Küsimus:
Miks võtab tuumajaama taaskäivitamine nii kaua aega?
Martin Thoma
2016-02-12 21:18:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen paar korda kuulnud, et töötav tuumaelektrijaam, mis seisati (mitte hädaolukorras; nt regulaarseks kontrolliks), vajab uuesti tööle saamiseks üle 24 tunni (kuni 72 tundi?).

Miks see nii kaua aega võtab?

Minge kiiresti ja kogu asi läheb buumiks.
Selle küsimuse ümber pöörates on sama kehtiv küsida: "Kuidas nad suudavad tuumajaama nii kiiresti taaskäivitada?" Mõelge veidi aega erinevate protsesside ja kontrollide peale, mis peavad toimuma reaktori või mis tahes generaatori käivitamiseks. Seejärel keskenduge oma küsimusele, et küsida käivitusprotsessis midagi täpsemat.
@GlenH7 Kui soovite küsimuse ümber pöörata, alustage julgelt veel ühte küsimust. Ma ei arva, et peaksin oma küsimust muutma, kuna mul on kaks väga toredat vastust. Mõlemad rääkisid mulle, mida ma teada tahtsin.
Üks asi on märkimine, et elektrijaamade taaskäivitamise osas on see tegelikult üsna kiire. Kohalik elektrijaam (kivisüsi / gaas), kuhu sattusin ekskursioonile, soovitab, et neil oleks terve nädal aega auruturbiinide kerimiseks, andes turbiinile aega ühtlaseks soojenemiseks enne, kui nad tegelikult elektrit tootma hakkavad. Nad hoiavad sel viisil kulumist minimaalsena.
Pange tähele, et enamiku suurte süsteemide taaskäivitamine võtab tõepoolest väga kaua aega - tüüpiline terasetehas võtab aega umbes nädala (kui see oli korralikult välja lülitatud), suured auruvedurid (asjakohased, kuna tänapäevased elektrijaamad on ka aurumasinad) võtavad paar tundi ja nõuavad mõnikord alustamiseks väline auruallikas (sarnane mõnede tänapäevaste reaktiivlennukitega). Ohutus, toores suurus, aurumasinate keerukus, koostalitlevate süsteemide arv - kõik on tuumajaamas erakordselt olulised.
Viis vastused:
Chuck
2016-02-12 22:49:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kui reaktor on välja lülitatud, toodab südamik palju vähem soojust, kuid nad teevad ikkagi soojust mehhanismi kaudu, mida nimetatakse lagunemissoojuseks. Asjaolu, et südamik toodab vähem soojust, tähendab seda, et jahutusvedeliku temperatuur langeb, kuid kui kaugele see temperatuur langeb, sõltub laguneva soojuse tekkimise kiirusest. See põhineb omakorda tööajalool ehk võimsusel, millega tehas enne seiskamist töötas. See võib kaubanduslike elektrijaamade jaoks olla suur, kuna need töötavad tavaliselt võimsusel või selle lähedal ning elektriettevõtted toovad võrgu võimsuse reguleerimiseks üles ja alla söe- või maagaasijaamad. Päevane lagunemissoojus moodustab umbes pool protsenti elektriajaloost, mis tähendab võimsusel töötava 500 MW jaama jaoks seda, et lagunemissoojus võiks olla 2,5 MW.

Niisiis, kui toimub lühike seiskamine, on laguneva soojuse tekkimise kiirus nii kõrge, et primaarseade jääb kuumaks ja seega saavad nad tavaliselt üsna kiiresti käivitada. Ma ütlen "kiiresti", sest kuigi taime esmane (radioaktiivne külg) võib endiselt olla kuum, on sekundaarne aurujaam tõenäoliselt külma saanud. Sekundaarsete taimede käivitamise jaoks on üks suur mure torude niiskuse moodustumine. See juhtub siis, kui aur puudutab (suhteliselt) külma toru. Niiskus aurutehases võib põhjustada igasuguseid kohutavaid asju, kuid peamiselt tekitab kahju veehaamer torustikus ja turbiini labade niiskus.

