GE BWR - GE BWR

GE BWR; (General Electric Реактор кипящей воды )
Поколение	Поколение I (BWR-1); Поколение II; Поколение III (ABWR ); Поколение III + (ESBWR )
Концепция реактора	Легководный реактор (LWR)
Линия реактора	Реактор с кипящей водой (BWR)
Разработано	General Electric
Изготовлены по	General Electric
Положение дел	Построено 83 реактора, введено в эксплуатацию 67 реакторов.; (По состоянию на август 2018 г.)
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо (делящийся материал )	235U /235Пу (ЛЕЯ /MOX )
Состояние топлива	Твердый
Энергетический спектр нейтронов	Термический
Первичный метод контроля	Стержни управления
Главный модератор	Легкая вода
Теплоноситель первого контура	Жидкая вода)
Использование реактора
Основное использование	Производство электроэнергии
Мощность (тепловая)	530 МВтth (BWR-1); 1500 МВтth (BWR-2); 2400 МВтth (BWR-3); 3000 МВтth (BWR-4); 3100 МВтth (BWR-5); 3400 МВтth (BWR-6); 4000 МВтth (ABWR); 4500 МВтth (ESBWR)
Мощность (электрическая)	160 МВте (BWR-1); 650 МВте (BWR-2); 460 МВте (BWR-3); 784 МВте (BWR-4); 1050 МВте (BWR-5); 1150 МВте (BWR-6); 1400 МВте (ABWR); 1600 МВте (ESBWR)

Схема GE BWR внутри защитной оболочки Mark I.

General Electric с Линия продуктов BWR из Реакторы с кипящей водой представляет собой дизайн относительно большого^{[количественно оценить ]} процент коммерческого реакторы деления во всем мире.

История

Прародителем линии BWR была установка мощностью 5 МВт. Реактор с кипящей водой Vallecitos (VBWR), введен в эксплуатацию в октябре 1957 года.

BWR-1

BWR типа 1 (BWR-1, BWR / 1): в 1955 году GE разработала свою первоначальную конструкцию VBWR в 197 МВт. Дрезден 1 (6 × 6, 7 × 7) реактор, воплощающий первую итерацию проекта GE BWR / 1. В Dresden 1 использовалась принудительная циркуляция (через внешние рециркуляционные насосы) и уникальная конструкция теплопередачи с двойным циклом (прямой + косвенный), которая оказалась неэкономичной. GE доработала проект BWR-1 мощностью 70 МВт. Big Rock Point (9 × 9, 11 × 11, 12 × 12), в котором (как и все модели GE BWR после Дрездена 1) использовался более экономичный метод теплопередачи с прямым циклом, но вместо него использовались внешние рециркуляционные насосы в пользу естественной циркуляции ( необычная стратегия, что только 55 МВт Додеваард принят реактор, хотя этот метод был возрожден для новейшего поколения III + ESBWR ). 65 МВт Гумбольдт Бэй (6 × 6, 7 × 7) реактор последовал за Big Rock Point, вернувшись к более эффективному методу принудительной циркуляции (через внешние рециркуляционные насосы). В этих экспериментальных проектах (все они разделяли классификацию BWR-1, несмотря на их расходящиеся конструкции) использовались пучки твэлов в конфигурациях 6 × 6, 7 × 7, 8 × 8, 9 × 9, 11 × 11 и 12 × 12, но Связка 9 × 9 GE, которая позже использовалась в реакторах BWR / 2–6, отличается от той, которая использовалась в эпоху BWR / 1.^[1] BWR / 1 был первым проектом BWR с внутренним разделением пара. Он также имел изолирующий конденсатор и защитную оболочку для подавления давления.^[2]

