Egyéb reaktortípusok. Atomerőművi technológiák. Boros Ildikó BME NTI

Hasonló dokumentumok
Atomerőművek felépítése, tervezése

Atomenergetikai alapismeretek

Maghasadás, atomreaktorok

Atomenergetika Erőművek felépítése

235 U atommag hasadása

Csernobil leckéje (Csernobil 30)

Az atommagtól a konnektorig

Magyarországi nukleáris reaktorok

Mi történt a Fukushimában? A baleset lefolyása

Atomreaktorok. Készítette: Hanusovszky Lívia

A paksi atomerőmű. Készítette: Szanyi Zoltán RJQ7J0

BWR 2. és 3. generációs forralóvizes atomerőművi blokkok technológiája és biztonsága. Világ atomerőművi blokkjai

CANDU 2. és 3. generációs nehézvizes, nyomott csöves blokkok technológiája és biztonsága. CANDU reaktorok a világban.

A szabályozott láncreakció PETRÓ MÁTÉ 12.C

Zóna üzemzavari hűtőrendszerek PWR, BWR

Zóna üzemzavari hűtőrendszerek USA

Fukusima: mi történt és mi várható? Kulacsy Katalin MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet

Csernobili látogatás 2017

A hazai nukleáris kapacitás hosszú távú biztosítása

Atomenergetikai alapismeretek

AES Balogh Csaba

A Célzott Biztonsági Felülvizsgálat (CBF) intézkedési tervének aktuális helyzete

A VVER-1200 biztonságának vizsgálata

Csernobili látogatás 2017

ALLEGRO gázhűtésű gyorsreaktor CATHARE termohidraulikai rendszerkódú számításai

Maghasadás Szabályozatlan- és szabályozott láncreakció Atombomba és a hidrogénbomba

Földrengés 9-es földrengés március :46-kor Honshutól keletre

Hermetikus tér viselkedése tervezési és tervezésen túli üzemzavarok során a Paksi Atomerőműben

Atomerőművek biztonsága és az atomerőművi balesetekből, üzemzavarokból levonható következtetések. Pátzay György, Kossa György*, Grósz Zoltán

Csernobil: tények és tévhitek

1. TÉTEL 2. TÉTEL 3. TÉTEL

Energia, kockázat, kommunikáció 6. előadás: Az atomenergia alkalmazásának speciális kommunikációja Csernobil Boros Ildikó Prof. Dr.

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR KÖRNYEZETTUDOMÁNYI INTÉZET

Dél-dunántúli Környezetvédelmi és Természetvédelmi Felügyelőség

Világ atomerőművi blokkjai. Statisztika

A csernobili atomerőmű balesetének lefolyása és következményei, helyszíni tapasztalatok

ALLEGRO Reaktorral Kapcsolatos Reaktorfizikai Kihívások XV. MNT Szimpózium

Jövőnk és a nukleáris energia

Quo vadis nukleáris energetika

Paks déli részén a 6-os számú főút és a Duna között. Ennek oka: Az atomerőmű működéséhez nagy mennyiségű víz szükséges, amit a Dunából vesznek.

Csernobil, USSR

A természetes uránnak csak 0.71%-a 235-ös izotóp, a többi 238-as, amely termikus neutronokkal nem hasítható

Paksi Atomerőmű 1-4. blokk. A Paksi Atomerőmű üzemidő hosszabbítása ELŐZETES KÖRNYEZETI TANULMÁNY

VVER-440 (V213) reaktor (főberendezések és legfontosabb üzemi jellemzők)

Csernobil, USSR

1. TÉTEL 2. TÉTEL 3. TÉTEL

A paksi kapacitás-fenntartási projekt bemutatása

Az el adás el készítésében közrem ködött: Boros Ildikó, Yamaji Bogdán

Atomerőművi primerköri gépész Atomerőművi gépész

Első magreakciók. Targetmag

A teljesítménysűrűség térbeli eloszlása

Atomerőmű. Radioaktívhulladék-kezelés

Az atomenergetika nemzetközi helyzete

Aktiválódás-számítások a Paksi Atomerőmű leszerelési tervéhez

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

6. Az üzemidő hosszabbítás előkészítéséhez köthető környezeti hatások

Csernobil ma Az MNT FINE csernobili expedíciója, május

Atomerőművi technológiák Szekunder kör. Boros Ildikó, BME NTI március 1.

