Реактор с водой под давлением (PWR) и реактор с кипящей водой (BWR) — это две конструкции легководных реакторов, используемых для производства электроэнергии. Оба используют воду в качестве хладагента и замедлителя; Основная разница в том, где и как производится пар, вращающий турбину.
В конструкции PWR вода первого контура, проходящая через реактор, находится под высоким давлением и не кипит. Он передает свое тепло в отдельный вторичный контур парогенератора. В конструкции BWR вода кипит в корпусе реактора и образующийся пар поступает непосредственно в турбину.
Как работает PWR?
В PWR вода, нагретая в активной зоне реактора, остается в жидком состоянии благодаря высокому давлению. Проходя по трубам парогенератора, эта горячая вода кипятит воду во вторичном контуре. Пар, образующийся во вторичном контуре, вращает турбину.
При такой схеме теплоноситель реактора и пар, поступающие в турбину, находятся в разных контурах. Давление первичного контура контролируется системой, называемой компрессором.
Как работает БВР?
В BWR часть воды, проходящей через активную зону реактора, превращается в пар непосредственно в корпусе реактора. После прохождения паром ступеней влагоотделения он по главному паропроводу направляется на турбину. Пар, выходящий из турбины, в конденсаторе преобразуется в воду и перекачивается обратно в корпус реактора.
BWR не имеет отдельного парогенератора. Напротив, сторона турбины является частью системы, через которую непосредственно проходит пар, производимый в реакторе, и подход к радиологической защите и техническому обслуживанию разработан соответствующим образом.
Основные отличия
| особенность | PWR | БВР |
|---|---|---|
| Кипение в корпусе реактора | Предотвращено при нормальной работе | Это часть дизайна |
| парогенератор | найден | Недоступно |
| Основная структура теплопереноса | Первичный и вторичный контур | Прямой паровой цикл |
| компенсатор давления | Обычно встречается | Не существует отдельных компрессоров с такой же функцией. |
| Пар поступает в турбину | Производится во вторичном контуре | Производится в корпусе реактора |
В таблице показана общая логика проектирования. Системы, функции безопасности и рабочие процедуры конкретной электростанции могут различаться в зависимости от поколения конструкции.
Что безопаснее?
Неправильно проводить общий рейтинг безопасности, основываясь только на названии PWR или BWR. Безопасность; Детальное проектирование, физические барьеры, резервные и диверсифицированные системы, нормативные требования, эксплуатационные характеристики и культура безопасности оцениваются и исследуются вместе.
Оба семейства реакторов имеют несколько систем безопасности для обнаружения различных аномальных условий, остановки реактора, охлаждения активной зоны и поддержания радиоактивных материалов в определенных пределах.
Ресурсы
- СРН США, Реакторы с кипящей водой: https://www.nrc.gov/reactors/power/bwrs
- СРН США, Как атомная электростанция производит электричество?: https://www.nrc.gov/education-regulatory-research/the-student-corner/science-101/how-does-a-nuclear-power-plant-make-electricity
- СРН США, Учебный курс по концепциям реакторов: https://www.nrc.gov/sites/default/files/doc_library/cdn/legacy/reading-rm/training/reactor-concepts-training-course.pdf