PWR vs BWR: erinevus ja võrdlus

Võtme tagasivõtmine

1. Reaktori tüüp: PWR (surveveereaktor) ja BWR (boiling Water Reactor) on kahte tüüpi kergvee tuumareaktorid, mis mõlemad kasutavad vett nii jahutusvedeliku kui neutronite aeglustajana, kuid millel on erinevad töömeetodid.
2. Jahutus- ja modereerimisprotsess: PWR-is hoitakse reaktori südamikus olevat vett rõhu all, et vältida selle keemist, ja tekkiv soojus suunatakse sekundaarringi auru tootmiseks. BWR-is lastakse reaktori südamikus olev vesi keema ja tekkivat auru kasutatakse otse turbiini käivitamiseks.
3. Keerukus ja tõhusus: PWR-e peetakse keerukamaks, kuna on vaja kahte eraldi veeringlust, kuid neile on kasulik pisut suurem soojusefektiivsus ja täiendav ohutus, mille annab radioaktiivse primaarahela eraldamine turbiinist. BWR-idel on lihtsam konstruktsioon ja ainult üks vooluring, kuid see tähendab ka seda, et turbiini läbiv aur on radioaktiivne, mis nõuab täiendavaid ohutusmeetmeid.

Mis on PWR?

Surveveereaktor, üldtuntud kui PWR, on silmapaistev ja laialdaselt kasutatav tuumareaktori tüüp elektri tootmiseks. PWR-ides kasutatakse kontrollitud tuuma lõhustumise reaktsioonide säilitamiseks rikastatud uraani kütusevardaid. Reaktori südamik on sukeldatud kõrgsurvevette, mis toimib nii jahutusvedeliku kui ka moderaatorina.

Tuumareaktsioonide toimudes eraldavad nad märkimisväärse koguse soojust, mille tulemusena vesi kuumeneb ja muutub kõrgsurveauruks. Seejärel suunatakse see aur eraldi turbiinisüsteemi, kus see juhib elektrigeneraatoritega ühendatud turbiine. 

PWR-i disain sisaldab mitmeid turvaelemente, nagu juhtvardad ja hädajahutussüsteemid, et tagada stabiilne ja ohutu töö. Tänu oma tõestatud kogemustele ohutuse, tõhususe ja väljundvõimsuse osas jääb PWR-tehnoloogia ülemaailmsel energiamaastikul oluliseks tegijaks, pakkudes olulise osa elektrist lugematutele kogukondadele üle maailma.

Mis on BWR?

BWR tähistab keeva vee reaktorit. See on teist tüüpi tuumareaktor, mida kasutatakse tuuma lõhustumise reaktsioonide kaudu elektri tootmiseks. BWR-id erinevad surveveereaktoritest (PWR) oma konstruktsiooni ja töö poolest.

Keevaveereaktoris (BWR) asetatakse rikastatud uraanikütus reaktori südamikusse. Südamik on sukeldatud vette, mis toimib nii jahutusvedeliku kui ka moderaatorina. Jahutusvedeliku vesi lastakse tuuma lõhustumisel tekkiva soojuse tõttu keema otse reaktori südamikus.

Keevaveest tekkiv aur tõuseb reaktorianuma tippu, kus see kogutakse ja suunatakse turbiinisüsteemi.

Erinevus PWR-i ja BWR-i vahel

1. Surveveereaktoris on jahutusvedelik ja moderaator eraldi. Jahutusvedelikuna kasutatakse vett, mis ringleb läbi reaktori südamiku ja kannab soojuse edasi aurugeneraatorisse. Aurugeneraator omakorda soojendab eraldi veeahelat, et toota auru turbiinide käitamiseks ja elektri tootmiseks. Keevaveereaktoris on jahutusvedelik ja moderaator sama aine: vesi. Reaktori südamikus olev vesi keeb otse tuuma lõhustumisel tekkiva soojuse tõttu. Saadud aur tõuseb turbiinisüsteemi, ilma et oleks vaja eraldi aurugeneraatorit.
2. PWR-id töötavad kõrgel rõhul, et hoida vesijahutusvedelikku vedelas olekus isegi kõrgetel temperatuuridel. Seda rõhuasetust hoitakse, et vältida jahutusvedeliku keemist reaktori südamikus. BWR-id töötavad madalamal rõhul kui PWR-id, kuna vesijahutusvedelikul lastakse keeda otse reaktori südamikus. See madalam rõhk lihtsustab reaktori konstruktsiooni ja tööd.
3. PWR-is jääb reaktori südamikuga otseses kontaktis olev vesi vedelaks ja turbiinisüsteemi suunatakse ainult aur. Aur on kõrge kvaliteediga (kuiv aur) minimaalse niiskusesisaldusega, mis aitab kaasa turbiini suuremale efektiivsusele. BWR-is on keevast veest toodetud aur madalama kvaliteediga (märg aur), kuna see sisaldab veidi niiskust. Niiskuse olemasolu võib turbiinisüsteemi efektiivsust vähendada.
4. PWR-idel on keerulisem konstruktsioon koos aurugeneraatoriga, mis nõuab täiendavaid komponente ja süsteeme. BWR-id on disainilt suhteliselt lihtsamad, kuna need välistavad vajaduse eraldi aurugeneraatori järele, mille tulemuseks on lihtsam paigutus.
5. PWR-is jääb tuumkütusega otseses kontaktis olev vesi turbiinisüsteemis kasutatavast veest eraldi, vähendades radioaktiivsete isotoopide turbiinidesse jõudmise ohtu. Kuna vesi keeb otse reaktori südamikus, võib turbiine juhtivas aurus esineda radioaktiivseid isotoope. Võimalike riskide maandamiseks on kehtestatud asjakohased ohutusmeetmed.

PWR ja BWR võrdlus

Võrdlusparameetrid	PWR	bwr
Kütuse konfiguratsioon	Rikastatud uraanikütuse sõlmed	Rikastatud uraanikütuse sõlmed
Neutronite modereerimine	Kasutab neutronite aeglustamiseks moderaatorit	Kasutab moderaatorina vett
Steami kvaliteet	Kuiv aur	Märg aur
Juhtvarda töö	Absorbeerib neutroneid, et kontrollida reaktsioonivõimet	Absorbeerib neutroneid, et kontrollida reaktsioonivõimet
Südamiku rõhk	Kõrge rõhk reaktori südamikus	Madal rõhk reaktori südamikus

viited

1. https://link.springer.com/article/10.1007/s11661-003-0092-2
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900216307707

Viimati värskendatud: 23. august 2023