Obieg pierwotny i wtórny reaktora PWR
Reaktory PWR mają dwa zamknięte obiegi: pierwotny i wtórny. Poza tym istnieje dodatkowy, otwarty obieg chłodzący. We wszystkich obiegach czynnikiem roboczym jest woda, w obiegu pierwotnym doskonale oczyszczona i zdemineralizowana.
Zamknięte obiegi reaktora PWR: pierwotny (120-160 atm, 300-350oC) i wtórny (50-60 atm, 270-300oC) oraz otwarty, zewnętrzny obieg wody chłodzącej Obieg pierwotny:
Obieg wtórny:
Wytwornica pary jest dla obiegów pierwotnego i wtórnego jednocześnie elementem wspólnym i rozddzielającym. |
W wytwornicy pary gorąca woda z obiegu pierwotnego przepływa przez tysiące rurek w kształcie odwróconej litery "U" i oddaje ciepło wodzie w obiegu wtórnym. Woda w obiegu pierwotnym ma temperaturę 300-350oC i ciśnienie 12-16 MPa (120-160 atm), zawsze wyższe od ciśnienia odpowiadającego temperaturze nasycenia pary. Dzięki tak wysokiemu ciśnieniu woda w obiegu pierwotnym nie wrze pomimo wysokiej temperatury. W obiegu wtórnym ciśnienie jest niższe i woda zamienia się w parę. Para wytworzona w wytwornicy pary w obiegu wtórnym ma ciśnienie 5-6 MPa (50-60 atm) i temperaturę 270-300oC. Po osuszeniu jest kierowana na turbiny obracające generatory prądu. |
Ze względu na ograniczone moce pomp cyrkulacyjnych, zwykle do reaktora podłącza się od 2 do 6 wytwornic pary, każda z oddzielną pompą cyrkulacyjną. Zespół reaktora, wytwornicy pary, pompy cyrkulacyjnej i łączących rur nazywamy pętlą. Aby zapobiec wahaniom ciśnienia, do obiegu pierwotnego podłacza się stabilizaator ciśnienia, zwykle w postaci cylindrycznego wysokociśnieniowego zbiornika. W jego dolnej części znajduje się woda, a w górnej para pod cisnieniem. W górnej parowej części zainstalowany jest zespół dysz wtrysku wody, a w dolnej wodnej zespół grzałek. Stabilizator ciśnienia jest podłaczony do jednej z kilku pętli układu pierwotnego. Dla wszystkich pętli wystarcza jeden stabilizator ciśnienia. |
Dla zilustrowania działania stabilizatora ciśnienia rozważmy dwie sytuacje spowodowane spadkiem i wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną. |