TYPY REAKTORŮ
Ve světě dnes pracuje více než 440 jaderných
reaktorů. Jsou nejrůznějších typů s různou četností jejich zastoupení.
Povězme si něco o těch nejpoužívanějších.
 |
Reaktor VVER (PWR). |
Tlakovodní reaktor PWR (Pressurized light-Water moderated and
cooled Reactor) nebo ruský typ VVER
(Vodo -Vodjanoj Energetičeskij Reaktor) je dnes ve světě nejrozšířenější typ.
Tlakovodních reaktorů pracuje asi 253, tj. 57 % ze všech světových energetických
reaktorů. Původně byl vyvinut v USA, později koncepci převzalo i Rusko. Stejné
reaktory jsou pro svou vysokou bezpečnost používány i k pohonu jaderných ponorek.
Palivem je obohacený uran ve for mě tabletek
oxidu uraničitého uspořádaných do palivových
tyčí. Výměna paliva probíhá
při odstaveném reaktoru zpravidla jednou za 1 až 1 a půl roku. Nahradí se 1/3
vyhořelých článků. Moderátorem i chladivem je obyčejná voda. Proudí v primárním okruhu pod velkým tlakem a o
teplotě kolem 300 °C. V parogenerátoru
ohřívá vodu sekundárního okruhu, ta
se mění na páru a žene turbínu.
Typické parametry reaktoru VVER-1000:
- obohacení uranu izotopem U235
na 3,1 % až 4,4 %
- rozměry aktivní zóny 3 m v průměru a 3,5 m
výška
- tlak vody 15,7 MPa
- teplota vody na výstupu z reaktoru 324
°C
 |
Reaktor BWR. |
Varný reaktor BWR
(Boiling Water Reac tor) je druhý nejrozšířenější typ, těchto reaktorů pracuje na
světě 94, což je asi 21 % celkového počtu. Palivem je mírně obohacený uran ve
formě válečků oxidu uraničitého uspořádaných do palivových tyčí. Výměna
paliva probíhá při odstaveném reaktoru zpravidla jednou za 1 až 1 a půl roku.
Aktivní zóna je podobná aktivní zóně tlakovodního reaktoru. Moderátorem i
chladivem je obyčejná voda. Voda se ohřívá až do varu přímo v tlakové ná době a
v horní části reaktoru se hromadí pára. Pára se zbaví vlhkosti a žene se přímo k
turbíně. Elektrárny s reaktory BWR jsou tedy jednookruhové.
Typické parametry reaktoru BWR s výkonem 1000 MW:
- obohacení uranu izotopem U235
na 2,1 % až 2,6 %,
- rozměry aktivní zóny 4,5 m v
průměru a 3,7 m výška,
- tlak vody 7 MPa,
- teplota páry na výstupu z reaktoru
286 °C.
 |
Reaktor CANDU. |
Těžkovodní reaktor CANDU
byl vyvinut v Kanadě a exportován také do Indie, Pákistánu, Argentiny, Koreje a
Rumunska. Dnes pracuje asi 35 takových reaktorů. Palivem je pří rodní uran ve formě
oxidu uraničitého, chladivem a moderátorem těžká
voda D2O. Aktivní zóna je v nádobě tvaru ležícího válce, která má
v sobě vodorovné průduchy pro tlakové trubky. Těžkovodní moderátor v nádobě
musí být chlazen, neboť moderační schopnost se snižuje se zvyšující se teplotou.
Těžká voda z prvního chladicího okruhu předává své teplo obyčejné vodě v
parogenerátoru, odkud se vede pára na turbínu.
Typické parametry reaktoru CANDU s výkonem 600 MW:
- rozměry aktivní zóny 7 m v průměru
a 5,9 m výška
- tlak těžké vody v reaktoru 9,3 MPa
- teplota těžké vody na výstupu z
reaktoru 305 °C.
 |
Reaktor MAGNOX. |
Plynem chlazený reaktor
Magnox GCR (Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor) se používá ve Velké
Británii a v Japonsku. Palivem je přírodní kovový uran ve formě tyčí po krytých
oxidem magnezia. Aktivní zóna se skládá z grafitových
bloků (moderátor), kterými prochází několik tisíc kanálů, do každé ho se
umísťuje několik palivových tyčí. Aktivní zóna je uzavřena v kulové ocelové
tlakové nádobě se silným betonovým stíněním.
Palivo se vyměňuje za provozu. Chladivem je oxid uhličitý, který se po ohřátí vede
do parogenerátoru, kde předá teplo vodě sekundárního okruhu.
