Primer köri főberendezések

Primer köri főberendezések Atomerőművi technológiák Boros Ildikó, BME NTI 2017.02.22

Primer kör Primer hűtőrendszer feladatai Hő elszállítása zónából GF-be Üzemanyag hűtése (egyúttal moderátor és reflektor szerep) Nyomástartás (TK segítségével) Nyomáshatároló Fő elemei: Reaktor; Gőzfejlesztő; FKSZ (FET) Térfogatkompenzátor Primer csővezeték Kapcsolódó rendszerek: Üzemzavari hűtőrendszerek Víztisztító rendszer Pótvíz és bóros szabályozás rendszere Egyéb fontosabb primerköri rendszerek Közbenső hűtőköri rendszerek Olajrendszerek Szervezett szivárgások rendszere Pihentető- és átrakó medence hűtőköri rendszere Töménybór rendszer 2017.05.16. Primerköri főberendezések 2

Primer köri főberendezések Reaktorberendezés 2017.05.16. Primerköri főberendezések 3

Reaktorberendezés Elemei: Reaktortartály (RPV) RPV belső szerkezeti elemek Üzemanyag SZBV rudak 2017.05.16. Primerköri főberendezések 4

Reaktor Üzemanyagpálca Pálcatartó lemez Szinterelő kemence UO 2 -pasztilláknak Hűtőközeg áramlása Nyomórugó Gázrés Al2O3 elzárótabletta Al2O3 elzárótabletta Hűtőközeg H2O Távtartó rács UO2 pasztilla UO 2 - pasztillák (D = L = 10 mm) Üzemanyagpálcák (L = 4,2 m, D = 12 mm, s = 1 mm) Zirkaloy burkolat +gázrés Védőhüvely Zárósapka Zárósapka Nyomórugó 2017.05.16. Primerköri főberendezések 5

Üzemanyag EPR VVER-440 Zóna magassága 4.2 m 2.42 m Zóna átmérő 3.767 m 2.88 m Üa-kazetták száma 241 349 Üa külső átmérő 21.4 cm 14.7 cm Átlagos telj. sűrűség 89.3 kwt/l 85.2 kwt/l Pálcák száma egy kazettában 265 126 Üa geometria 17x17 Hexagonal VVER- 440 Burkolat M5 Zr-1 %Nb Átlagos kiégés 60000 MWd/tU 37000 MWd/tU 62017.05.16. Primerköri főberendezések EPR

Reaktor Távtartó rács Távtartó rács Magasság 40 mm Vastagság 0,4 mm Szabályozópálca vezető csövek 2017.05.16. Primerköri főberendezések 7

Üzemanyag - EPR 2017.05.16. Primerköri főberendezések 8

Üzemanyag VVER-440 2017.05.16. Primerköri főberendezések 9

Üzemanyag VVER-1200 VVER-1000/V320 alapján Üzemanyag: TVS-1200 Közvetlen elődje a TVS-2M Üzemanyag mennyiségének növelése (furat nélküli pasztilla) Szétszerelhető kazetta Szabályozó rudak számának növelése (121/163) Vékonyabb burkolat (0,57 mm) Új távtartó rács design Magasabb hőtechnikai korlátok (pl. T fmax : 1805 ->1852 o C) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 10

Üzemanyag 2017.05.16. Primerköri főberendezések 11

Szabályozó rudak - EPR 89 SZBV rúd, egyenként 24 pálcával Alsó részen Cd-ötvözet, felső részen B 4 C abszorbens pasztillák SS burkolatban He közegben 36 szabályozó, 53 BV rúd SZBV rúd hajtás a német Konvoi-ból 2017.05.16. Primerköri főberendezések 12

Szabályozó rudak VVER-440 Szerkezeti felépítése: Üzemanyag rész Elnyelő rész Közbenső rúd Felső része az SZBV hajtáshoz kapcsolódik, alsó része a követőkazettához Hajtás (mozgató mechanizmus) Fogaskerék - fogasléc áttétel (2 cm/s) Villanymotor Helyzetjelző Hat csoportba bontva, 7 üzemi, 30 BV kazetta Követő kazetta szerkezete megegyezik a munkakazettákkal Bóracél abszorbens rész Követőkazettás megoldás miatt speciális RPV felépítés 2017.05.16. Primerköri főberendezések 13