Teadmiseks: ma tean seda, sest olin mereväe nuke. Mereväes oli kõige õõvastavam asi, mida ma kõik laevas tunnistasin, aurutoru, võib-olla 18 tolli läbimõõduga, hüpates sõna otseses mõttes 2–3 tolli iga veehaamrilöögiga, teades, et kui toru ebaõnnestub, siis kõik selles masinaruum oleks tõenäoliselt elusalt küpsetatud. Pidage meeles, et ülaltoodud lingil olevas videos on aur tõenäoliselt atmosfäärirõhul või veidi kõrgemal ja väga väikese vooluhulgaga ning kõlab ikkagi, nagu keegi peksaks seda radiaatorit haamriga. See toru on läbimõõduga tõenäoliselt tolli või vähem.

Kondensaat, mis tekib siis, kui aur torustikku puudutab, „kinnistub“ toru läbivasse auruvoolu. Aur lükkab selle veekorgi väga suurel kiirusel nagu haamer (seega "veehaamer"), purustades turbiinilabasid ja kahjustades torustikke ja eriti torustike ühendusi.

On seadmeid, mida nimetatakse „niiskusepüüdjateks“ või „ aurulõksudeks“, mis eemaldavad süsteemist normaalse töö käigus niiskuse, kuid külmade taimede käivitamisel moodustub kondensaadi maht nii palju et niiskusepüüdjad ei suuda sammu pidada. See koos veehaamriga kaasneva ohu ja turbiini niiskuse mõjuga tähendab seda, et auruvedelikule siseneb aur väga, väga, väga aeglaselt. Jaama operaatorid peavad kondensaadi " õhku laskmiseks" perioodiliselt käima käsitsi juhitavate aurulõksude juures. (Märkus: selle video aurutehas on õudne ja ma ei töötaks seal, kuid see möirgav heli, mida see teeb, kui kondensaat puhastub ja aur hakkab väljuma, on täpselt nii, nagu ma seda mäletan.) praeguseks kokkuvõtteks: "kiiret" (24-tunnist) käivitamist piirab tavaliselt sekundaarse aurujaama niiskuse teke, mis on põhjustatud auru kokkupuutest külmade torudega.

esmase tehase käivitamine võib võtta palju-palju kauem. Enamik (kõik?) USA reaktorid on survestatud veega reaktorid. See tähendab, et hoolimata sellest, et temperatuur on 2-3 korda (või rohkem!) Temperatuuril, mille juures vesi tavaliselt keeb, on primaarseadmes piisavalt rõhku, et hoida vett vedelal kujul. See on suur rõhk ja primaartehase torustik on selle surve talumiseks väga paksude seintega.

Paksud seinad tähendavad, et toru sees võib olla „kuum“, samas kui toru väliskülg on „külm“ ". Need on suhtelised mõisted; kõik on kuum.

Esmase taime soojendamine on kana ja muna probleem. Peamine mure on siin tagada, et reaktorisse ei moodustuks auru. Steam on tegelikult päris hea isolaator, mis tähendab, et kui see kunagi reaktoris tekkis ei oleks äkki midagi kütust jahutada, nii et see muutuks väga kiiresti väga kuumaks (loe: sulama) ).

Nii et peate hoidma süsteemi piisavalt kõrge rõhu all, et reaktorisse ei tekiks auru. AGA , kui peaksite torustikule nii palju survet avaldama, kui see on külm, puruneks see mehhanismi kaudu, mida nimetatakse " rabedaks murru". See on äkiline ja katastroofiline rike, mida saab vältida, kui torustikku kuumutatakse niikaugele, et sellel oleks teatud nõtkus.

Nii et peate torustiku üles soojendama, kuid te ei saa seda nii kuumaks, et see keeb. Nii et soojendate seda veidi, seejärel suurendate veidi rõhku, seejärel soojendate, survestate jne.

Tavaliselt on pause, mida nimetatakse "leotamiseks", mis annavad torustikus olevale metallile aega temperatuuri ühtlustamiseks. See hoiab ära sisemiste pingete tekkimise, kuna toru sisekülg on "kuum" ja väliskülg on "külm". Leotused võtavad tavaliselt suurema osa käivitamise ajast suurema osa - leotised on tavaliselt 12–24 tundi.

Niisiis, soojendate kuni leotuspunktini, siis survestate tavaliselt vaherõhuni, soojendate teise leotuspunktini, suurendate seejärel rõhku kõrgema vaherõhuni, seejärel soojendate ja survestate koos. Seda kõike tehakse selleks, et püsida murdude piirides, mida nimetatakse "habras murdude vältimise piiriks", mis jällegi peab tagama, et torustiku temperatuurirõhk on selline, et torud ei kukuks.

