Reaktorit kaitseb 3 ohutusbarjääri: 1) Kütusevarraste kate – varda ulatuses väga suur temperatuurigradient (300 kuni 2000 *C) Kütusevarda sees UO2, Xe, tahked osakesed. Kiirete neutronite toimel muutub varda kest hapraks. See peab vastu pidama ka avariiolukorrale, järsule kuumenemisele. Osadel varrastel tekivad siiski praod ja laguproduktid pääsevad vardast välja. Üritatakse välja aretada paremaid metalle. 2) I kontuur ehk reaktori anum ja torustikud aurugeneraatorisse ja tagasi (keevreaktoril BWR turbiinini ja tagasi). 7 3) Kaitsekuppel peab vastu pidama rõhule 5-6 baari. Kui avarii korral rõhk läheb suuremaks, siis on olemas ventiilid, mis lasevad osa heitmeid välja, et kõik heitmed välja ei pääseks. Normaalselt kaitsekupli alust ventileeritakse, gaasid läbivad radioaktiivsust eemaldavaid filtreid. Olkiluoto 3 kaitsekuppel on kahekordne, peab vastu ka lennukiga tabamisele. 12
Et vähendada neutronite kadu aktiivtsoonist, ümbritsetakse see neutronipeegeldiga, mis suunab aktiivtsoonist väljunud neutronid sinna tagasi. Aktiivtsooni ja peegeldit ümbritseb kiirguskaitse, mis sisuliselt on jahutussüsteem ja milles tsirkuleerib vesi või mingi teine jahutusvedelik. Eraldunud energia muudab vee aurugeneraatoris auruks, mis käivitab turbiini ja see omakorda generaatori. Oma töö ära teinud aur kondenseerub kondensaatoris ja suundub uuesti aurugeneraatorisse. Esimese juhitava ahelreaktsiooni pani käima USA teadlaste kollektiiv Fermi juhtimisel RADIOAKTIIVSE KIIRGUSE BIOLOOGILINE TOIME Radioaktiivsus häirib elusorganismide rakkude tegevust, st vigastab rakke. Suure kiirgusdoosi korral hukkuvad elusorganismid. Kiirguse ohtlikkust suurendab veel see, et kiirgus isegi surmavates doosides ei tekita valuaistinguid. Kiirgus mõjutab ka pärilikkust ebasoovitavas suunas. 1945 a USA poolt heidetud aatompommid Jaapani linnadele on avaldanud mõju
mujal. Katsetatakse nt. Taanis Esbjergis. Efektiivsus kokkuvõttes siiski väike ja kütusekulu suureneb 10-35%, aga peaaegu ainus meetod olemasolevate jõujaamade jaoks. Põletuseelne kivisüsi eelnevalt gaasistatakse, mille käigus saadakse peamiselt CO ja H2. Gaasistamine toimub veeauru ja hapnikuga küllastatud keskkonnas 650- 2000°C temperatuuri ja 100 baarilise rõhu juures. Seejärel gaasisegu suunatakse veelkord aurugeneraatorisse, mille käigus saadakse CO2 ja H2, millest eraldatakse CO2 ning H2 läheb põletamisele. Meetodi eeliseks on see, et saab ehitada suhteliselt väikesi jõujaamasid. Põhilised arendajad on Saksa firmad RWE ja Eon. Oxyfuel kütus põletatakse õhu asemel puhtas hapnikus, mistõttu heitgaasides puudub N ja sisaldub vaid CO2 ning veeaur. Veeaur kondenseeritakse ja järgi jääb heitgaasis vaid CO2. Tehnoloogiat edendab Vattenfall ja eeliseks on, et kätte
all ja ladestatakse mujal. Katsetatakse nt. Taanis Esbjergis. Efektiivsus kokkuvõttes siiski väike ja kütusekulu suureneb 10-35%, aga peaaegu ainus meetod olemasolevate jõujaamade jaoks. Põletuseelne kivisüsi eelnevalt gaasistatakse, mille käigus saadakse peamiselt CO ja H2 Gaasistamine toimub veeauru ja hapnikuga küllastatud keskkonnas 650- 2000°C temperatuuri ja 100 baarilise rõhu juures. Seejärel gaasisegu suunatakse veelkord aurugeneraatorisse, mille käigus saadakse CO2 ja H2 , millest eraldatakse CO2 ning H2 läheb põletamisele. Meetodi eeliseks on see, et saab ehitada suhteliselt väikesi jõujaamasid. Põhilised arendajad on Saksa firmad RWE ja Eon. Oxyfuel kütus põletatakse õhu asemel puhtas hapnikus, mistõttu heitgaasides puudub N ja sisaldub vaid CO2 ning veeaur. Veeaur kondenseeritakse ja järgi jääb heitgaasis vaid CO2 . Tehnoloogiat edendab Vattenfall ja eeliseks on, et
