Regelung von Atomreaktoren?

24/04/2008 - 14:12 von Tom M. | Report spam
Hallo zusammen,

ich unterhalte mich seit einiger Zeit mit einem Freund darüber, welche
Vor- und Nachteile ein Atomantrieb auf Schiffen hat.
Wir sind uns darüber nicht ganz einig, wie schnell sich der Reaktor
regeln làßt.

Also ich gebe mal zwei Vermutungen oder Hypothesen von mir vor und Ihr
könnt dann dazu Stellung nehmen und verbessern was falsch ist:

a) Der Druckwasserreaktor làßt sich zwar nur relativ langsam regeln,
jedoch fàhrt das Schiff mit elektrischer Energie, die in riesigen Akkus
gespeichert ist und die dann mittels E-Maschinen an die Schrauben
gebracht wird. Wenn der Reaktor nun gerade niedrig gefahren wird, aber
ein sehr schnelles Reagieren und hohe Antriebsleistung gefragt sind, muß
die Energie erstmal komplett aus den Akkus kommen, wàrenddessen kann
dann der Reaktor weiter hochgefahren werden, so daß die Turbinen und die
Generatoren irgendwann genug Strom erzeugen können bevor die Akkus leer
sind.
richtig oder fasch?

b) Die Abwàrme des Reaktors muß möglichst vollstàndig in
Bewegungsenergie umgesetzt werden, da er zu überhitzen neigt, wenn man
z.B. bei voll hochgefahrenem Reaktor die elektrischen Verbraucher stark
reduziert, so daß die durch die Kernspaltung entstandene thermische
Energie nicht mehr in Bewegungsenergie umgesetzt werden kann.
Das würde bedeuten, daß man den Reaktor sehr pràzise daran gemessen
regeln muß, wieviel Energie akut gerade benötigt und abgenommen werden
kann. Also im Extremfall bei jeder Situationsànderung ein Rechenexempel,
mit wievielen Steuerstàben auf welcher Stellung man den Reaktor fahren
muß. Fàhrt man ihn zu niedrig, ist zuwenig Leistung verfügbar, so daß
vielleicht sogar die Speisewasserpumpen den Reaktor nicht mehr mit
ausreichend Kühlwasser versorgen können, dann könnte es genauso zur
Kernschmelze kommen wie im Falle eines zu hoch gefahrenen Reaktors, der
mit zu wenig Steuerstàben gefahren wird und somit sehr heiß wird.
Ist das nun wirklich so kompliziert?

Gibt es da nicht so etwas wie eine Art Leerlauf?
Ich meine wo man den Reaktor mit voller Leistung fahren kann, aber das
Schiff sich garnicht bewegt und notfalls die überschüssige thermische
Energie einfach über einen Tertiàrkreislauf mittels Meerwasser entsorgt
wird?

Und nun noch die Frage, wie lange dauert es, bis ein großer
Flugzeugtràger, ein U-Boot oder ein Eisbrecher mit Atomantrieb bei
komplett abgeschalteten Anlagen fahrbereit bzw. auslaufbereit wird?

Gruß, Tom

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#1 Uwe Hercksen
24/04/2008 - 15:53 | Warnen spam
Tom M. schrieb:

a) Der Druckwasserreaktor làßt sich zwar nur relativ langsam regeln,
jedoch fàhrt das Schiff mit elektrischer Energie, die in riesigen Akkus
gespeichert ist und die dann mittels E-Maschinen an die Schrauben
gebracht wird. Wenn der Reaktor nun gerade niedrig gefahren wird, aber
ein sehr schnelles Reagieren und hohe Antriebsleistung gefragt sind, muß
die Energie erstmal komplett aus den Akkus kommen, wàrenddessen kann
dann der Reaktor weiter hochgefahren werden, so daß die Turbinen und die
Generatoren irgendwann genug Strom erzeugen können bevor die Akkus leer
sind.
richtig oder fasch?



Hallo,

natürlich falsch, riesige Akkus sind viel zu aufwendig dafür, halten nur
einige Jahre und verbrauchen beim Lade- Entladzyklus auch noch Energie.
Der "Dampfkessel" nach den Wàrmetauschern des Primàrkreislaufes
speichert ja einiges an Wàrmeenergie und Dampfdruck, damit können
plötzliche Leistungsspitzen abgefangen werden.

b) Die Abwàrme des Reaktors muß möglichst vollstàndig in
Bewegungsenergie umgesetzt werden, da er zu überhitzen neigt, wenn man
z.B. bei voll hochgefahrenem Reaktor die elektrischen Verbraucher stark
reduziert, so daß die durch die Kernspaltung entstandene thermische
Energie nicht mehr in Bewegungsenergie umgesetzt werden kann.
Das würde bedeuten, daß man den Reaktor sehr pràzise daran gemessen
regeln muß, wieviel Energie akut gerade benötigt und abgenommen werden
kann. Also im Extremfall bei jeder Situationsànderung ein Rechenexempel,
mit wievielen Steuerstàben auf welcher Stellung man den Reaktor fahren
muß. Fàhrt man ihn zu niedrig, ist zuwenig Leistung verfügbar, so daß
vielleicht sogar die Speisewasserpumpen den Reaktor nicht mehr mit
ausreichend Kühlwasser versorgen können, dann könnte es genauso zur
Kernschmelze kommen wie im Falle eines zu hoch gefahrenen Reaktors, der
mit zu wenig Steuerstàben gefahren wird und somit sehr heiß wird.
Ist das nun wirklich so kompliziert?



Der Reaktor muß in jedem Betriebszustand immer genug Kühlwasser bekommen
damit er sich nicht überhitzt, der Druck im Dampfkessel darf nicht über
einen Maximalwert ansteigen. Wenn man wirklich mal mehr Dampf hat als
die Turbinen benötigen, dann blàst man ihn halt ab bevor der Druck
gefàhrlich hoch wird. Aber die thermischen Zeitkonstanten in den
Kreislàufen sind auch schon so groß das man genug Reaktionszeit hat.
Der Grundverbrauch eines so großen Schiffes ist erheblich, auch wenn es
nicht fàhrt, da muß der Reaktor zumindest mit kleiner Leistung laufen.

Bye

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