Niisiis, kui olete esmase taime soojendanud, võite hakata sekundaarset taime veebi viima, nii et esmase taime jaoks on tavaliselt 2 päeva ja teisejärgulise jaoks teine ​​päev - see on 72 tundi käivitamine.

Nagu mainitud, hoiab lagunemissoojus esmase taime pikka aega (kuni võib-olla kuu) kuumana, nii et kui teil pole pikemat seisakut, võite tavaliselt alustada üsna kiiresti, kus jälle "kiire" on umbes 24 tundi.

[Umbes 2/3 on PWR-id] (http://www.nuclearelectricalengineer.com/interesting-facts-about-the-nuclear-power-industry/). Ma arvasin alati, et see oli naljakas, et taimedel olid aurukuivatid (lihtsalt pisut vastuolulise nime tõttu), kuid te selgitate põhjust üsna hästi. Alati on huvitav kuulda Nuke Navy tüübilt.
@grfrazee - olin mereväes, nii et ma ei tea, mis on kaubandus- / tööstusterminid, kuid minu meelest on * niiskuse eraldaja * seade, mis eemaldab aurust kondensaadi, et saavutada kvaliteetne aur (näiteks HP ja LP turbiinid või aurugeneraatori juures), kus * aurukuivati ​​* on seade auru ülekuumenemiseks. Ma ei leia midagi, mis seda täpselt kinnitaks, kuid [Wikipedia mainib] (https://et.wikipedia.org/wiki/Steam-electric_power_station#Boiler) eraldajaid ja kuivateid, nagu oleksid need kaks erinevat seadet, ja mainib seda hiljem ülekuumenemine toimub kuivatis.
Tõenäoliselt on sul õigus. Ma olen struktuuride tüüp, nii et ma ei ole mehaaniliste protsesside osas täielikult nuusutamas.
+1. Arvasin, et vesi on siiski hea soojusisolaator? Kas see on palju rohkem dirigent kui aur?
Kui soojendate primaarset, kuid te ei juhi sekundaarset (auru tekitavat), kuhu soojus läheb, ja viisil, mis ei tekita sama probleemi?
@Mehrdad - ma ei leia veebist konvektiivsete soojusülekandetegurite jaoks häid ressursse, kuid * juhtivuse * jaoks $ Q = mc \ Delta T $. Antud * mahu * korral on $ m = \ rho V $. Seejärel võrreldes suvalise veekoguse aurujuhtivat soojusülekannet sama temperatuuri erinevuse korral $ Q _ {\ mbox {vesi}} / Q _ {\ mbox {aur}} = (\ rho c) _ {\ mbox {vesi}} / (\ rho c) {\ mbox {aur}} $. Auru erisoojusvõimsus on umbes pool vee omast, kuid auru tihedus on umbes 1 / 1000. vett, seega juhib vesi soojust umbes 2000x paremini kui aur. Konvektsioon on sarnane, kuid võib-olla mitte nii äärmuslik.
@JDługosz - tehase esmane soojendamine toimub ilma reaktori võrku viimiseta. Tavaliselt piisab ainult primaarsetest jahutusvedeliku pumpadest, et tõsta temperatuuri * märkimisväärses koguses (sadades kraadides) ainult energia abil, mida nad jahutusvedeliku ringluses annavad. Ülejäänu moodustavad tavaliselt survesoojendid. Seda soojust kasutatakse jahutusvedeliku ja primaartorustiku soojendamiseks; aurugeneraatorite veritsev aur oleks soojendamise ajal kahjulik.
Sellised kriitilised asjad on tavaliselt ohutuse tagamiseks üle kavandatud. Ma ei saa pidada toru purunemist väga reaalseks isegi kiire külmkäivituse korral; Ma arvan, et peamine eesmärk võib olla torusüsteemi kulumise vähendamine.
@peterh - kuidas täpselt torusüsteemis "kulub"? Leotuste matemaatika on keeruline, kuid mitte võimatu ja kõik vajalikud andmed on vabalt kättesaadavad. Leidke kogu toru seina ja isolatsiooni temperatuurilangus kuumast jalgtorust ümbritseva keskkonnani, hankige toru sise- ja välistemperatuurid, leidke nendel temperatuuridel materjali laienemine ja arvutage torust tulenev pinge. Lisage rõhk rõhu rõhust ja võrrelge materjali plastist voolupingega. Oletame, et isolatsioon on külm. Vaadake, mida saate.
user1683793
2016-02-13 05:40:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ksenoon on tuumareaktsiooni ja neutronimürgi tulemus. Kui te ei oota ksenooni lagunemist, sööb see liiga palju neutroneid ja te ei saa kriitiliseks minna. Nad ütlevad alati, et "vardasid pole piisavalt, et neid tõmmata". Kui teil on kena uus reaktiivne tuum, saate sellega varem alustada. Kui südamik on vana, peate kaua ootama, enne kui piisavalt ksenooni (ja muid mürke) laguneb.

