Obieg pierwotny i wtórny reaktora PWR

 

Reaktory PWR mają dwa zamknięte obiegi: pierwotny i wtórny. Poza tym istnieje dodatkowy, otwarty obieg chłodzący. We wszystkich obiegach czynnikiem roboczym jest woda, w obiegu pierwotnym doskonale oczyszczona i zdemineralizowana.

Obieg pierwotny i wtórny oraz chłodzenie reaktora PWRZamknięte obiegi reaktora PWR: pierwotny (120-160 atm, 300-350oC) i wtórny (50-60 atm, 270-300oC) oraz otwarty, zewnętrzny obieg wody chłodzącej

Obieg pierwotny:

  • zbiornik reaktora z rdzeniem,
  • wytwornica pary,
  • pompa cyrkulacyjna,
  • stabilizator ciśnienia.

Obieg wtórny:

  • wytwornica pary,
  • turbina parowa,
  • skraplacz,
  • pompa zasilająca,
  • podgrzewacze.

Wytwornica pary jest dla obiegów pierwotnego i wtórnego jednocześnie elementem wspólnym i rozddzielającym.

W wytwornicy pary gorąca woda z obiegu pierwotnego przepływa przez tysiące rurek w kształcie odwróconej litery "U" i oddaje ciepło wodzie w obiegu wtórnym.

Woda w obiegu pierwotnym ma temperaturę 300-350oC i ciśnienie 12-16 MPa (120-160 atm), zawsze wyższe od ciśnienia odpowiadającego temperaturze nasycenia pary. Dzięki tak wysokiemu ciśnieniu woda w obiegu pierwotnym nie wrze pomimo wysokiej temperatury.

W obiegu wtórnym ciśnienie jest niższe i woda zamienia się w parę. Para wytworzona w wytwornicy pary w obiegu wtórnym ma ciśnienie 5-6 MPa (50-60 atm) i temperaturę 270-300oC. Po osuszeniu jest kierowana na turbiny obracające generatory prądu.

Wytwornice pary, stabilizator ciśnienia i pompy cyrkulacyjne reaktora PWR
Układ przestrzenny złożonego z dwóch pętli obiegu pierwotnego reaktora PWR. Dla wszystkich pętli wystarcza jeden stabilizator ciśnienia

Ze względu na ograniczone moce pomp cyrkulacyjnych, zwykle do reaktora podłącza się od 2 do 6 wytwornic pary, każda z oddzielną pompą cyrkulacyjną. Zespół reaktora, wytwornicy pary, pompy cyrkulacyjnej i łączących rur nazywamy pętlą.

Aby zapobiec wahaniom ciśnienia, do obiegu pierwotnego podłacza się stabilizaator ciśnienia, zwykle w postaci cylindrycznego wysokociśnieniowego zbiornika. W jego dolnej części znajduje się woda, a w górnej para pod cisnieniem. W górnej parowej części zainstalowany jest zespół dysz wtrysku wody, a w dolnej wodnej zespół grzałek.

Stabilizator ciśnienia jest podłaczony do jednej z kilku pętli układu pierwotnego. Dla wszystkich pętli wystarcza jeden stabilizator ciśnienia.

Dla zilustrowania działania stabilizatora ciśnienia rozważmy dwie sytuacje spowodowane spadkiem i wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną.

Działanie stabilizatora ciśnienia

Dziedzina: 
Obieg pierwotny i wtórny oraz chłodzenie reaktora PWR
Wytwornice pary, stabilizator ciśnienia i pompy cyrkulacyjne reaktora PWR
Działanie stabilizatora ciśnienia