Magfizika az iskolában

Zóna üzemzavari hűtőrendszerek VVER

FENNTARTHATÓ FEJLİDÉS ÉS ATOMENERGIA

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

A Paksra tervezett új blokkok fô jellemzôi

Atomenergetikai alapismeretek

CÉLZOTT BIZTONSÁGI FELÜLVIZSGÁLATI JELENTÉS

Nukleáris energetika. Kérdések 2015 tavaszi félév

Paksi kapacitás-fenntartás aktuális kérdései

Energetikai mérnökasszisztens Mérnökasszisztens

Atomerőművek. Záróvizsga tételek

Az Oktatóreaktor reaktivitástartalékemelésének opciói és ezek biztonsági vonzata

Az OAH nukleáris biztonsági hatósági határozatai 2012

vonatkozásai Prof. Dr. Aszódi Attila, Boros Ildikó, Yamaji Bogdán Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet

A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai

Julius Filo, Jan Trnkusz, Vincent Polak Atomerőmüvi Tudományos Kutató Intézet Jaslovske Bohunice, CsSzSzK

A tételhez segédeszközök nem használható.

Új típusú fűtőelemek bevezetésének megalapozását szolgáló kísérletek, 2015 & 2016

Atomerőművek felépítése, tervezése

A japán földrengés és következményei Dr. Aszódi Attila. igazgató, BME Nukleáris Technikai Intézet Budapest, március 29.

Az atomerőművek technikai fejlődése, és generációik

Előadó: Varga Péter Varga Péter

1. TÉTEL. 1. A.) Ismertesse a 4. számú víztisztító (VT) rendszer kialakítását, kapcsolását, berendezéseinek feladatát, felépítését!

Energia, kockázat, kommunikáció 6. előadás: Az atomenergia alkalmazásának speciális kommunikációja TMI, folytatás

Paksi tervek: Üzemidő-hosszabbítás, célzott biztonsági felülvizsgálat, új blokkok. Volent Gábor biztonsági igazgató

ATOMERŐMŰVI BALESETEK ÉS ÜZEMZAVAROK TANULSÁGAI 2.

OAH TSO szeminárium Dr. Ősz János

A Paksi Atomerőmű évi biztonsági mutatói BEVEZETÉS... 2 A WANO MUTATÓK... 3 A BIZTONSÁGI MUTATÓ RENDSZER... 6 A. NORMÁL ÜZEMMENET...

Csernobil, USSR

Egzotikus atomreaktorok

Fukushimai atomkatasztrófa és annak hatása a nemzetközi energia politikára

Harmadik generációs atomerőművek és Paks 2

Zóna üzemzavari hűtőrendszerek VVER

Nemzeti Nukleáris Kutatási Program

Nemzeti Jelentés. a Paksi Atomerőmű Célzott Biztonsági Felülvizsgálatáról

A paksi kapacitás-fenntartási projekt jelenlegi helyzete. Engedélyezés

DOBOS RÓBERT SZEMINÁRIUMI DOLGOZAT

Zóna üzemzavari hűtőrendszerek VVER

Az új blokkok üzemanyaga, a tervezési alapon túli balesetek kezelése. Hózer Zoltán MNT szeminárium, március 20.

Szakmai kirándulás Ausztriába

Black start szimulátor alkalmazása a Paksi Atomerőműben

Atomenergetikai alapismeretek

Átírás:

Egyéb reaktortípusok Atomerőművi technológiák Boros Ildikó BME NTI 2016.03.23.

