Magyarországi nukleáris reaktorok

Átírás

1 Tematika 1. Az atommagfizika elemei 2. Magsugárzások detektálása és detektorai 3. A nukleáris fizika története, a nukleáris energetika születése 4. Az atomreaktor 5. Reaktortípusok a felhasználás módja szerinti csoportosításban 6. Atomreaktorok generációi 7. Magyarországi nukleáris reaktorok 8. Mini atomerőművek 9. Reaktorbiztonság, sugárvédelem 10. Atomerőmű balesetek 11. Atomerőmű és környezetvédelem 12. Fúziós erőművek 13. Természetes reaktorok

2 Magyarországi nukleáris reaktorok 7. fejezet

3 Magyarországi nukleáris reaktorok Magyarországon jelenleg 3 nukleáris reaktor található. Ezek: 1. Paksi atomerőmű 2. Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem tanreaktora 3. MTA KFKI telephely kutatóreaktora

4 Paksi atomerőmű

5 Paksi atomerőmű Energiatermelő atomerőmű, mely Magyarország villamosenergia-hálózatába termel energiát A magyar villamosenergia-termelés kb. 40%-át a paksi atomerőmű adja 4 db. VVER-440/213 típusú reaktor blokk alkotja Mind a 4 reaktor blokk nyomottvizes (PWR) típusú A blokkok névleges villamos teljesítménye telepítéskor reaktor blokkonként 440 MW volt. Ma a korábbi fejlesztéseknek köszönhetően mind a 4 blokkon a névleges villamos teljesítmény 500 MW. A paksi atomerőmű elektromos összteljesítménye 1970 MW A reaktor blokkok hőteljesítménye egyenként 1485 MW Hatásfok = 500 MW 1485 MW = 0, %

6 Paksi atomerőmű felépítése Forrás: atomeromu.hu

7 Paksi atomerőmű aktív zóna o A reaktor üzemanyaga: UO 2 urán-dioxid o 9 mm magas, 7,6 mm széles hengeres pasztillák, középvonalukban 1,6 mm széles furattal (hasadványgázok nyomása csökkenthető + nem lesz túl nagy a hőmérséklet) o A pasztillák cirkónium-nióbium ötvözetű 2,5 m hosszú, 9 mm átmérőjű csőbe burkolatba helyezik. Végül feltöltik hélium gázzal és az egész burkolatot hermetikusan lezárják (a burkolat miatt hasadványgázok nem kerülnek a moderátor vízbe) o Az üzemanyag tabletták és a burkolat együttese a fűtőelempálca. o A fűtőelempálcákat kötegekbe fogják. Ezek a kazetták. A kazetták hatszöges keresztmetszetűek és egyenként 126 fűtőelempálcát tartalmaznak. o Az üzemanyag dúsítása 1,6%, 2,4%, 3,6%, vagy 4,2% lehet o Egy kazettában azonos dúsítású fűtőelemek vannak o Az aktív zónában 349 kazettának van hely. Az üzemanyag kötegek száma 312. o Az aktív zónában a maradék 37 helyre bóracél szabályozó- és biztonsági (BV rudak = biztonságvédelmi rudak) rudakat telepítettek. Ebből 7 db állandóan a zónába van eresztve és 30 db pedig mindig kihúzott állapotban van. o A 30 rúd leengedésével a reaktor bármikor, biztonságosan leállítható. o A 7 rúddal üzem közbeni szabályozás a cél.

8 o Az aktív zónát a 312 üzemanyag kazetta, a 37 szabályozó rúd és a moderátor szerepét is betöltő hűtővíz alkotja o 1 üzemév után leállítják a reaktort és fűtőanyagot cserélnek benne o Az 1,6%-os dúsítású kazettákat kiszedik. A helyükre az eredetileg 2,4%-os dúsításúakat rakják be. A 2,4%-oask helyére beteszik az eredetileg 3,6%-os dúsítású fűtőanyagokat. A 3,6%-osak helyére pedig új 3,6%-os dúsítású kazettákat tesznek. (Minden kazetta 3 évet tölt a reaktorban)

9 o Az aktív zóna a függőleges elhelyezésű reaktortartályban található. o A tartály magassága 13,75 m, külső átmérője 3,84 m. o Acél o Falvastagság 14 cm, belül 9 mm vastag rozsdamentes acél bevonat (korrózióvédelem) o 6 kiömlő csonk be- illetve kivezetéssel o Az élettartam év (biztonsági intézkedésekkel meghosszabítható) A reaktortartály forrás: atomeromu.hu

10 Paksi atomerőmű primer vízkör A termelődött hőt 6 db hűtőkör szállítja el a reaktorból A hűtőkörök felépítése kicsit eltérő A 6 hűtőkör térbeli elhelyezkedése a reaktortartály körül a Paksi Atomerőműben. Forrás: atomeromu.hu

