Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 46. 11 december 1956 - Atomkraft för fartygsdrift, av Lennart Swenson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1070
TEKNISK TIDSKRIFT
kräver som kylmedel stor pumpeffekt. Flytande
metall, såsom natrium, ger högt
värmeöverföringstal, men innebär vid läckning risker vid
kontakt med luft eller vatten. Dessutom fordras
vid användning av natrium ett extra
uppvärmningssystem för start, då metallen smälter vid
98°C.
Ubåtarna "Nautilus" och "Sea Wolf" har
tryckvatten- resp. natriumkyld (intermediär) reaktor
med höganrikat atombränsle.
En överslagsberäkning av erforderlig
uranmängd samt reaktorkärnans och tryckkärlets
huvuddimensioner vid användning av låganrikat
uran har utförts för en tryckvattenreaktor och
en kokarreaktor med lätt eller tungt vatten.
Reaktorerna är avsedda för ett fartygsmaskineri
utvecklande 20 000 hk axeleffekt och en
drifttid av 1,25 år omfattande 320 dygn per år utan
bränslebyte. I litteraturen beskrivna
tryckvatten-reaktorer och kokarreaktorer är i allmänhet för
ett par hundra till tusen megawatt värmeeffekt,
dvs. många gånger större än som fordras för
fartyg. Då överslagsberäkningen har baserats på
dessa uppgifter har ej någon säker prognos
kunnat göras om vilken typ som är fördelaktigast.
Detta är möjligt först efter fullständigare
studier och beräkningar.
Vikt- och utrymmesbehov för atommaskineri
Ur utrymmessynpunkt synes ett
atomkraftmaskineri icke orsaka några betänkligheter.
Enligt verkställd undersökning torde det kunna
rymmas inom samma maskinrumsvolym som i
dag anslås för ett ångturbinmaskineri med
samma effekt, utan att kraven på åtkomlighet av
olika delar eftersätts.
Den totala vikten av ett dylikt maskineri
överstiger dock väsentligt vikten av en modern
ångturbinanläggning. Orsaken härtill är det
vikt-krävande strålningsskydd som måste anordnas
kring reaktorn och hela primärkretsen. Med ett
normalutförande enligt i dag kända metoder
bedömes mervikten vid 15 000, 20 000 och 25 000
hk axeleffekt bli ca 900, 1 050 resp. ej fullt 1 200
t. På grund av det minskade bunkerbehovet blir
denna mervikt dock icke blott utjämnad utan
t.o.m. överkompenserad. Viktvinsten beror
givetvis av distansen mellan bunkringshamnarna. Ett
intensivt forskningsarbete pågår om lämpligaste
utformning av skydd ur vikt- och
utrymmessynpunkt. Bland förslag som gjorts må nämnas
användning av en del tankfartygs last som
strålskydd.
Reaktormaskineriets driftkontroll
Då en reaktors driftkontroll väsentligt skiljer
sig från ett normalt maskineris, har detta
problem särskilt studerats. Därvid har bl.a. en
undersökning av tidsschemat hos ett tankfartyg
utförts. På ett fartygsmaskineris reglerbarhet
ställs större krav, speciellt vid backgång, än på
ett landbaserat kraftverks.
Vid de heterogena termiska reaktorer, som
ligger närmast till hands för fartygsdrift i nuläget,
uppstår vid driftstopp xenonförgiftning (Tekn.
T. 1956 s. 74). Belastas därför icke reaktorn på
nytt inom en relativt kort tid kan den ej startas
förrän efter 1,5—2 dygn. Svårigheten kan
normalt bemästras genom att vid kortare stopp en
viss tomgångseffekt uttas.
Enär avgiven reaktoreffekt beror bl.a. av
moderatorns, dvs. i här aktuella fall kylmediets,
tryck och temperatur, blir reaktorn i högre eller
mindre grad självreglerande beroende på dess
typ.
En kraftproducerande reaktor kan regleras på
tre principiellt olika sätt:
Reaktoreffekten kan regleras så att kylmediets
medeltemperatur förblir konstant, oberoende av
belastningen, varvid ångtrycket sjunker med
belastningen. Detta system är gynnsamt för
reaktorn, då det minskar temperaturvariationerna
hos bränsleelementen och
reaktionskonstruktionsmaterial till ett minimum. Ångtrycksfallet
medför emellertid en minskning av den termiska
verkningsgraden.
Man kan också reglera reaktoreffekten så att
ångtrycket förblir konstant vid långsamma
belastningsvariationer. Detta system ger i
jämförelse med det första omkastade
arbetsbetingelser, då det konstanta ångtrycket fås på
bekostnad av ökade temperaturvariationer hos
bränsleelementen och reaktorns konstruktionsmaterial.
Slutligen kan reaktoreffekten regleras så, att
ångtrycket följer ett referenstryck, som är
av-hängigt av belastningens tidsfunktion. Detta
system är en kompromiss mellan de förut nämnda
och kan avpassas efter de önskade kraven på
ånguttag.
Byte av bränsleelement
På grund av under förbränningen bildade
klyvningsprodukter samt på bränsleelementen
uppkommande strålskador kan bränslets hela energi
icke tas ut i en följd. Strålskadorna begränsar
enligt nuvarande åsikter energiuttaget ur
metalliskt uran till ca 72 000 MWh/t. Uranoxid är i
detta avseende gynnsammare.
Förbränningen i de skilda elementen sker icke
likformigt genom hela reaktorkärnan, varför en
omflyttning av elementen med vissa
tidsmellanrum möjliggör en jämnare utbränning av
bränslet. Genom väl avvägd omflyttning kan ett
optimum i utnyttjandet av bränslet erhållas. För
omflyttningarna fordras särskilda arrangemang
ombord. Speciella anordningar fordras dessutom
i land för utbyte av element eller avlägsnande av
skadade eller utbrända sådana. Omflyttning eller
byte av bränsleelement torde knappast kunna
utföras till sjöss.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
