Wymiennik ciepła

Wymiennik ciepła jest budynkiem, który zamienia ciepło z Reactor na 500°C Para wodna dla Turbina parowa. Zużywa 10 MW ciepła i wytwarza Para wodna z szybkością około 103 Para wodna na sekundę, co czyni go kluczowym ogniwem pośrednim między ciepłem jądrowym a produkcją energii elektrycznej.

W praktyce jeden Wymiennik ciepła pobiera wodę i zamienia ją w bardzo gorący Para wodna, podnosząc temperaturę płynu z normalnych 15°C na wejściu do 500°C na wyjściu. Ponieważ Turbina parowa zużywa 60 Para wodna na sekundę i produkuje 5.82 MW przy zasilaniu Para wodna o temperaturze 500°C, jeden Wymiennik ciepła może obsłużyć nieco ponad półtora Turbina parowa przy pełnej wydajności. Wydajność wyjściową exchangera często wyraża się też jako około 10.3 Woda na sekundę zużywanej, ponieważ Para wodna jest wytwarzany z wody w stosunku 10:1.

Pomocnym sposobem myślenia o exchangerze jest traktowanie go jako konwertera energii na Para wodna. Jego zużycie ciepła na poziomie 10 MW odpowiada ogrzewaniu płynu roboczego o łącznie 50,000 unit-°C na sekundę. Rozłożone na pełny wzrost temperatury do Para wodna o temperaturze 500°C daje to dobrze znane tempo produkcji wynoszące około 103 Para wodna/s.

W układzie energetyki jądrowej Wymiennik ciepła są zwykle ustawiane tak, aby mogły bezpośrednio pobierać ciepło z Ciepłowód połączonych z ciepłem reaktora. Ich zadaniem jest utrzymywanie stałego dopływu pary o temperaturze 500°C dla Turbina parowa, które następnie zamieniają tę parę w energię elektryczną. Ponieważ wyjście Wymiennik ciepła jest stałe i zależy od zużywanego przez nie ciepła, głównymi wąskimi gardłami w bloku parowym są zwykle dopływ ciepła, dopływ wody i dystrybucja pary, a nie sam Wymiennik ciepła.

Z jego wydajności wynikają też pewne praktyczne wnioski:

• Jeden Wymiennik ciepła produkuje dość pary dla nieco więcej niż 1.5 Turbina parowa.
• Wyjście Wymiennik ciepła jest oparte na parze o temperaturze 500°C; para o niższej temperaturze nie odpowiadałaby wartościom dla turbin podanym powyżej.
• Ponieważ zużywa 10 MW ciepła, wiele Wymiennik ciepła można łączyć szeregowo, aby skalować produkcję energii jądrowej, o ile dostępne jest wystarczające ciepło reaktora.
• Jego zapotrzebowanie na wodę jest niewielkie w porównaniu z ilością wytwarzanej pary i wynosi około 10.3 Woda/s na jeden Wymiennik ciepła.

Ogólnie rzecz biorąc, Wymiennik ciepła jest centralnym budynkiem konwersji cieplnej w produkcji energii jądrowej, zamieniającym ciepło reaktora na parę o wysokiej temperaturze wymaganą przez Turbina parowa.