اورانیوم دی اکسید
راکتور خنک شونده گازی دما بالا (HTGR)
انگلستان آمریکا
آب سنگین بدون جوش
آب سنگین
اورانیوم دی اکسید
راکتور آب سنگین تحت فشار(PHWR)
کانادا
آب جوشان
آب سنگین
اورانیوم دی اکسید
راکتور کند کننده آب سنگین زاینده (SGHWR)
انگلستان
آب جوشان
گرافیت
اورانیوم دی اکسید
راکتور آب جوشان کند کننده گرافیت (RBMK)
روسیه
سدیم مایع
هیچ
اورانیوم اکسید
+
پولوتونیوم اکسید
راکتور زاینده سریع(FBR)
متنوع
فصل سوم
معرفی قلب راکتور VVER _1000 و مشخصات آن
۳-۱- اصول کلی کار نیروگاه اتمی
در حال حاضر انواع نیروگاههای هسته ای در کشورهای مختلف در حال بهره برداری هستند. این نیروگاهها علاوه بر اینکه نسبت به یکدیگر تفاوتهای زیادی دارند، دارای مشترکاتی نیز هستند. هدف ما در این مجموعه شبیه سازی نیروگاه هسته ای VVER-1000 مدل V-320 است. طراحی نیروگاههای VVER-1000 حدودا از سال ۱۹۷۰ میلادی شروع شد و پس از ۱۰ سال اولین واحد آن در شهر نوو – ورونج [۱]در کشور روسیه به بهره برداری رسید. راکتوری که از این پس در مورد آن صحبت می‌شود از نوع راکتور با سیکل آب بسته، پوسته ای با آب تحت فشار میباشد. این راکتور دارای توان حرارتی ۳۰۰۰ مگاوات است. راکتور هسته ای در واقع دستگاه، یا وسیله ای است که برای سازماندهی و کنترل واکنش شکافت زنجیره ای هسته اتم اختصاص یافته است. در نتیجه شکافت زنجیره ای است که انرژی هسته ای آزاد شده و به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود. در شکل ۳-۱ طرح چنین راکتوری را مشاهده می کنید. در راکتور هسته ای، انرژی درون هسته ای آزاد شده به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. راکتور از طریق لولههایی به مولد بخار متصل می‌شود. ماده خنک کننده (آب + اسید بوریک) درون این لولهها مسیر راکتور و مولدهای بخار را در یک مدار بسته دور میزند. این عمل توسط پمپهایی به نام پمپ اصلی مدار اول انجام می‌شود. خنک کننده گرم شده وارد مولد بخار می‌شود. مجموعه راکتور، مولد بخار، پمپ اصلی و خطوط لوله ارتباط دهنده آنها یک مدار بسته را تشکیل میدهند، که آن را مدار اول مینامند. در سوی دیگر مدار دوم وجود دارد. مولد بخار بعنوان یک دستگاه هم به مدار اول و هم به مدار دوم تعلق دارد. بنابراین مولد بخار، توربین بخار، سرد کتتده (condenser)، پمپ سرد کننده، گرمکنها خطوط لوله ارتباط دهنده آنها مدار دوم را تشکیل میدهد. در مدار دوم نیز آبی وجود دارد که با وارد شدن به مولد بخار و در گذر از اطراف لولههای حاوی آب مدار اول گرم می‌شود. و بواسطه این انتقال حرارت دمای آب مدار دوم به دمای جوش میرسد و به بخار تبدیل می‌شود. این بخار پس از خشک شدن وارد توربین بخار شده، کار روی پرههای توربین و چرخاندن پرهها را انجام میدهد. بخار کارکرده از انتهای توربین راهی سرد کننده می‌شود، کندانس شده، توسط پمپهای سرد کننده از گرمکنهای فشار ضعیف عبور می‌کند و سپس توسط پمپهای تغذیه از گرمکنهای فشار قوی نیز میگذرد و نهایتا به مولد بخار بر میگردد. بدین ترتیب مدار دوم نیز یک چرخه بسته را طی می‌کند. چرخش پرههای توربین توسط بخار منجر به چرخش محور متصل به ژنراتور گردیده و انرژی مکانیکی چرخش پرههای توربین را به انرژی الکتریکی مبدل میسازد. تبدیل انرژی گرمایی بخار آب به انرژی مکانیکی چرخش پرههای توربین و نهایتا کسب انرژی الکتریکی، همگی در توربوژنراتور صورت میگیرد. این نیروگاه هسته ای را اصطلاحا دو مداره میگویند. نیروگاههای هسته ای میتوانند در ارتباط با نوع راکتور، نیروگاههای یک مداره، دو مداره یا سه مداره باشند. [۷]
شکل ۳-۱ اصول کلی کار نیروگاه اتمی
۳-۲- قلب راکتور
در قلب نیروگاه هسته‌ای بوشهر، راکتور VVER-1000 ساخت روسیه به کار رفته است. این راکتور آب پرفشار که با آب سبک کار می‌کند و کارکرد تسلیحاتی ندارد، ۱۰۰۰ مگاوات توان دارد، طراحی آن در سال ۱۹۷۵ / ۱۳۵۴ انجام شده و استانداردهای ایمنی، کنترل خودکار و سازه این راکتور منطبق بر نسل سوم راکتورهای اروپای غربی است. در راکتورهای VVER-1000، قلب راکتور در استخر عظیمیاز آب تحت فشار فرو رفته و محفظه فولادی عظیمیآن را در بر گرفته است. آب درون استخر در فشار ۱۵ مگاپاسکال نگهداری می‌شود تا نتواند در بازه دمایی فعالیت راکتور که بین ۲۲۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد است، جوش بیاید. آب در اینجا هم نقش خنک‌کننده و هم نقش تعدیل‌کننده را ایفا می‌کند. نمای کلی این راکتور را می‌توانید در شکل ۳-۲ مشاهده کنید.
شکل ۳-۲ قلب
قلب راکتور VVER-1000، شامل ۱۶۳ مجتمع سوخت، هر یک از مجتمعها نیز دارای سیستم محافظت و کنترل، میلههای کنترل یا زهرهای مصرف شدنی مرتب میشوند. این قلب راکتور مطابق با طرح یک قلب در حال قدرت ساخته شده است. مجتمعهای سوخت توسط قطعات انتهایی مجتمع در یک منشور شش گوشه در بخش نگه دارنده لوله و در ته خمره قلب داخلی راکتور از یکدیگر فاصله گرفته اند. جلوگیری از در رفتن و لرزش مجتمعهای سوخت از طریق فشار الاستیکی فنرهایی که در بالای هر مجتمع سوخت قرار دارد و به سر بالای راکتور متصل است تضمین می‌شود. مشخصات فنی اصلی و شرایط راه اندازی قلب راکتور VVER-1000 (V-446) در جدول ۳-۱ نشان داده شده است.
جدول ۳-۱ مشخصات فنی اصلی و شرایط راه اندازی قلب راکتور VVER-1000
مقادیر
پارامترها