Typické parametry reaktoru Magnox s výkonem 600 MW:
- přírodní uran s obsahem 0,7 %
izotopu U235,
- rozměry aktivní zóny 14 m v
průměru a 8 m výška,
- tlak CO2 2,75 MPa
- teplota CO2 na výstupu z
reaktoru 400 °C.
 |
Reaktor AGR. |
Pokročilý plynem chlazený reaktor AGR
(Advanced Gas Cooled, Graphite Moderated Reactor) se zatím používá výhradně ve
Velké Británii, kde pracuje 14 takových reaktorů. Palivem je uran obohacený izotopem U235 ve formě oxidu uraničitého,
moderátorem grafit, chladivem oxid uhličitý. Elektrárna je dvouokruhová.
Typické parametry reaktoru AGR s výkonem 600 MW:
- uran obohacený na 2,3 % izotopu U235,
- rozměry aktivní zóny 9,1 m v
průměru a 8,5 m výška,
- tlak CO2 5,5 MPa,
- teplota CO2 na výstupu z
reaktoru 450 °C.
 |
Reaktor FBR. |
Rychlý množivý reaktor
FBR (Fast Breeder Reactor) je v Rusku (BN -600 v Bělojarsku), ve Francii a
Velké Británii. Palivem je plutonium ve
směsi oxidu plutoničitého a uraničitého. Během provozu vyprodukuje více nového
plutoniového paliva, než kolik sám spálí. Reaktor nemá moderátor, pracuje na rychlých neutronech. Aktivní zóna
tvořená svazky palivových tyčí je obklopena "plodícím" pláštěm z
uranu. Chladivem je tekutý sodík. Aktivní
zóna je potopena v ocelové nádobě naplněné sodíkem. Uvnitř reaktoru je výměník,
kde sodík předává teplo druhému chladicímu okruhu, ve kterém proudí také
roztavený sodík. Sodík ze sekundárního okruhu proudí do parogenerátoru, kde ve
třetím okruhu ohřívá vodu na páru.
Typické parametry reaktoru FBR s výkonem 1300 MW:
- palivo obohacené 20 % Pu,
- rozměry aktivní zóny včetně
plodivé oblasti - 3, 1 m v průměru a 2,1 m výška,
- tlak sodíku 0,25 MPa,
- teplota sodíku na výstupu z reaktoru
620 °C.
 |
Reaktor RBMK. |
Reaktor typu RBMK
(Reaktor Bolšoj Moščnosti Kanalnyj), známá je též zkratka LWGR, se používá
výhradně na území bývalého SSSR. Tohoto typu byl reaktor první jaderné elektrárny
v Obninsku i reaktor v Černobylu. Další reaktory tohoto typu se již nestaví. Palivem
je přírodní nebo slabě obohacený uran ve formě oxidu uraničitého. Palivové tyče jsou vloženy v kanálech, kudy
proudí chladivo obyčejná voda. V
tlakových kanálech přímo vzniká pára, která po oddělení vlhkosti pohání
turbínu. Elektrárna je tedy jednookruhová. Moderátorem
je grafit, který obklopuje kanály.
Typické parametry reaktoru RBMK s výkonem 1000 MW:
- obohacení uranu izotopem U235
na 1,8 %,
- rozměry aktivní zóny – 11,8 m
v průměru a 7 m výška,
- počet kanálů 1693,
- tlak nasycené páry 6,9 MPa,
- teplota parovodní směsi na výstupu z
reaktoru 284 °C.
 |
Reaktor HTGR. |
Vysokoteplotní reaktor HTGR
(High Temperature Gas Cooled Reactor) patří k velmi perspektivním typům. Mají
výborné bezpečnostní parametry a poskytují velmi vysokou teplotu na výstupu z
reaktoru. Teplo tak může být využíváno nejen pro výrobu elektřiny, ale i přímo v různých
průmyslových procesech. Vysokoteplotní reaktory jsou zatím vyvinuty pouze
experimentálně v Německu, USA a Velké Británii. Palivem je vysoce obohacený uran ve formě malých kuliček oxidu uraničitého
(0,5 mm v průměru). Kuličky povlékané třemi vrstvami karbidu křemíku a uhlíku jsou rozptýlené v koulích z grafitu, velkých asi jako tenisový míček.
Palivové koule se volně sypou do aktivní zóny, na dně jsou postupně odebírány. V
koncepci USA se používají místo koulí šestiúhelníkové bloky, které se skládají
na sebe. Chladivem je helium proháněné skrz
aktivní zónu. V parogenerátoru
předá teplo chladicí vodě sekundárního
okruhu, vzniklá pára pohání turbínu. Horké helium může být vedeno přímo do
průmyslových a chemických procesů.
Typické parametry reaktoru HTGR s výkonem 300 MW (německý typ):
- obohacení uranu izotopem U235
na 93 %,
- rozměry aktivní zóny 5,6 m v
průměru a 6 m výška,
- tlak hélia 4 MPa,
- teplota hélia na výstupu z reaktoru
284 °C.
O nových typech reaktorů se podrobněji dočtete v dalších dílech Encyklopedie.
|