Защитный кожух

представляет Защитный кожух активной зоны собой цилиндр из нержавеющей стали, окружающий активную зону ядерного реактора , основная функция которого — направлять поток охлаждающей воды. ^{[ 1 ]} В активной зоне ядерного реактора ядерные реакции происходят . Поскольку реакции экзотермические , необходима холодная вода, чтобы предотвратить расплавление активной зоны реактора. Защитный кожух активной зоны помогает, направляя эту холодную воду к активной зоне реактора, обеспечивая стабильность ядерных реакций.

Структура

Защитный кожух активной зоны состоит из нескольких цилиндрических теплозащитных экранов, наложенных друг на друга. Между каждым тепловым экраном находится горизонтальная цилиндрическая пластина из нержавеющей стали, которая помогает удерживать тепловые экраны на месте. Затем пластины свариваются вместе с тепловыми экранами, образуя единую прочную конструкцию. вертикальные стяжные болты Затем используются для усиления каждой горизонтальной пластины с прилегающими к ней тепловыми экранами, стабилизируя цилиндрический кожух сердечника. Тепловые экраны необходимы, поскольку оболочка активной зоны находится рядом с активной зоной ядерного реактора, где постоянно присутствует тепло. Тепловые экраны предотвращают повреждение кожуха активной зоны теплом, поглощая или отражая тепло.

Стенки оболочки активной зоны относительно тонкие, их толщина составляет от трех до пяти сантиметров. ^{[ 2 ]} Это связано с тем, что кожух активной зоны не рассчитан на то, чтобы выдерживать большое давление в течение длительного периода времени, поэтому более толстые стенки не нужны для функционирования кожуха активной зоны.

Функция

Направление потока воды

Основная функция кожуха активной зоны – направление потока воды внутрь корпуса реактора. ^{[ 2 ]} Холодная вода закачивается в корпус реактора из внешнего источника воды. ^{[ 3 ]} Холодная вода стекает между стенкой корпуса реактора и внешней стенкой кожуха активной зоны, где она встречается с топливными сборками . Именно здесь холодная вода нагревается, и нагретая вода течет обратно вверх по зазору между стенкой корпуса реактора и внешней стенкой кожуха активной зоны. При этом создается пар, поскольку вода нагревается, который затем используется для привода паровой турбины , которая приводит в действие генератор и вырабатывает электроэнергию. Направляя холодную воду в корпус реактора и позволяя нагретой воде подниматься и испаряться, кожух активной зоны успешно охладит ядерные реакции.

Уровень воды

Чтобы активная зона реактора оставалась прохладной, иногда требуется большее количество воды, что приводит к эффекту наводнения в самом корпусе реактора. ^{[ 2 ]} Кожух активной зоны должен сохранять свою прочность при затоплении корпуса, чтобы активная зона реактора не расплавилась. Кожух активной зоны должен быть построен так, чтобы выдерживать давление дополнительной воды, поскольку в случае его разрушения топливные сборки не смогут должным образом охладиться.

Обслуживание

В 1990 году в кожухах активной зоны было обнаружено коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), что привело к повышению осведомленности о техническом обслуживании кожуха активной зоны. ^{[ 1 ]} Регулярные проверки оболочки активной зоны стали обязательными на большинстве атомных электростанций по всему миру, поскольку, если оболочка активной зоны разрушится, может произойти ядерный расплав . ^{[ 4 ]}

Защитные кожухи активной зоны трескаются, потому что тепло ядерных реакций в сочетании с постоянным потоком воды в конечном итоге изнашивает стальные пластины. ^{[ 5 ]} Одним из методов решения этой проблемы является усиление пластин кожуха активной зоны. ^{[ 2 ]} Это делается с помощью анкерного болта , который используется для крепления дополнительных стальных пластин к поверхности кожуха активной зоны, тем самым усиливая конструкцию. Это наиболее распространенный метод устранения трещин в кожухе активной зоны, поскольку он прост и относительно безопасен. Замена кожуха активной зоны также возможна, но не рекомендуется, поскольку треснувшие пластины приходится удалять вручную, что делает рабочих уязвимыми для радиации.

Во время ядерной катастрофы на Фукусиме-1 были обнаружены трещины в оболочках активной зоны. ^{[ 5 ]} Однако в данном конкретном случае растрескивание оболочки активной зоны не стало причиной ядерной катастрофы. Наибольший ущерб атомной электростанции нанесли несколько других факторов, таких как землетрясение, цунами и отказы оборудования. Было высказано предположение, что если оболочка активной зоны разрушится из-за растрескивания, это может привести к катастрофическому ядерному расплавлению. ^{[ 4 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Работы по замене основного кожуха» . Архивировано из оригинала 15 августа 2014 г. Проверено 21 июля 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Основной кожух не выполняет барьерную функцию» .
^ «Как работает атомная энергетика» .
^ Jump up to: ^а ^б «Механизм основного кожуха и его функции» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 г. Проверено 13 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Исследование поведения роста SCC кожуха активной зоны BWR» (PDF) .

[Toshiba_core_shroud_replacement-1] Jump up to: ^а ^б «Работы по замене основного кожуха» . Архивировано из оригинала 15 августа 2014 г. Проверено 21 июля 2011 г.

[Core_Shroud_Functions-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Основной кожух не выполняет барьерную функцию» .

[Nuclear_Power_Plant_Diagram-3] «Как работает атомная энергетика» .

[CNIC_core_shroud_collapse-4] Jump up to: ^а ^б «Механизм основного кожуха и его функции» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 г. Проверено 13 ноября 2013 г.

[Core_Shroud_Cracks-5] Jump up to: ^а ^б «Исследование поведения роста SCC кожуха активной зоны BWR» (PDF) .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]