A forralóvizes reaktor (BWR) Egykörös atomerőművi kapcsolás a turbinára jutó gőz az aktív zónában termelődik a korszerű energetikai BWR-ekben nincs a PWR-eknél megszokott elkülönülő primer és szekunder kör, a primer körben alacsonyabb a nyomás (~6,9-7,2 MPa), a víz forráspontja ~285 C alacsonyabb erőmű hatásfok (32-34%) a reaktor úgy van megtervezve, hogy a zóna felső részében a kétfázisú hűtőközeg tömegének 12-15%-a gőz alacsonyabb moderáltság, alacsonyabb hasadási sűrűség, alacsonyabb teljesítmény-sűrűség mint a zóna alsó részében. 2016.05.20. AE Technológiák 2

BWR felépítése Forrás: NRC Recirkulációs hurok teljesítményszabályozás eszköze is 2016.05.20. AE Technológiák 3

Dresden-1 (USA) A BWR-ek fejlesztése kétciklusú BWR: a reaktorban gőz termelődött, ez egy magasabban lévő gőzdob/gőzfejlesztőbe került, ahonnan a szekunder gőz ment a turbinára KRB (Gundremmingen, Németo.) kétciklusú, a külső gőzdob helyett belső cseppleválasztó, gőzszárító Oyster Creek már nincsenek gőzfejlesztők, direkt ciklus 5 recirkulációs hurok, melyek a zónán belüli kényszeráramot biztosították Dresden-2 belső sugárszivattyúk, ezzel együtt a külső recirkulációs hurkok számának csökkentése kettőre (ötről) vezetékek, szivattyúk és szelepek számának csökkentése 2016.05.20. AE Technológiák 4

Forralóvizes atomreaktor BWR-ek a környéken : Finnország: Olkilouto, Németország: Brunsbüttel (Permanent Shutdown) Gundremmingen (A Permanent Shutdown; B, C operational) Isar-1 (Permanent Shutdown) Svédország: Barseback (1, 2 Permanent Shutdown) Oyster Creek (USA) 2016.05.20. AE Technológiák 5

BWR fűtőelemköteg szabályozórúd és környezete (1-6) egy szabályozó cella (fűtőelemmodul) a szabályozórúdból (7) és a négy mellette lévő fűtőelemkötegből (5x5-10x10, stb) áll. BWR fűtőelemköteg palásttal rendelkező csatornában (6) alulról bevezetett szabályozórudak Kihúzott szabályozórúd esetén a helyét víz foglalja el, ami jelentős termikusneutron-fluxuscsúcsot eredményez ( neutroncsapda ) a szomszédos fűtőelemekben is megemeli a termikusneutron-fluxust. Ezekben az elemekben alacsonyabb dúsítású (esetleg természetes) uránt alkalmaznak. Fűtőelem nélküli pozíciók kazettán belül: víz moderátor 2016.05.20. AE Technológiák 6

BWR konténment A legelterjedtebb a GE konténment sorozata: Mark I, II és III, és ezek altípusai Szárazaknával (drywell) és nedvesaknával (wetwell/ suppression pool/suppression chamber) is rendelkeznek. Mindegyik kialakítás célja a nyomáscsökkentés LOCA esetén. A konténment fő feladata a reaktorból kijutó gőz kondenzációja és a primerkörből kijutó hasadási termékek visszatartása, hogy a telephelyen kívüli dózisterhelés ne érje el a hatósági szintet, illetve hogy hőnyelőt és vízforrást (betáplálási forrást) biztosítson adott biztonsági berendezéseknek. 2016.05.20. AE Technológiák 7

Konténment keresztmetszet 1 Aktív zóna 2 Szabályozórudak 3 Recirkulációs szivattyú 4 Tápvízcsonkok 5 Frissgőz-vezeték 6 Reaktortartály 7 Konténment 8 Kondenzációs kamra (nedvesakna) 9 Bórsav-tartály 10 Hermetikus acélbevonat 11 Nehézbeton 12 Zsilip 13 Lefúvató / kondenzációs cső 2016.05.20. AE Technológiák 8

MARK I konténment A Fukushima Daiichi 1-5. blokk konténment típusa 2016.05.20. AE Technológiák 9

MARK II Konténment A Fukushima Daiichi 6. blokkjának konténment típusa 2016.05.20. AE Technológiák 10