BWR-2

BWR типа 2 (BWR-2, BWR / 2): введен в эксплуатацию в 1963 году,> 500 МВт, обычно около 650 МВт брутто (Oyster Creek, Девять миль 1 ).^[3]^[4] Включен большой прямой цикл. 5 контуров рециркуляции, внешние рециркуляционные насосы с регулируемой скоростью (один насос на контур, скорость потока каждого насоса может варьироваться от 6400 до 32000 галлонов США в минуту (от 0,40 до 2,02 м3).³/ с)). Эта конструкция, как и BWR / 3–6, позже будет классифицирована как Реакторы поколения II за их увеличенный масштаб, улучшенные функции безопасности, коммерческую жизнеспособность, прибыльность и долгий срок службы.^[2]

BWR-3

BWR Type 3 (BWR-3, BWR / 3): введен в 1965 г., 800 МВт (Дрезден 2–3 ).^[4] Первое использование внутренних струйных насосов (одно сопло, 10 на контур, всего 20). 2 контура рециркуляции, рециркуляционные насосы с регулируемой скоростью (один насос на контур, каждый насос имел номинальный расход 45 200 галлонов США в минуту (2,85 м³/ с)). Улучшенная система разбрызгивания и разлива САОЗ, улучшенные разбрызгиватели питательной воды. Монтичелло и Пилигрим 1 имели значительно более низкие номинальные мощности, несмотря на то, что они также были классифицированы как модели BWR / 3.

BWR-4

Сухой колодец и водяной колодец Browns Ferry Unit 1 в стадии строительства, в пределах защитной оболочки марки I.

BWR Type 4 (BWR-4, BWR / 4): введен в 1966 г., 1100 МВт (Браунс Ферри 1–3 ). Во многом аналогичен BWR / 3 по конструкции с идентичной системой рециркуляции, но удельная мощность была увеличена на 20%.^[4] Доступен с защитой Mark I или Mark II.

BWR-5

BWR Type 5 (BWR-5, BWR / 5): введен в 1969 г., 1100 МВт (LaSalle 1–2 ). Такое же количество петель (2) и струйных насосов (20), но струйные насосы были модернизированы до конструкции с пятью соплами. Насосы с регулируемой скоростью были заменены двухскоростными насосами (производительность каждого из них составляет 35 400 галлонов США в минуту (2,23 м3).³/ с) для напора нагнетания 865 футов (264 м)), и клапан управления потоком (регулируемый от 22% открытия до 100% открытия с линейной характеристикой потока) был добавлен к каждому контуру для использования в регулировании потока рециркуляции ( с возможностью регулирования потока рециркуляции от 35% до 100%, если насосы работают с высокой скоростью, или от 30% до 40% с насосами с низкой скоростью). Улучшенное управление потоком клапана САОЗ. Доступно только с защитной оболочкой Mark II.

BWR-6

BWR типа 6 (BWR-6, BWR / 6): введен в эксплуатацию в 1972 году, доступен в конфигурациях от 600 до 1400 МВт. Переход от пучка твэлов 7 × 7 к пучку 8 × 8 с более длинными и тонкими топливными стержнями, которые соответствуют той же внешней площади, что и предыдущий пучок твэлов 7 × 7, снижение расхода топлива (до 13,4 кВт / фут (44 кВт / м)), улучшенные компактные струйные насосы с более высокой циркуляционной производительностью (доступны с 16–24 струйными насосами в зависимости от конфигурации), увеличенной производительностью паросепараторов и осушителей, увеличенным запасом топлива, увеличенной производительностью (увеличение на 20% по сравнению с BWR / 5 при использовании сосуды высокого давления того же размера), улучшенная САОЗ, представленная опция для компактной диспетчерской и представленная опция твердотельной системы защиты ядерной системы (только Клинтон взял это). Первая и единственная доступная модель с защитной оболочкой Mark III.

ABWR

ABWR: Более высокий запас прочности, отсутствие внешних контуров рециркуляции, внутренние насосы реактора. Он также имеет тонкие приводы стержней управления движением.

