Scambiatore di calore

L'Scambiatore di calore è una struttura che converte il calore del reattore in vapore a 500°C per le Turbina a vapore. Consuma 10 MW di calore ed emette vapore a una velocità di circa 103 Vapore per second, rendendolo l'intermedio chiave tra il calore nucleare e la produzione di energia elettrica.

In termini pratici, un Scambiatore di calore immette acqua e la trasforma in vapore molto caldo, innalzando il fluido dalla normale temperatura di ingresso di 15°C alla temperatura di uscita di 500°C. Poiché le Turbina a vapore consumano 60 Vapore per second e producono 5.82 MW quando vengono alimentate con vapore a 500°C, un Scambiatore di calore può sostenere poco più di una turbina e mezza alla massima potenza. L'output dell'exchanger viene anche spesso espresso come un consumo di circa 10.3 Acqua per second, poiché il vapore viene prodotto dall'acqua con un rapporto di 10:1.

Un modo utile di vedere l'exchanger è considerarlo di fatto un convertitore da energia a vapore. Il suo consumo di calore di 10 MW corrisponde al riscaldamento del fluido di lavoro di 50,000 unit-°C al secondo in totale. Distribuito sull'intero aumento di temperatura fino al vapore a 500°C, questo produce il noto tasso di produzione di circa 103 Vapore/s.

In un impianto di energia nucleare, gli Scambiatore di calore vengono di solito posizionati in modo da poter assorbire direttamente il calore dalle Condotto termico collegate al calore del Reactor. Il loro compito è mantenere un flusso costante di vapore a 500°C per le Turbina a vapore, che poi trasformano quel vapore in elettricità. Poiché l’uscita dell’Scambiatore di calore è fissata dal suo consumo di calore, i principali colli di bottiglia in un blocco di produzione di vapore sono di solito l’apporto di calore, l’approvvigionamento d’acqua e la distribuzione del vapore, più che l’Scambiatore di calore stesso.

Da questa portata derivano alcuni aspetti pratici:

• Un Scambiatore di calore produce abbastanza vapore per poco più di 1.5 Turbina a vapore.
• L’uscita dell’Scambiatore di calore si basa su vapore a 500°C; un vapore a temperatura inferiore non corrisponderebbe ai valori delle turbine usati sopra.
• Poiché consuma 10 MW di calore, più Scambiatore di calore possono essere collegati in serie per aumentare la produzione di energia nucleare, purché sia disponibile abbastanza calore del Reactor.
• Il suo fabbisogno d’acqua è modesto rispetto alla quantità di vapore prodotta, pari a circa 10.3 Acqua/s per Scambiatore di calore.

Nel complesso, l’Scambiatore di calore è l’edificio centrale di conversione termica nella produzione di energia nucleare, trasformando il calore del Reactor nel vapore ad alta temperatura richiesto dalle Turbina a vapore.