A hazai nukleáris kapacitás hosszú távú biztosítása Dr. Trampus Péter trampusp@trampus.axelero.net Linde Hegesztési Szimpózium Budapest, 2014. október 15.
Tartalom Bevezetés Bővítés igény gazdaságosság engedélyezés VVER atomerőművek Hegesztési feladatok
Kitekintés a világra (2012. 12. 31.) Üzemelő atomerőművek 437 reaktor / 31 ország 373 GW(e) beépített kapacitás Világ villamos energiatermelésének 13%-a ~15.000 reaktorév tapasztalat Épülő atomerőművek 67 reaktor / 14 ország 64 GW(e) tervezett kapacitás Latin-Amerika: 6 Ázsia: 116 Észak-Amerika: 122 Afrika: 2 Európa: 187 Forrás: International Atomic Energy Agency
Üzemelő blokkok: 4 x 440 MW(e) Hazai körkép VVER-440/V-213 1982/87 2012/17 Teljesítmény növelés: 4 x 500 MW(e) Üzemidő hosszabbítás: 2013/18 2032/38 Tervezett blokkok: 2 x <1200 MW(e) AES-2006 (MIR-1200) 2025 2085 Nukleáris kapacitás biztosítása egy évszázadra
Az üzemelő paksi blokkok
Elterjedt atomerőmű típusok Könyűvizes reaktor (Light Water Reactor, LWR) Nyomottvizes (Pressurized WR, PWR; VVER) Elgőzölögtető (Boiling WR, BWR) A jelenleg üzemelők több mint 80%-a Nehézvizes reaktor (Pressurized Heavy WR, PHWR) Grafitmoderátoros reaktor Gáz (CO 2, He) hűtésű (Gas-Cooled Graphit-Moderated Reactor, GGR; Advanced GR, AGR; High-Temperatur GR, HTGR) Könnyűvizes elgőzölögtető (LWGR = RBMK) Gyorsreaktor (Fast Breeder Reactor, FBR)
Technológiai fejlesztés fokozatai I. generáció Korai prototípusok: Shippingport Dresden Fermi I Magnox VVER-440/V-179 VVER-440/V-230 Korai RBMK II. generáció Kereskedelmi típusok: PWR / BWR PHWR AGR VVER / RBMK III. generáció Evolúciós típusok: ABWR AP 600 System 80+ EPR AES 2006 IV. generáció Innovatív típusok: gázhűtésű gyors folyékony-fém hűtésű gyors sóolvadék hűtésű szuperkritikus vízhűtésű igen nagyhőmérsékletű 1950 1970 1990 2010 2030
VVER kapcsolás T ~ 270-340 C p ~ 120 160 bar Acélok (ferrites, ausztenites) Zr-ötvözetek (fűtőelem burkolat) T ~ 240 280 C p ~ 40 70 bar Acélok (ferrites) Ti (kondenzátor)
A bővítés történelme 1980-as évek: 4x440 MW (VVER) 2x1000 MW (VVER) 2x900 MW (Framatome) 1990-es évek (kapacitásbővítési tender): AP 600 CANDU 6 VVER-640 2000-es évek: Ellátásbiztonság (elöregedett erőműpark), klímavédelem (CO 2 kibocsátás csökkentése) Energiapolitikai koncepció (2008), döntés előkészítés Parlament elvi jóváhagyása (2009) Lévai projekt MVM Paks II. Atomerőmű Fejlesztő Zrt. (2012)
Az igény: villamosenergia-fogyasztás
Emberi fejlettségi index ENSz mutató Összetevői: hosszú és egészséges élet tudás tisztességes életszínvonal
Jelenlegi helyzet Kormánydöntés: Roszatom államközi szerződés keretében, versenytárgyalás nélkül, két 1200 MW blokkot épít Pakson Szállító kiválasztása: kizárólagos képesség és hajlandóság 5% alatti kamatra hitelt nyújtani a szerződés értékének 80%-ára 2014. évi II. törvény: Magyarország Kormánya és az Oroszországi Föderáció Kormánya közötti nukleáris energia békés célú felhasználása terén folytatandó együttműködésről szóló Egyezmény kihirdetéséről