BWR konstrukciós sajátosságok Enyhén radioaktív gőz jut a turbinához -> beton árnyékolás Zárt köpenyű fűtőelem-kazetták (tömegáram szabályozása az instabilitások elkerülésére) Szabályozórudak bevezetése alulról Értékességük a gőztérben kicsi lenne A tartály felső részében van a cseppleválasztó és a gőzszárító, ezért nem lehetséges a szabályozók átvezetése Nagy térfogatú reaktortartály (670 m³) Árnyékolás Gépház, Krümmel atomerőmű Üzemzavari nyomáscsökkentés a konténmentben a kondenzációs kamra segítségével 2016.05.20. AE Technológiák 11

A BWR-ek technológiai és biztonsági rendszerei Izolációs betáplálást biztosító rendszer (Isolation Condenser - IC) Feladata a reaktor lehűtése izolált állapot esetén, azaz végső hőnyelő és külső villamos-energia betáplálás elvesztésekor Nem csökkenti a hűtőközeg tartalmat Kondenzátum passzív módon jut vissza a reaktorba 2016.05.20. AE Technológiák 12

A BWR-ek technológiai és biztonsági rendszerei Aktív zóna izolációs hűtő rendszere (Reactor Core Isolation Cooling System RCIC) 2016.05.20. Feladata: a hűtés biztosítása izoláció esetén A remanens hőfejlődés során keletkezett gőzt az RCIC turbinára vezetik, ami az RCIC szivattyút hajtja meg Az RCIC szivattyú juttat AE Technológiák 13 be hűtővizet a hidegágba

A BWR-ek technológiai és biztonsági rendszerei Üzemzavari hűtőrendszerek (Emergency Core Cooling System ECCS) Két nagynyomású (High Pressure Coolant Injection - HPCI és az Automatic Depressurization - ADS) és két kisnyomású (Low Pressure Coolant Injection és a Core Spray - CS) rendszer alkotja Az üzemzavari hűtővíz rendszerek kondenzátum tartályai 1900 és 2500 m 3 kapacitással rendelkeznek 2016.05.20. AE Technológiák 14

A BWR-ek technológiai és biztonsági rendszerei A blokk leállását követően a rendszer nyomáscsökkentésével együtt hűtést végez Két független, térben elválasztott hurokból áll Recirkulációs hurkon keresztül kapcsolódik a primer körhöz és a zónához Hétféle különböző üzemmód: Leállási hűtés és a reaktortartály felső részének a hűtése Nyomáscsökkentő medence hűtés Konténment spray üzemmód Gőzkondenzációs mód Tartalék hűtőközeget biztosító mód Pihentető medence hűtés mód Remanenshő-elvonó rendszer (RHR) 2016.05.20. AE Technológiák 15

A BWR-ek technológiai és biztonsági rendszerei Szűrt leresztés (Hardened Venting System- HVS) Feladata megakadályozni a konténment nyomásnövekedését baleseti szituációban Elvileg zónaolvadás esetén is lehetséges a nedves- ill. száraz aknából a légkörbe történő leeresztés 2016.05.20. AE Technológiák 16

CANDU CANada Deuterium Uranium Reactor Fejlesztés: 50-es, 60-as években (AECL - Atomic Energy of Canada Limited, Hydro-Electric Power Commission of Ontario, Canadian General Electric) Jelentős kanadai uránkészletek hasznosítására fejlesztették (dúsítás ne legyen szükséges) 2016.05.20. AE Technológiák 17

Moderátor anyagok Moderátor paraméterek Moderációs úthossz [cm] Neutronabszorpciós hatáskeresztmetszet [barn] H 2 O D 2 O Grafit 5.74 10.93 19.7 0.66 0.0026 0.0045 Deutérium moderátor: üzemelés természetes uránnal is lehetséges Különböző típusok: Nehézvíz vagy könnyűvíz hűtőközeg Nyomott csöves vagy nyomott tartályos CANDU: nehézvíz moderátoros, nehézvíz hűtésű, nyomott csöves reaktor 2016.05.20. AE Technológiák 18

CANDU reaktorok Európában Unit Country Start of operation Nominal power Load factor Cernavoda 1 Romania December 1996 706 MWe 88,61% Cernavoda 2 Romania October 2007 706 MWe 94,89% 2016.05.20. AE Technológiák 19

CANDU-6 700 MW névleges teljesítmény 11 blokk üzemel világszerte (1983-2007) Összesen 34 Candu blokk 2016.05.20. AE Technológiák 20