cm sisaldab, olenevalt reaktori tüübist, 28...43 varrast, on pikisuunas jaotatud 12 lõiguks pikkusega 0,5 m ja paikneb omaette tsirkooniumsulamist torus, mida läbib soojuskandja rõhu all 7,5...10 MPa. Torud paiknevad rõhtsalt ühises paagis, mis on täidetud madalrõhulise aeglustiga. Soojuskandja väljub reaktorist temperatuuriga 280...290 kraadi ja suunatakse, nagu teistegi survevesireaktorite puhul, aurugeneraatorisse. Raskevesiaeglustiga ja - soojuskandjaga survevesi-reaktori eelis on kõrge töökindlus, odavam tuumkütus, kütusevardakimpude lihtsa vahetamise võimalus reaktorit peatamata ja loodusliku uraani mitu korda parem ärakasutamine. 9 Grafiitaeglustiga kanaltüüpi keevvesireaktor RDMK-1000 kujutab endast silindrikujulist
Reaktori iga kütusevardakimp läbimõõduga 10 cm sisaldab, olenevalt reaktori tüübist, 28...43 varrast, on pikisuunas jaotatud 12 lõiguks pikkusega 0,5 m ja paikneb omaette tsirkooniumsulamist torus, mida läbib soojuskandja rõhu all 7,5...10 MPa. Torud paiknevad rõhtsalt ühises paagis, mis on täidetud madalrõhulise moderaatoriga (joonis 7.6). Soojuskandja väljub reaktorist temperatuuriga 280...290 oC ja suunatakse, nagu teistegi survevesireaktorite puhul, aurugeneraatorisse. Reaktorit iseloomustab kõrge töökindlus, odavam tuumkütus, kütusevardakimpude lihtsa vahetamise võimalus reaktorit peatamata ja loodusliku uraani mitu korda parem ärakasutamine. Grafiitmoderaatoriga kanaltüüpi keevvesireaktorid töötati välja NSV Liidus ja olid esialgu ette nähtud kasutamiseks laevadel. Reaktor RBMK-1000 kujutab endast silindrikujulist teraskestaga ümbritsetud grafiitplokki kõrgusega 7 m ja läbimõõduga 11,8 m; grafiidi üldmass on 1850 t. Plokis on 1693
Antud juhul ei muuda termodünaamiline keha soojusjõumasinas töötsükli jooksul agregaatolekut, st esineb ainult gaasilises faasis. Aurujõuseadmetes (auruturbiinid, aurumasinad jt) on enamikul juhtudel termodünaamiliseks kehaks veeaur. Töötsükli käigus muudab veeaur aurujõuseadmes oma agregaatolekut. Näiteks auruturbiini siseneb ülekuumendatud aur, mis pärast paisumisprotsessi masinas kondenseerub (kondensaatoris) täielikult veeks. Kondensaat suunatakse aurugeneraatorisse, kus ta uuesti aurustatakse. Seega teeb termodünaamiline keha töötsükli jooksul läbi faasimuutuse. Tehniline termodünaamika tegeleb paralleelselt soojuse ja mehaanilise töö vastastikuste vahekordade uurimisega ka termodünaamilise keha (gaaside ja aurude) omaduste tundmaõppimisega, millega puutume samuti kokku järgnevas. 1.3. Termodünaamilise keha termilised olekuparameetrid. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna koosmõjul termodünaamiline keha muudab oma olekut
Rankine'i ringprotsessi Ts diagrammil (vt Joonis 5 .37) paikneb punkt 2 (aurujõumasinast väljuv aur) niiske auru piirkonnas, mis on auruturbiini kui enamkasutatava aurujõumasina jaoks väga ebasoovitav, sest põhjustab turbiini labade erosiooni. Et vähendada auru niiskust turbiini viimastes astmetes, selleks kasutatakse auru vaheülekuumendust (vt Joonis 5 .38). Vaheülekuumenduse korral suunatakse turbiini esimestes astmetes küllastuspiiri lähedale paisunud aur tagasi aurugeneraatorisse, mille vaheülekuumendis tõstetakse auru temperatuuri. Auru vaheülekuumendus tõstab ühtlasi protsessi kasutegurit. Sageli kasutatakse mitmekordset vaheülekuumendust, mis võimaldab täiendavat kasuteguri tõusu ning parandab turbiini 38(113) Villu Vares Energia ja keskkond viimaste astmete töötingimusi.