A bővítés néhány adata Beruházási költség Hitel Megnevezés 12,5 Mrd EUR 10 Mrd EUR Mennyiség 20% önerő 2,5 Mrd EUR Hitel futamideje Építési idő 31 év 10 év Várható üzemkezdet 2025 Beépített villamos teljesítmény 2400 MW(e) Éves csúcskihasználási tényező 96%
A villamosenergia-termelés egységköltsége Egyszerű (klasszikus) kamatozással számolva építés: 3,95% üzemelés: 4,9% önerő: 8% Lépcsős kamatozással számolva építés: 3,95% üzemelés (első 7 év): 4,5% üzemelés (második 7 év): 4,8% üzemelés (utolsó 7 év): 4,95% önerő: 8% Teljes üzemidőre vetítve: 16,01 és 16,38 HUF/kWh Aszódi: Magyar Energetika, 2014/3
Élettartam és üzemidő Típusválasztás Tervezés Engedélyeztetés Pénzügyi lebonyolítás Építés ÜH Tervezett üzemidő Üzemidőő Felkészülés a leszerelésre Leszerelés Döntés az atomerőmű mellett Indítás Végleges leállítás Leszerelés befejezése É l e t t a r t a m Naptári idő
Engedélyezés Nagy: Új atomerőművi blokk(ok) létesítésének előkészítése, Budapest, 2013
VVER reaktortípus Könnyűvíz-hűtésű, könnyűvíz-moderátoros energetikai atomreaktor (orosz PWR) Tervezése: 1950-es években kezdődött Folyamatos és jelentős fejlődés a nukleáris biztonsághoz való viszonyban AES-91 és AES-92 (India, Kína): III. generációs és megfelel az EUR-nak (European Utility Requirements) 15 reaktortípus 68 blokk / 23 telephely / 9 ország (53 üzemel) Kb. 1400 reaktorév tapasztalat 15 blokk épül Cserháti: Magyar Energetika, 2014/3
VVER-ek
Paksi biztonságnövelés Általános biztonságnövelési program (folyamatos) Csernobili intézkedések Átfogó biztonság-értékelés (Advanced and Generally New Evaluation of Safety, AGNES projekt) Földrengésvédelmi megerősítés Reaktorvédelmi rekonstrukció ASME adaptáció (BPVC III, XI, OMC) Célzott biztonsági felülvizsgálat (Fukusima)
VVER-1200 (AES-2006) Névleges bruttó teljesítmény: 1150-1200 MW Éves csúcskihasználás: 92-96% Tervezett üzemidő: 60 év 18 és 24 hónapos kampány is lehetséges 0,25g max. talajfelszíni gyorsulás Zónasérülési valószínűség: CDF=6 10-7 /év Súlyos baleset kezelés Kettősfalú vasbeton konténment Hatásfok: 33,9%
VVER-1200 (AES-2006) elrendezés reaktor hűtőkör
VVER-1200 (AES-2006) fűtőelem konténment és zónaolvadék csapda
VVER szerkezeti anyagok T ~ 270-340 C p ~ 120 160 bar Acélok (ferrites, ausztenites) Zr-ötvözetek (fűtőelem burkolat) T ~ 240 280 C p ~ 40 70 bar Acélok (ferrites) Ti (kondenzátor) hagyományos szerkezeti anyagok, konzervatív technológia
Hegesztőanyag igény (kg) Típus Primerkör Szekunderkör Konténment Ötvözetlen acél 5.500 1.750 9.000 Alacsonyan ötvözött acél 120.880 26.130 Korrózióálló acél 33.210 69.440 13.000 NI-bázisú ötvözet 21.090 440 Szalag és fedőpor 48.750 49.350 Összesen 229.480 147.110 22.000 III. generációs, 1000 MW reaktor létesítésének igénye (gyártás, szerelés) Fehérvári: Hegesztési Felelősök Országos Tanácskozása, 2014