CANDU Nyomott csöves (nyomott reaktortartály nélkül) D 2 O moderátor és hűtőközeg Szeparált hűtő és moderátor rendszer Hűtés: ~ 100bar, 300 o C Moderátor: ~1 bar, <80 o C Üzem közbeni átrakás lehetséges! Természetes urán használata -> kis reaktivitástartalék a zónában > nem kell bóros szabályozás 2016.05.20. AE Technológiák 21

CANDU zóna 2016.05.20. AE Technológiák 22

CANDU zóna Heavy water moderator in the calandria Shielding pool arund the calandria 2016.05.20. AE Technológiák 23

CANDU üzemanyag kezelés Üzem közbeni átrakás: két átrakógép segítségével Neutrongazdag zóna Különböző üzemanyagok használata: natu, enyhén dúsított U (0.8-1.2%), MOX, RU (recovered uranium) PWR kiégett üzemanyag kémiai reprocesszálás nélkül felhasználható! 2016.05.20. AE Technológiák 24

CANDU hűtőrendszer 2-hurkos primer kör, 4 GF 2016.05.20. AE Technológiák 25

CANDU biztonság Reaktivitás-szabályozás: könnyűvíz-rekeszekkel, szabályozó rudakkal, neutronmérgekkel Két független leállító rendszer Pozitív üregegyüttható! Kis reaktivitás-tartalék Alacsony dúsítás Az üzemanyag nem válhat kritikussá levegőn vagy könnyűvízben 2016.05.20. AE Technológiák 26

CANDU CANDU leállító rendszerek Forrás: AECL 2016.05.20. AE Technológiák 27

RBMK - Nagy teljesítményű, csatorna típusú reaktor 1 Urán üzemanyag 7 Cseppleválasztó/gőzdob 13 Hőelvezetés 18 Keringtető szivattyú 2 Hűtőcső 8 Gőz a turbinához 14 Tápvíz szivattyú 19 Vízelosztó tartály 3 Grafit moderátor 9 Gőzturbina 15 Tápvíz előmelegítő 20 Acélköpeny 4 Szabályozórúd 10 Generátor 16 Tápvíz 21 Betonárnyékolás 5 Védőgáz 11 Kondenzátor 17 Víz visszafolyás 22 Reaktorépület 6 Víz/gőz 12 Hűtővíz szivattyú AE Technológiák #14 / 28 2016.05.20.

RBMK reaktorok a világban Üzemelő blokkok 11 RBMK + 4 EGP-6 ( mini RBMK - Bilibino atomerőmű) Típus Blokkok száma Össz MW(e) BWR 84 78 122 FBR 2 580 GCR 15 8040 LWGR 15 10 219 PHWR 48 23 961 PWR 270 249 621 Építés alatt álló blokkok: 0 Összesen: 434 370 543 PRIS database. Last update on 2013-09-09 (http://www.iaea.org/pris/home.aspx) 2016.05.20. AE Technológiák 29

RBMK 30 2016.05.20. AE Technológiák

RBMK RBMK BWR összevetés 2016.05.20. AE Technológiák 31

Zóna és üzemanyag 2016.05.20. AE Technológiák 32

Zóna és üzemanyag 2016.05.20. AE Technológiák 33

A PWR és az RBMK közötti fizikai különbségek Moderátor anyagok H 2 O D 2 O Grafit jellemzői termikus úthossz [cm] 5,74 10,93 19,7 neutronabszorpciós hatáskeresztmetszet [barn] 0,66 0,0026 0,0045 víz urán víz urán víz víz urán víz grafit víz urán víz víz urán víz urán víz víz urán víz grafit víz urán víz Nyomott vizes reaktor Csernobili típusú reaktor AE Technológiák #14 / 34 2016.05.20.

RBMK biztonsági hiányosságok Pozitív üregegyüttható! Nagy térfogatú reaktorzóna Instabilitások, egyenlőtlenségek Xenon-lengés Bonyolult szabályozás (több mint 200 szabályozórúd) Konténment hiánya Tervezési alap problémái (jelentősebb hűtőközegvesztésre nincs méretezve) 2016.05.20. AE Technológiák 35