı kabin yerini, içerisinden soğutma ortamı devinimde bulunan bir takım paralel borular kullanılmaktadır. Soğutma ortamı boruların içerisinde, moderator ortamı ise boruların dışında devinimde bulunmaktadırlar. Soğutucu ve moderator devreleri burada birbirlerinden tamamiyle ayrılmış bulunmaktadırlar. Bu şekilde moderatörün daha düşük basınç ve sıcaklık ile kullanılması mümkün kılinmış olmaktadır. Bu durumda istenilen herhangi bir sogutucunun ve soğutucu sıcaklığının seçilmesi de mümkündür.
SİEMENS tarafından yapılan 100 MW elektrik gücündieki projede soğutucu olarak karbondioksit, moderator olarak da ağır su kullanılmıştır. Soğutucunun çıkış sıcaklığı, elde edilecek buharın 105 atü ve 530°C koşullarını karşılayabilecek kadar yüksek tutulmuştur. Bu şekilde elektrik üretiminde yüksek basınçlı kuru buhar ile çalışan çağdaş turbojeneratörlerin kullanılması da mümkün kılinmıştır. Moderator olarak kullanılan ağır su ise boruların etrafında sorunlu sirkülasyon ile devinimde bulunmaktadır. Kanada ve Fransa’daki reaktörlerde soğutma borularının yatay kurulmuş olmasına karşın SİEMENS projesinde bu borular dikey kurulmuşlardır, Alman reaktöründe 351 adet dikey soğutma borusu vardır. Fissyon bölmesindeki borular /irkaloy alaşımından yapılıdırlar. Et kalınlıktarı 2,7 mm’dir. Fissyon bölmesinin dışında bulunan borular doğrudan doğruya çelikden yapılıdırlar. Her boru 19 çubukdan oluşan bir yakıt elemanını kapsar. Yakıt çubuktan uraniyum ile zenginleştirilmiş uraniyumdioksit paletlerinden ibaretdir. Basınçlı boruların kontrolü, moderatör seviyesini yükseltmek veya alçaltmak suretiyle yapılır. Bu seviye değişikliğini kolaylıkla sağlamak için ağır suyun bir heliyum atmosferinin altında bulundurulmasına dikkat edilmiştir.

Subat 1976

avatar
  Subscribe  
Bildir