Кожух сердечника - Core shroud

А кожух сердечника цилиндр из нержавеющей стали, окружающий активная зона ядерного реактора основная функция которого - направлять поток охлаждающей воды.^[1] Активная зона ядерного реактора - это то место, где ядерные реакции происходить. Потому что реакции экзотермический, холодная вода необходима для предотвращения расплавления активной зоны реактора. Кожух активной зоны помогает направлять эту холодную воду в активную зону реактора, обеспечивая стабильность ядерных реакций.

Структура

Кожух сердечника состоит из множества цилиндрических тепловые экраны сложены друг на друга. Между каждым тепловым экраном расположена горизонтальная цилиндрическая пластина из нержавеющей стали, которая помогает удерживать тепловые экраны на месте. Затем пластины свариваются вместе с теплозащитными экранами, так что они образуют единую прочную структуру. Вертикальные стяжные болты затем используются для усиления каждой горизонтальной пластины соседними тепловыми экранами, стабилизируя цилиндрический кожух сердечника. Тепловые экраны необходимы, потому что кожух активной зоны находится рядом с активной зоной ядерного реактора, где постоянно присутствует тепло. Тепловые экраны предотвращают тепловое повреждение кожуха сердечника, поглощая или отражая тепло.

Стенки кожуха сердечника относительно тонкие, от трех до пяти сантиметров в толщину.^[2] Это связано с тем, что кожух активной зоны не сконструирован таким образом, чтобы выдерживать высокое давление в течение длительных периодов времени, поэтому для функционирования кожуха активной зоны не требуются более толстые стенки.

Функция

Направление потока воды

Основная функция кожуха активной зоны - направлять поток воды внутри корпуса реактора.^[2] Холодная вода закачивается в корпус реактора из внешнего источника воды.^[3] Холодная вода стекает между стенкой корпуса высокого давления реактора и внешней стенкой кожуха активной зоны, где она встречается с тепловыделяющие сборки. Именно здесь холодная вода нагревается, и нагретая вода течет обратно в зазор между стенкой корпуса высокого давления реактора и внешней стенкой кожуха активной зоны. Это создает пар, так как вода нагревается, который затем используется для приведения в движение паровая турбина, который питает генератор и вырабатывает электричество. Направляя холодную воду в корпус реактора и позволяя нагретой воде подниматься и испаряться, кожух активной зоны успешно охлаждает ядерные реакции.

Уровень воды

Чтобы активная зона реактора оставалась холодной, иногда требуется большее количество воды, что приводит к эффекту затопления 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 сконструирован таким образом, чтобы выдерживать давление дополнительной воды, поскольку в случае его разрушения топливные сборки не смогут должным образом охлаждаться.

Обслуживание

В 1990 г. Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) был обнаружен в кожухах активной зоны, что привело к повышению осведомленности об обслуживании кожухов активной зоны.^[1] Регулярные осмотры кожуха активной зоны стали обязательными на большинстве атомных электростанций во всем мире, поскольку в случае обрушения кожуха активной зоны ядерный расплав могло произойти.^[4]

Кожухи сердечника трескаются, потому что тепло ядерных реакций в сочетании с постоянно текущей водой в конечном итоге изнашивает стальные пластины.^[5] Одним из способов решения этой проблемы является усиление пластин кожуха сердечника.^[2] Это делается с помощью анкерный болт, который используется для крепления дополнительных стальных пластин к поверхности кожуха сердечника, тем самым укрепляя 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 необходимо удалять вручную, в результате чего рабочие становятся уязвимыми к радиации.

в Ядерная катастрофа на Фукусиме-дайити, в их кожухах сердцевины были обнаружены трещины.^[5] Однако в этом конкретном случае трещина в кожухе активной зоны не была причиной ядерной катастрофы. Несколько других факторов, таких как землетрясение, цунами и отказы оборудования, нанесли наибольший ущерб атомной электростанции. Было высказано предположение, что, если кожух активной зоны разрушится из-за растрескивания, это может привести к катастрофическому ядерному расплавлению.^[4]