Tehas, kus varem töötasin, maksis katkestuse korral umbes miljon dollarit päevas. Uskuge mind, kui nad saaksid varem alustada, siis nad seda ka teeksid.

Ma ei kahelnud, et kiiremini alustamiseks on tehnilisi põhjuseid. Tahtsin lihtsalt teada neid põhjuseid. Täname, et lisasite veel ühe :-)
Vau, imeline vastus! Võib-olla, kui reaktori põhiprojekt oleks kriitilisusele palju lähemal, kuid tavapärase töö korral tõmmatakse alla ainult palju väiksemad vardad? Siis sai reaktori käivitada isegi neutroniga mürgitatud olekus. See võib võimaldada tuumareaktoritel jälgida isegi igapäevast energiatarbimise tsüklit. Ja need kõik on kiire kasvataja kujundusega! Vau! Tunnen, et varsti ärkan :-(
grfrazee
2016-02-12 22:25:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vastus taandub tõesti kahele tegurile: ohutus ja testimine. Ma annan allpool nende kahe asja kohta üldise kokkuvõtte, kuid tegelik vastus on üsna keeruline.

Tuumajaama töö tuum keerleb tuumaohutuse ümber. Ma ei räägi isiklikust ohutusest, mis kuulub tööohutuse ja töötervishoiu ametisse (OSHA), kuigi sellel on siiski teatud tegur. Veelgi enam, see on üldsuse ohutus radioloogiliste sündmuste eest. Tuumaelektrijaamad on projekteeritud nii, et sellise sündmuse oht oleks võimalikult väike.

Jaama sisselülitamisel läbib see erinevaid režiime. Igal režiimil on oma testimis- ja vastuvõtukriteeriumide komplekt, mis tuleb täita enne, kui jaama saab režiimis veelgi tõsta. Süsteeme on palju ja need asjad võtavad aega. Eriti tuumaohutuse seisukohalt kriitilistel süsteemidel on suur kontroll.

Tuumajaam saab täielikult tööle alles siis, kui kõik süsteemid on läbinud katsed ja jaama on ohutu kasutada.

R Hahnemann
2017-02-14 04:03:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Neil on palju põhjuseid, mis kuluvad ajale, mis kulub kommertslike tuumaelektrijaamade käivitamiseks või täieliku võimsuse taastamiseks. USA-s on kahte peamist tüüpi taimi: keeva veega reaktorid (BWR) ja survestatud vees töötavad reaktorid (PWR). Vastused erinevad reaktori tüübi ja tüübi versiooni järgi. Levinud seletus, mida ma ei näinud mainitud, on see, et kõik kommertslikud tuumaelektrijaamad väldivad 4 tunni jooksul> 15% soojuse muutusi. Selle eesmärk on kaitsta kütusekatte terviklikkust. Töötasin peaaegu 20 aastat ärilises tuumaenergiatööstuses - ja olen sellest enam kui 20 aastat väljas olnud - ehk on nad kütusekatet parandanud ja see pole enam probleem -, kuid minu päevil oli see kohustuslik piirang.

user8757
2016-11-12 21:53:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chuk sai selle peaaegu lõpuni. Kuid küsimusele vastamise seisukohast piirab ASME B&PV kood küttekiirust 30 kraadini tunnis (nüüd mulle seda öeldakse). Tavalised taimed töötavad umbes 300 Celsiuse kraadi juures. See annab teile taime minimaalse prioriteetse soojendamise määra. Teiseks, kui taim on komistatud, leitakse esimene katkemise põhjus ja selle kõrvaldamine. Sekundaarse külje soojendamiseks on vaja auru, mille käivitamiseks on abikatlad. Lõpuks taastatakse kogu taime veekeemia ja see võtab aega.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...