11 Névleges állapotban a víz 297 C fokos a reaktorban, nyomás 123 bar (forráspont itt kb. 330 C) A meleg víz a piros ágon lép ki a reaktorból Ezt követően a víz a gőzfejlesztőbe ér A gőzfejlesztő 3,2 m átmérőjű, 12 m hosszú hengeres edény, amely egy nagy hőcserélő. (5536 db, 16 mm átmérőjű csővel) A hőcserélőben a primer kör vize átadja a hőjét a szekunder kör vizének, és eközben 267 C fokra lehűl. A lehűlt primerköri víz a hideg (kék) ágon jut vissza a reaktorba. A primerköri víz radioaktív! A primerköri nyomást a térfogat kompenzátor nyomáskiegyenlítő szabályozza reaktortartály gőzfejlesztő tolózárak Fő keringető szivattyú

12 Forrás: atomeromu.hu

13 Paksi atomerőmű szekunder kör A szekunder kör feladata a megtermelt hőt mozgási, majd villamos energiává alakítani A gőzfejlesztőben a 223 C fokos, 70 bar nyomású tápvíz 267 C fokra melegszik fel és felforr. Gőz keletkezik. A gőz nedvességét cseppleválasztó zsalukkal csökkentik. (nedvességtartalom kisebb, mint 0,25%) A kilépő gőz a turbinákra kerül és megforgatja azokat A 6 gőzfejlesztőből 3 együtt táplál 1 turbinát A turbinaházban a gőz a munkavégzése során 140 C fokra lehűl és páratartalma 12% körüli lesz A turbinából a munkáját elvégzett gőz a kondenzátorba kerül A kondenzátorban a Dunából kivett kb 25 C fokos víz áramlik. A 25 C fokos Duna víz kicsapja a turbinából kijövő gőzt, és így az (a gőz ) újra cseppfolyós víz lesz lekondenzálás folyamata A lekondenzált vizet kb 225 C fokra visszamelegítik (jobb hatásfok miatt) és újra visszavezetik a gőzfejlesztőbe, ahol a primer köri víz újra gőzzé alakítja. Stb

14 Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem tanreaktora

15 BMGE tanreaktor épülete

16 BMGE tanreaktor Medence típusú egyetemi reaktor 1971 óta van üzemben (ma is üzemel) 10%-os dúsítású EK-10 típusú üzemanyag kazettákkal működik Maximális hőteljesítménye 100 kw Maximális termikus neutron fluxus: 2, n cm 2 s Fizikus- és mérnökhallgatók nukleáris képesítését és képzését szolgálja, de kutatási feladatokra is használható 20 függőleges, 5 vízszintes besugárzó csatornája, 2 csőpostája és 1 nagy besugárzó alagútja van Neutron- és gamma besugárzás

17 BMGE tanreaktor Forrás:

18 MTA KFKI telephely kutatóreaktora

19 KFKI telephely

20 Régen Ma

21 MTA KFKI - kutatóreaktor március 25-én helyezték üzembe, Kezdeti teljesítmény 2 MW A reaktor teljességére kiterjedő felújítás és modernizáció 1986-ban kezdődött el és 1992 decemberéig tartott 1993 novemberétől működik rendszerességgel A megnövelt maximális reaktor teljesítmény 10 MW lett. Alap- és alkalmazott kutatásokat szolgál ki o Kondenzált anyagok kutatása o Radiokémia o Biológia o Reaktor tréning o Technológiai feladatokat lát el o o Oktatás (reaktor szakemberek képzése, szakdolgozatok, diplomamunkák, Ph.D.-k) Az IAEA tagja

22 MTA KFKI kutatóreaktor Medence típusú reaktor Moderátora és hűtése vízzel történik Fűtőanyaga: uránium-alumínium ötvözet alapú 10 vízszintes (8 radiális és 2 tangenciális) besugárzó csatornája van Hideg neutron forrás van installálva az egyik tangenciális besugárzó csatornára 51 speciális függőleges besugárzó csatorna Feladatai: o ez az egyetlen kelet-európai berendezés, amelyet az Európai Közösség nagyberendezés programja is magáénak tart o Mind az AEKI mind a Paksi Atomerőmű tudományos bázisintézményeként, mind pedig az Országos Atomenergia Hivatal műszaki szakértő intézményeként sikeresen vesz részt a hazai atomenergetika legkülönbözőbb problémáinak megoldásában o Környezetellenőrzés, állandó mérések A végleges leállítás tervezett éve: 2023

23 MTA KFKI kutatóreaktora - reaktorcsarnok

24 Tervezett és teljesített üzemórák az MTA KFKI kutatóreaktorán

25 2009-ben volt 50 éves a Budapesti Kutatóreaktor