Reaktor zónamonitorozó rendszerek Tervezési követelmények Minimálisan vizsgálandó (DBA helyzetben is): Zóna teljesítmény (eloszlás, időfüggés) In-core vagy ex-core detektorok Hűtőközeg paraméterek (tömegáram, hőmérséklet) Neutronabszorbens hatékonysága Vízszint Nyomás Hűtőközeg aktivitása SZBV rudak helyzete Bórkoncentráció Többi paraméter ezekből származtatható Leállítás / indulás alatt más mérési tartományok, más rendszerek kellhetnek Súlyos baleseti mérések 2017.05.16. Primerköri főberendezések 14

Reaktor - EPR 2017.05.16. Primerköri főberendezésekepr in-core mérések 15

Reaktortartály Anyaga 15-25 cm vastag perlites acél (+Ni, Mo, Cr, Mn), 3-10 mm ausztenites acél plattírozással (korrózió csökkentésére) Üzemidő alatti gyors neutron fluens kb. 10 24 n/m2 Tervezési követelmények Integritás megőrzése DBA esetén (újabban zónaolvadás esetén is külső hűtés) Hegesztési varratok számának minimalizálása (főként a zóna magasságában) A reaktortartály törése nem DBA esemény, ki kell zárni a bekövetkezését A fedél kisebb sérülése csak LOCA esemény, a csonkok alatti részé súlyos baleset. 2017.05.16. Primerköri főberendezések 16

Reaktortartály Tartály anyagának ridegedése neutronsugárzás hatására Elsősorban a zóna magasságában, hegesztési varratok érzékenyebbek PWR-ek jobban kitettek a neutronsugárzásnak Cu és Ni tartalom növelése elősegíti a ridegedést A szívós-rideg tartományok átmenetét jelentő T krit idővel nő PWR-eknél: nyomás alatti hősokk (pressurized thermal shock - PTS) Üzemi nyomáson nagy mennyiségű hideg közeg jut a tartályba Emiatt jelentős hőfeszültségek (+ridegedés) Repedések indulhatnak meg Jellemző kezdeti események: Kis LOCA, amikor ZÜHR működés történik nagy nyomás mellett Szekunder oldali kezdőesemény, ami GF túlhűtést eredményez Nyitva ragadt, majd bezárt szelep (újranyomódás) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 17

Reaktortartály Tervezési követelmények Hegesztési varratok számának minimalizálása (főként a zóna magasságában) Ki kell bírnia PTS-t meghibásodás nélkül Biztosítani kell a varratok teljes terjedelmű vizsgálatát Nem vizsgálható varratok csak ott lehetnek, ahol ez nem okoz BDBA-t Reaktortartály anyagából készült próbatesteket kell besugározni gyors neutronokkal, értékelni ridegedést. Átmeneti hőmérséklet-görbék (1. blokk, varratfém) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 18

Reaktortartály-meghibásodás Feszültségkorrózió SZBV hajtásoknál a Davis-Besse eset 1977-től üzemelő PWR 1990-től megszokott szivárgások az SZBV hajtások pereménél 1999-től fokozott szivárgás, egyéb jelek 2002: axiális repedéseket találtak 3 SZBV-átvezetésen, majd a javításkor egy kb. 20 cm átmérőjű üreget a tartályfedél anyagában 2 évi leállítás, 75 millió dolláros fedélcsere INES-3 2017.05.16. Atomerőművek főberendezései 19

Reaktortartály Feszültségkorrózió SZBV hajtásoknál a Davis-Besse eset 2017.05.16. Atomerőművek főberendezései 20

Reaktortartály 2017.05.16. Atomerőművek főberendezései 21

Reaktortartály 2017.05.16. Primerköri főberendezések 22

Reaktor - EPR Anyag MnMoNi acél Falvastagság 250 mm Tartály burkolatvastagság 7,5 mm Magasság 12.7 m Belső átmérő 4.87 m 2017.05.16. Primerköri főberendezések 23

Reaktortartály - EPR Nincs átvezetés a fenéken Egy darabból áll a csonkzóna Plattírozás alacsony Co tartalommal 60 év tervezett üzemidő után is 30 o C alatt marad a T krit Emelt csonk magasság (nagyobb víztér a csonkokig) Nehéz reflektor (acél, kisebb víztartalommal) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 24

