Reaktor air bertekanan

Reaktor air bertekanan (PWR) ialah sejenis Reaktor air ringan. PWR mewakili majoriti daripada loji kuasa nuklear yang dibina di dunia (kecuali di negara UK, Jepun dan Kanada). Dalam PWR, bahan pendingin utama (Air) dipam pada tekanan tinggi ke teras reaktor, dimana air tersebut dipanaskan dari tenaga yang dibebaskan oleh pembelahan atom-atom. Air panas yang bertekanan tinggi dialirkan ke penjana stim, dimana tenaga haba dalam air bertekanan dipindahkan kepada air bertekanan rendah yang mengalir pada kitaran yang berasingan, dimana stim dihasilkan. Stim tersebut menggerakkan turbin yang memutarkan penjana elektirk. Berbanding dengan reaktor air didih (BWR), tekanan dalam kitaran bahan pendingin utama menghalang air dari mendidih di dalam reaktor. Kesemua reaktor air ringan menggunakan air biasa sebagai bahan pendingin dan moderator.

PWR asalnya direka untuk digunakan sebagai pendorong nuklear untuk kapal selam nuklear dan telah digunakan dalam rekabentuk asal loji kuasa nuklear komersial kedua di Loji Kuasa Atom Shippingport.

Rekabentuk

Di loji kuasa nuklear, stim bertekanan dihantar melalui turbin stim yang menggerakkan Penjana elektrik yang disambung kepada grid elektrik untuk membekalkan tenaga elektrik. Selepas melalui turbin, bahan pendingin sekunder disejukkan dan dimeluwap dalam kondenser. Air peluwap yang terhasil  dipam semula ke dalam penjana stim, serta mengekalkan keaadan vakum di outlet turbin supaya wujud perbezaan tekanan merentasi turbin. Oleh itu, tenaga yang boleh diekstrak oleh turbin dapat ditingkatkan.

Stim yang dihasilkan mempunyai kegunaan lain disebalik menjana tenaga. Di dalam kapal dan kapal selam nuklear, stim dialirkan ke turbin stim yang disambungkan ke sistem transimisi untuk digunakan sebagai perejangan. Stim yang dihasilkan juga boleh digunakan dalam sistem pemanasan daerah di sesetengah negara.

Ciri yang unik bagi reaktor air bertekanan ialah pengasingan sistem pendingin utama dan sekunder dimana wujud dua kitaran bahan pendingin yang berasingan yang diisi dengan air ternyahion. Tekanan dalam kitaran pendingin utama biasanya ditetapkan pada 15-16 megapascal (150-160 bar), nilai yang lebih tinggi berbanding rekabentuk reaktor nuklear lain.

Reaktor
Bahan pendingin
Air ringan digunakan sebagai bahan pendingin utama dalah PWR. Air memasuki bawah teras reaktor pada suhu sekitar 548 K (275 C) dan dipanaskan semasa air tersebut mengalir ke atas melalui teras reaktor sehingga mencapai suhu sekitar 588 K. Air kekal dalam keadaan cecair walaupun mencapai suhu tinggi kerana tekanan tinggi dalam kitaran pendingin utama. Air dalam PWR tidak boleh melepasi suhu 647 K atau tekanan melebihi 22.064 MPa, kerana suhu dan tekanan tersebut ialah titik genting bagi air.International Association for the Properties of Water and Steam, 2007.
Penekan
Tekanan dalam kitaran utama dikekalkan oleh penekan, sebuah bekas yang bersambung dengan kitaran utama dan diisi separa dengan air yang dipanaskan hingga ke takat didih bagi tekanan yang dikehendaki menggunakan elemen pemanas. Untuk mencapai tekanan sebanyak 15.5 MPa , suhu penekan dikekalkan pada 618 K.Glasstone & Senonske 1994, pp. 767 

Pam
Bahan pendingin dipam mengelilingi kitaran utama menggunakan pam yang berkuasa.Tong 1988, pp. 175 Pam-pam ini mempunyai kadar pengepaman dalam 378,541 liter bahan pendingin seminit. Selepas menyerap haba dari teras reaktor, bahan pendingin utama memindahkan haba kedalam penjana stim kepada bahan pendingin sekunder, lalu menyejatkan bahan pendingin sekunder menjadi stim tepu pada tekanan 6.2 Mpa dalam kebanyakkan rekabentuk untuk digunakan dalam turbin stim. Bahan pendingin utama yang menyejuk dikembalikan ke bekas reaktor untuk dipanaskan semula.

Lihat juga

Rujukan

Kategori:Tindak balas nuklear
Kategori:Nuklear
Kategori:Reaktor nuklear
Kategori:Teknologi nuklear
Kategori:Penghasilan tenaga
Kategori:Kuasa nuklear