Úterý, Listopad 13

Fort St. Vrain v obrázcích, část 3

V dosavadních článcích byla shrnuta historie jaderné elektrárny Fort St. Vrain a jedinečnost konceptu vysokoteplotního reaktoru s reaktorovou nádobou z předepjatého betonu. Články také informovaly o výhodách a nevýhodách této reaktorové koncepce i porovnání s prvním vysokoteplotním reaktorem firmy General Atomic, umístěném v elektrárně Peach Bottom.

Zmenšenina reaktorové nádoby z předepjatého betonu a systémů výroby páry. Oranžově zvýrazněná aktivní zóna se nachází v horní části společně s regulačními tyčemi. Aktivní zóna byla obklopena grafitovými bloky zastupující funkci reflektoru. Měřila přibližně 15,5 stopy (4,72 metru) na výšku a 19,5 stopy (5,94 metru) v průměru. Grafitový reflektor nad i pod aktivní zónou byl tlustý 47 palců (1,2 metru). Tloušťka betonové nádoby radiálně od aktivní zóny byla přibližně 9 stop (2,74 metru) (zdroj: ansnuclearcafe.org)

Důležitým návrhovým vylepšením elektrárny Fort St. Vrain s vysokoteplotním plynem chlazeným reaktorem generace II, byla kompaktní reaktorová nádoba, mnohem kompaktnější, než jaká byla použita na elektrárně Peach Bottom. Inovativní návrh reaktorové nádoby byl vyvinut s použitím skládaných grafitových bloků, obsahujících palivové tyče s palivem ve formě povlakovaných částic.

Na obrázku je zobrazen jeden palivový soubor. Každý z těchto souborů byl přibližně 14 palců (35,6 centimetru) široký (od stěny ke stěně) a 31 palců (78,7 centimetru) vysoký. Uvnitř souboru se nachází vertikální trubkové otevřené otvory pro držení 210 palivových tyčí. Dalších sto otvorů sloužilo k průchodu chladiva moderátorovým blokem. Centrální otvor sloužil pro uchopení a manipulaci s grafitovým blokem. Výstupní kolíky sloužily k zarovnání palivových souborů a nerušenému průchodu chladiva grafitovými bloky (zdroj: ansnuclearcafe.org)
Na obrázku je zobrazen grafitový blok s ilustrací palivových tyčí. V palivových tyčích jsou umístěny povlakované částice paliva. V aktivní zóně bylo umístěno přibližně 900 kg paliva s obohacením 93 % a přibližně 17700 kg thoria 232. Palivové tyče měly přibližně 1 cm v průměr a asi 15 cm na délku (zdroj: ansnuclearcafe.org)

Na obrázku je zobrazen grafitový blok s ilustrací palivových tyčí. V palivových tyčích jsou umístěny povlakované částice paliva. V aktivní zóně bylo umístěno přibližně 900 kg paliva s obohacením 93 % a přibližně 17700 kg thoria 232. Palivové tyče měly přibližně 1 cm v průměr a asi 15 cm na délku (zdroj: ansnuclearcafe.org)Částice paliva obsahovaly uran a thorium ve formě karbidů, obklopených čtyřmi sférickými vrstvami. Vrstva obklopující uranové, či thoriové jádro byla vyrobena z porézního pyrolytického uhlíku. Porézní vrstva dovolila částicím rozpínat se během provozu v reaktoru a uchovávala plynné štěpné produkty  uvnitř obalované částice. Druhá vrstva byla tvořena hustým izotropním pyrolytickým uhlíkem, bránícím úniku štěpných produktů ze štěpení. Třetí povlakovou vrstvu tvořil karbid křemíku, který bránil úniku kovových produktů ze štěpení. Vzhledem k tomu, že karbid křemíku je velmi křehký, byla povlakovaná částice opatřena ještě čtvrtou, vnější vrstvou, hustého pyrolytického uhlíku, bránící karbid křemíku před popraskáním během provozu v reaktoru. Takto vyrobené částice byly s uhlíkovým pojidlem odlity do tyčinkovité formy.

Porovnání palivového souboru s člověkem. Každý palivový soubor produkoval přibližně 565 KW tepla při jmenovitém výkonu reaktoru. V aktivní zóně bylo přitom umístěno 1482 takových palivových souborů. Všechny palivové soubory však nebyly stejně zatíženy. Aktivní zóna byla profilována tak, aby byl vývin tepla co možná nejrovnoměrnější přes celou aktivní zónu. Podle General Atomic byla každoročně měněna přibližně ¼ paliva v aktivní zóně (zdroj: ansnuclearcafe.org)  
Vzácná fotografie zobrazující plnění grafitových bloků palivem. Pracovník vlevo přemisťuje grafitový blok do speciální pozice pod pracovní plochu. Na podlaze jsou speciální kolejnice pro přesné umístění vozíku s grafitovým blokem. Pod stolem se nachází také speciální zarážka, udržující grafitový blok v jednom směru. Technik vpravo plní grafitový blok palivovými proutky s obalovanými částicemi paliva (zdroj: ansnuclearcafe.org)
Speciálně navržený zavážecí stroj pro elektrárnu Fort St. Vrain, který byl před instalací do elektrárny umístěn v sídle General Atomic (zdroj: ansnuclearcafe.org)

Zdroj: ansnuclearcafe.org

One Comment

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.