Complementi di centrali termoelettriche, nucleari e regolazione - centrali nucleari

Caratteristiche peculiari dei BWR

Il reattore BWR fa aumentare x verso i valori originari e fa diminuire la reattività; il reattore quindi si stabilizza ad un livello più alto di potenza. Accade il viceversa se diminuisce. C'è una dipendenza quasi lineare tra potenza e, in un intervallo di circa il 25% della potenza nominale, senza movimento delle barre di controllo. La portata varia tramite strozzamento di valvole o per variazione del numero di giri della pompa di ricircolo. L'allungamento del ciclo (stretchout) può essere ottenuto riducendo la temperatura dell'acqua di alimento e quindi l'entalpia: infatti fa diminuire a parità del resto. Aumenta la reattività i x, quindi c'è un margine per aumentare la vita del combustibile. Ovviamente diminuisce la portata di vapore e quindi la potenza elettrica.

stabilità neutronica e quella termoidraulica sono verificate. Il ciclo diretto com-porta però vapore debolmente radioattivo in turbina, sia per impurezze presentinell’acqua che si attivano sotto irraggiamento neutronico, sia per la presenza di16 16N , emettitore con tempo di dimezzamento che si forma da :γ t = 7.2 s, O1/216 16 1−→ (2.2)O + n N + HLa sala macchine va pertanto schermata e il controllo della chimica dell’acquadeve essere molto accurato. Rispetto ai PWR, a causa della presenza del vapore,che alla pressione scelta ha una densità pari a circa di quella del liquido, e1/20quindi per la minore moderazione, il nocciolo è notevolmente più grande. Inoltrei separatori di vapore e gli essiccatori sono messi dentro il vessel. Date le dimen-sioni più voluminose di questi vessel, la pressione di circa bar, scelta per il72funzionamento, non è stata aumentata; infatti porterebbe a spessori del vesselsuperiori

man-canza di penetrazioni nel cappello, nel diverso posizionamento dei boccagli di ingresso dell'acqua di alimento e di uscita del vapore e dei boccagli di ingresso della refrigerazione di emergenza, e infine nelle penetrazioni delle barre di controllo dal basso.

Figura Spaccato assonometrico del vessel di un BWR29:

All'interno, oltre ai citati separatori ed essiccatori, la differenza più rilevante consiste nella presenza delle pompe a getto, poste a coppie tra l'involucro del nocciolo (mantello) e la parete del vessel. La Figura mostra i circuiti di ricircolazione con un anello distributore all'ingresso, da cui partono tanti tubi quanti sono le coppie di pompe a getto, e altrettanti boccagli di ingresso per l'acqua di ricircolazione; e una tubazione all'uscita che finisce all'aspirazione della pompa. Per quanto riguarda le pompe a getto, a causa dell'accelerazione della portata driving) di ricircolo

(traente o si crea una depressione che succhia fluido dalle sezioni superiori (dove l'acqua di alimento si mescola al liquido saturo) e lo spinge verso il basso al di sotto del nocciolo, dove il liquido risale asportandone il calore prodotto. Tenendo conto del fatto che la portata nei BWR è circa i 3/4 della portata di un PWR di uguale potenza, le pompe dei reattori BWR sono meno potenti di quelle dei PWR, oltre a dover sopportare una pressione molto più bassa.

2.4 componenti principali 35

Figura Sistemazione dei circuiti di ricircolazione30:Nocciolo e fascio di barre

2.4.2 Il nocciolo è formato, come nei PWR, da migliaia di barrette di combustibile (UO di uguale densità e simile arricchimento), inguainate con Zircaloy, con diametro leggermente superiore (12.5 mm) e spessore della guaina significativamente maggiore (0.864 mm); di fatto le barrette dei BWR sono più resistenti di quelle dei PWR e meno soggette a fessurazioni e rotture. Ci sono

Le barre di controllo servono anche per appiattire il flusso neutronico (power shaping) e compensare il bruciamento del combustibile. Quando la barra a croce viene ritirata si genera un aumento di reattività per la maggiore moderazione, che però è compensato dal maggior volume di vapore e dal minor arricchimento alla periferia del fascio. Esse sono sfilate dal basso sia per la presenza dei separatori ed essiccatori sopra il nocciolo, sia perché nella parte bassa del nocciolo c'è una maggiore quantità di liquido e quindi il flusso neutronico è più alto: è quindi maggiore l'efficacia del controllo. Il sistema di movimentazione delle barre di controllo è essenzialmente idraulico, che agisce ad alta pressione su un pistone; acqua pressurizzata, ad una pressione superiore di 17.5 bar a quella di funzionamento del reattore, viene utilizzata per muovere il pistone. Per lo spegnimento rapido (scram) i pistoni vengono

All'interno ci sono il cosiddetto drywell in cemento armato, non rivestito poi-ché non costituisce la vera barriera ultima per i prodotti di fissione, e la piscina di soppressione, riempita d'acqua. Le funzioni del drywell sono:

1. schermaggio per il personale che penetra all'interno del contenitore;
2. sfiato del vapore alla piscina di soppressione;
3. protezione del contenitore da missili e colpi di frusta all'interno;
4. ancoraggio dei tubi che penetrano nella parete del drywell;
5. funzionamento dei canali di sfogo del vapore.

Nel MARK III i canali di sfogo sono orizzontali e, quando la pressione nel drywell si alza (facendo abbassare il livello dell'acqua nell'intercapedine tra diga e parete del drywell), i canali si scoprono e

Permettono il passaggio del vapore nella piscina di soppressione, dall'interno verso l'esterno. Nel MARK II i canali sono, invece, verticali, con maggiori difficoltà di bilanciamento delle forze di getto.

La piscina di soppressione:

1. Costituisce il pozzo di calore per le operazioni di sfiato di vapore con le valvole di sfogo o di sicurezza;
2. È ancora il pozzo di calore per le operazioni di fermata a caldo;
3. Condensa il vapore durante le perdite di refrigerante (LOCA), tenendo bassa la pressione;
4. È una sorgente continua di acqua per la refrigerazione di emergenza (ECCS).

Piscina superiore