السبت، 8 أكتوبر، 2016

مفاعل الماء المغلي الخفيف الثقيل المضغوط


مفاعل الماء المغلي 
هو نوع من مفاعل نووي يشبه مفاعل الماء المضغوط وينتمي الإثنان إلى فصيلة مفاعلات المياة الخفيفة. وبينما يحتوي مفاعل الماء المضغوط على دائرتين للماء والبخار - واحدة منها مشعة والأخرى غير مشعة، وبينهما مبادل حراري، فيتكون مفاعل الماء المغلي من دورة واحدة للماء وبخار الماء.
أنواع مفاعلات الماء المغلي
الجيل الأول :
أنشأ الجيل الأول للمفاعلات في ألماني من مفاعلات الماء المغلي بالعمل المشترك بين جينرال إلكتريك وشركة AEG الأمانية في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي. وقد قامت الشركتان ببناء 4 مفاعلات آنذاك من هذا النوع. وقد انتهت مدة تشغيل تلك المفاعلات ن وعم في سبيل الهدم وإعادة الأرض خضراء كما كانت.
كما يوجد في سويسرا مفاعل من هذا النوع من صنع جينرال إليكتريك وهو لا يزال يعمل.
طراز 69:
قامت شركة Kraftwerk Union الألمانية عام 69 بتطوير هذا الطراز ويتميز هذا الطراز بتحويط خزان المفاعل بوعاء ضخم في شكل الكرة من الفولاذ تسع له، بالإضافة إلى البناء السميك الخرساني. وطبقا لهذا التصميم للمفاعل أصبح بناء المفاعل يستطيع تحمل صدمة طائرة مقاتلة سؤعتها فوق الصوت من دون أن يصاب المفاعل نفسه بخلل. صنعت أربعة مفاعلات من هذا الطراز في ألمانيا وعي لا تزال تعمل، وآخرهم من هذا النوع مفاعل كروميل قرب هامبورج وهو أكبر مفاعل ماء مغلي في العالم.[1]


طراز 72:
وهو آخر طراز منفذ في ألمانيا وصمم عام 1972. ويتخذ شكل بناء المفاعل في هذا الطراز الشكل الأسطواني. ويعتبر الطراز 72 تطوير للطراز 69 حيث تم تطوير أنظمة الأمان وتطوير المباني. [2]
تطور عام 2009
قامت شركة أريفا Areva NP الفرنسية بالاشتراك مع شركة E.ON الألمانية بتطوير مفاعل جيد اعطوه اسم KERENA وهو تطوير لطراز 72، وهو من نوع مفاعل الماء المغلي وذو قدرة تصل إلى 1250 ميجاوات. وقد أعربت ولاية برونسفيك ب كندا إلى شركة أريفا عن عزمها في طلب بناء واحد من مفاعلات النوع الجديد KERENA..
مفاعل ماء خفيف :
مفاعل الماء الخفيف (بالإنجليزية: light water reactor) هو نوع من المفاعلات النووية الحرارية thermal reactor يستخدم الماء العادي كمهدئ للنيوترونات وللتبريد، بعكس إالمفاعلات التي تستخدم الماء الثقيل لتهدئة سرعة النيوترونات وكمبرد. ومفاعلات الماء الخفيف هي أكثر أنواع المفاعلات انتشارا والتي تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية.
وتوجد ثلاثة أنواع من مفاعل الماء الخفيف، مفاعل الماء المضغوط ، ومفاعل الماء المغلي والمفاعل الذي يسمى مفاعل الماء فوق الحرج supercritical water reactor.
تصميم المفاعل :
ينتج مفاعل الماء الخفيف الكاقة الحرارية عن طريق التفاعل الانشطاري المتحكم فيه. ويتكون المفاعل من قلب المفاعل الذي يحتوي على وحدات الوقود النووي. وهو يحتوي أيضأعلى قضبان للتحكم في سير التفاعل. ويتكون الوقود النووي من قضبان من الوقود النووي يبلغ قطرها 1 سم وطولها نحو 7و3 متر، وهي مجمعة في حزم تسمى وحدات الوقود ويكون شكلها شكل القفص.
ويوجد في داخل كل قضيب وقود أقراص من اليورانيوم في شكل أكسيد اليورانيوم ، بيلغ طول القرص نحو 5و2 سم وهي مرصوصة داخل قضيب الوقود (أنبوب) فوق بعضها. وتوجد في قلب المفاعل أيضا قضبان التحكم وهي تحتوي على مادة مثل الهافنيوم أو الكادميوم وهي تتميز بامتصاصها للنيوترونات. وعند تغتيص قضبان التحكم في قلب المفاعل فلا يمكن للتفاعل النووي أن يأخذ مجراه بسبب عدم وجود النيوترونات.
وعلى العكس عند سحب قضبان التحكم من قلب المفاعل تدريجيا تبدأ النيوترونات الاصتدام بأنوية ذرات اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 وعي المواد الانشطارية، ويبدا التفاعل التسلسلي يأخذ مجراه رويدا رويدا ويشتد. وتوجد جميع تلك الأجزاء في خزان ضغط أو غلاية ضغط محكمة مليئة بالماء، ويسمى خزان صغط المفاعل.
وتحول الحرارة المتولدة عن الانشطار في مفاعل الماء المغلي الماء إلى بخار، وهو يوجه مباشرة إلى تشغيل توربينات لتوليد الكهرباء. أما في مفاعل الماء المضغوط فتحول الحرارة الناشئة عن الانشطار النووي إلى دائرة ماء لأخرى تسمى الدائرة الثانوية عن طريق مبادل حراري، والبخار المتولد في الدورة الثانوية هو الذي يستخدم لتشيل التوربينات.
وفي كلتا الحالتين يعود البخار بعد إدارته للتوربينات إلى مكثف للماء لإعادة الدورة.



مفاعل الماء الثقيل المضغوط :
مفاعل الماء الثقيل المضغوط (بالإنجليزية: pressurised heavy water reactor) هو نوع من مفاعل نووي لإنتاج الطاقة الكهربائية، يستعمل عادة اليورانيوم الطبيعي (غير مخصب) كوقود نووي ويستخدم الماء الثقيل D2O (أكسيد الديوتيريوم)كمهدئ ومبرد في المفاعل. وطبقا لتصميم هذا المفاعل يبقى الماء الثقيل تحت ضغط عالي من أجل رفع درجة حرارة غليانه بحيث يمكن تسخينه إلى درجات حرارة أعلى بدون أن يغلي، وذلك كما يحدث في مفاعل الماء المضغوط.
وبينما يتكلف الماء الثقيل تكلفة باهظة عن الماء العادي إلا أن له ميزات بالنسبة إلى خصائصة بالنسبة إلى النيوترونات، فهو يمتص النيوترونات قليلا مما يجعله صالحا لتشغيل المفاعل باليورانيوم الطبيعي بدون تخصيب.
وتُستخدم مفاعلات الماء الثقيل المضغوط لتوليد الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق