نظام تقني

نظام تبريد المفاعل

Reactor Coolant System (RCS)

الدائرة الأولية المغلقة في مفاعل الماء المضغوط: يُضخ الماء تحت ضغط عالٍ عبر قلب المفاعل ليأخذ حرارته وينقلها إلى مولدات البخار، ثم يعود إلى المفاعل.

نظرة عامة

في مفاعل الماء المضغوط يبقى ماء التبريد سائلًا رغم حرارته التي تتجاوز 300 °C لأنه محفوظ تحت ضغط نحو 15.5 ميغاباسكال. تدفع مضخات المبرد الضخمة، التي تديرها محركات كهربائية عمودية، الماء إلى وعاء المفاعل فينزل في الحلقة الخارجية ثم يصعد عبر حزم الوقود ويسخن بنحو 30 درجة. يخرج من الساق الساخنة إلى مولد البخار فيمر داخل آلاف الأنابيب التي على شكل حرف U، وينقل حرارته إلى ماء الدائرة الثانوية فيغليه، ثم يعود عبر الساق الباردة إلى المضخة. يحافظ المضغط على الضغط ثابتًا بسخانات كهربائية ترفعه ورذاذ بارد يخفضه، وتحمي صمامات الأمان والتنفيس الدائرة من فرط الضغط بتصريف البخار إلى خزان تبريد. ووفق القانون الأول للديناميكا الحرارية تساوي الحرارة المتولدة في القلب الحرارة التي يحملها المبرد عند التشغيل المستقر. والنظام يخدم محطة الطاقة النووية كلها: يدخل ماء التغذية إلى مولد البخار ويخرج البخار الرئيسي إلى التوربين البخاري الذي يدير المولد الكهربائي.

كيف يعمل نظام تبريد المفاعل

مخطط ثلاثي الأبعاد يوضح طريقة عمل نظام تبريد المفاعل خزان التنفيس ~325 °C ~290 °C 15.5 MPa خروج البخار إلى التوربين دخول ماء التغذية L1L2L3 يخدم محطة نووية:القلب ← مولد البخار← التوربين البخاري← المولد ← الشبكة Q = ṁ · cp · (Th − Tc)حرارة القلب = ما يحمله المبرد قلب المفاعلمولد البخارمضخة المبردالمضغطصمامات التنفيستوازن الطاقة
اضغط على الرقم لعرض الخطوة · اسحب المخطط جانبيًا لرؤيته كاملًا
  1. قلب المفاعل

    يصعد الماء عبر حزم الوقود فيأخذ حرارة الانشطار وترتفع حرارته بنحو 30 درجة.

  2. مولد البخار

    يمر الماء الساخن داخل أنابيب على شكل U فيغلي ماء التغذية حولها ويخرج البخار إلى التوربين.

    مولد البخار النوويمعدل انتقال الحرارة
  3. مضخة المبرد

    يغذي تيار متردد ثلاثي الأطوار محركًا عموديًا ضخمًا يدير عضوه الدوار المضخة فتعيد الماء البارد إلى المفاعل.

  4. المضغط

    ترفع السخانات الضغط ويخفضه الرذاذ البارد، فيبقى الماء سائلًا رغم حرارته.

  5. صمامات التنفيس

    عند فرط الضغط تفتح الصمامات وتصرف البخار إلى خزان التنفيس فيتكثف فيه.

    تنفيس الضغط وخفض الضغط
  6. توازن الطاقة

    الحرارة المتولدة في القلب تساوي الكتلة المتدفقة × الحرارة النوعية × فرق الحرارة.

    القانون الأول للديناميكا الحرارية
محتوى النظام

اختر نوع الكيان لاستعراض المحتوى المرتبط.

الأصول ضمن هذا النظام

يُستخدم في المنشآت

المنشآت التي يدخل فيها هذا الكيان كأصل أو نظام.

محطة طاقة نوويةNuclear Power Plant

المبادئ المرتبطة

القانون الأول للديناميكا الحراريةFirst Law of Thermodynamics
معدل انتقال الحرارةHeat Transfer Rate
تنفيس الضغط وخفض الضغطPressure Relief & Depressuring