ESBWR

ESBWR: Пассивная безопасность, естественная циркуляция (без петель и насосов), 1600 МВт. Он имеет гравитационный затопитель, изолирующий конденсатор и пассивное охлаждение защитной оболочки.^[2]

Связки топливных стержней

GE-2

Топливный пучок 7х7.^[1]

GE-3

Улучшенный пучок твэлов 7х7 с 49 твэлами, один из которых сегментированный.^[1]

GE-4

Пучок 8х8 с 63 твэлами и 1 водостройкой.^[1]

GE-5

Модернизация пучка твэлов 8x8 Предварительное давление и Барьерного пучка твэлов, содержащих 62 и два водоструйных стержня.^[1]

GE-6 и 7

Предварительное давление при 3 атм гелием с барьером

GE-8

Пучок 8х8 с от 58 до 62 твэлов и 2-6 гидро стержней.^[1] Под давлением 5 атм с гелием.

GE-9

Сдерживание

Марк I

Сухой колодец здание содержания который напоминает перевернутую лампочку над колодцем, представляющий собой стальной тор, содержащий воду.

Марк II

Описывается как конфигурация «сверху-снизу», при которой сухой колодец образует усеченный конус на бетонной плите. Ниже представлена цилиндрическая камера подавления, сделанная из бетона, а не только из листового металла.

Марк III

Система сдерживания GE Mark III представляет собой одиночную защитную оболочку под давлением и многобарьерную систему удержания ядерного деления, состоящую из защитной оболочки плюс связанных с ней сухого и влажного колодца (барьеры давления и расщепления), внешнего защитного корпуса этого здания, вспомогательного здания и топливный корпус, в котором обычно поддерживается отрицательное давление, предотвращающее выход продуктов деления.

Особенности сдерживания:

Улучшенный сейсмический отклик
Конструкция защитной оболочки более низкого давления, но значительно большего объема, чем у Mark I и II
Улучшенная конструкция отвода труб
Сочетает сухую герметичность (PWR -типа) с типовой защитной оболочкой типа BWR-гасителя

Преимущества

Одним из преимуществ конструкции BWR является улучшенное отслеживание нагрузки за счет манипулирования управляющим стержнем в сочетании с изменением скорости рециркуляционного потока. Интеграция регулятора давления турбины и системы управления с системой управления рециркуляционным потоком позволяет автоматически изменять мощность до 25% от номинальной мощности без изменения настроек регулирующих стержней.
Регулирующие стержни с нижним входом, расположенные снизу, позволяют дозаправку топливом без снятия регулирующих стержней и приводов, а также позволяют проводить испытания привода с открытым судном перед загрузкой топлива.
BWR допускает меньший расход теплоносителя первого контура, чем PWR.
Струйные насосы, расположенные внутри корпуса реактора, обеспечивают 2/3 рециркуляционного потока, что позволяет сделать внешний контур рециркуляционного потока небольшим и компактным по сравнению с современными конструкциями PWR.
При потере теплоносителя струйные насосы обеспечивают 10% мощности аналогично котлам.
Конструкции BWR постоянно работают при давлении примерно в два раза меньше давления в системе первого контура, чем конструкции PWR, при этом производя такое же количество и качество пара в компактной системе: давление в корпусе реактора 1020 фунтов на кв. Дюйм (7 МПа) и температура 288 ° C для BWR, которая ниже 2240 psi (14,4 МПа) и 326 ° C для PWR.
Пар генерируется в корпусе реактора высокого давления в BWR, тогда как он генерируется в парогенераторе во втором контуре PWR.
BWR позволяет кипячение в объеме, а PWR - нет.

Недостатки

Пар, образующийся в BWR, содержит следовые количества радиоактивных материалов, в результате чего большие части турбинного здания разделены на отсеки для предотвращения радиационного воздействия на рабочих. С другой стороны, здания турбин PWR, по сути, такие же, как и турбинные здания электростанции, работающей на ископаемом топливе, со всем оборудованием, доступным в любое время.