Reaktortartály VVER-440 Kialakítás: közúti / vasúti szállítás vékonyabb tartályfal, kisebb víztér, nagyobb neutronfluxus Komolyabb követelmények anyagokkal szemben Csonkok két sorban, emiatt egyenletesebb kerületi hőmérséklet-eloszlás 6-6 NA 500, és 2*2 NA 250 Kovácsolt darabokból összeállítva Nincs axiális varrat Anyag : Falvastagság Tartály burkolatvastagság Magasság Belső átmérő 12H2MFA (Cr Mo V szénacél) 140 mm 9 mm 11.8 m 4.27 m Üzemi / tervezési / tesztelési nyomás: 123 / 137 / 172 bar 2017.05.16. Primerköri főberendezések 25

VVER-1200 - reaktortartály Reaktortartály: Izsorszkije Zavodi gyártja 60 év tervezett élettartam VVER-1000/V320-hoz képest 100 mm-rel nagyobb belső átmérő, 300 mm-rel nagyobb magasság Új ötvözet kidolgozása (15H2NMFA- A és -B) Akár 100 éves élettartam VVER-1200 csonkgyűrű gyártása Reaktortartály tömege [t] 330 Teljes berendezés tömege [t] ~3500 Belső átmérő [mm] 4585 Magasság (karimáig) [mm] 10845 Teljes magasság [mm] 19410 Falvastagság [mm] 197,5 Nyomáspróba [bar] 245 Névleges nyomás [bar] 176,4 Méretezési hőmérséklet [ C] 350 Alkalmazott acél 15H2NMFA 2017.05.16. Primerköri főberendezések 26

Reaktortartály VVER-1200 2017.05.16. Primerköri főberendezések 27

Reaktortartály szerkezeti elemei Feladata: Üzemanyag és mérőláncok pozícionálása, rögzítése Szabályozórudak mozgatásának lehetővé tétele Hűtőközeg áramlás irányítása, egyenletessé tétele Tipikus belső elemek: Reaktorakna Zónatartó kosár Palástlemez Áramlásterelő lemezek Felsőcsőblokk Anyagkövetelmények, tervezési követelmények 2017.05.16. Atomerőművek főberendezései 28

Reaktortartály szerkezeti elemei 2017.05.16. Primerköri főberendezések 29

Reaktortartály szerkezeti elemei 2017.05.16. Atomerőművek főberendezései 30

Reaktortartály szerkezeti elemei 2017.05.16. Primerköri főberendezések 31

Reaktortartály szerkezeti elemei 2017.05.16. Primerköri főberendezések 32

Primer köri főberendezések Fővízkör 2017.05.16. Primerköri főberendezések 33

Fővízkör - EPR Fő (primer) hűtőközeg H2O Nyomás 155 kg/cm² Zóna belépési hőmérséklet 295.5 C Zóna kilépési hőmérséklet 328.1 C Főkeringtető szivattyúk száma 4 Teljes tömegáram 4x5475 kg/s Hurkok száma 4 2017.05.16. Primerköri főberendezések 34

Fővízkör - EPR 2017.05.16. Primerköri főberendezések 35

Fővízkör VVER-440 Fő (primer) hűtőközeg H2O Primer hűtőközeg tömege 165 t Nyomás 123 bar Zóna belépési hőmérséklet 267 C Zóna kilépési hőmérséklet 297 C Főkeringtető szivattyúk száma 6 Teljes tömegáram 39750 t/h 2017.05.16. Primerköri főberendezések 36

Fővízkör VVER-440 a reaktorhoz hat primer hurok kapcsolódik, hurkonként egy főkeringtető szivattyúval, egy fekvő gőzfejlesztővel és két (hideg és melegági) főelzáró tolózárral (FET). Hideg- és melegági vízzárak: hidegági LOCA üzemzavar esetén nagy jelentőségű a reaktorzóna hűthetősége szempontjából. GF GF felőli U alakú hidegági vízzár FKSZ FET Hurok kizárható rész 2017.05.16. Primerköri főberendezések Hurok ki nem zárható rész Reaktor Melegág Hidegág ZÜHR rendszerek 37

Fővízkör VVER-440 2017.05.16. Primerköri főberendezések 38

Fővízkör - VVER-440 Főkeringtető vezeték Ø 500 * 32 mm-es hőszigetelt saválló acél csövek Támasztóelemek a 200%-os LOCA elkerülésére Tervezési követelmények: Káros hatások (rezgés, öregedés, kiülepedés) minimalizálása Természetes cirkulációt elősegítő elrendezés Hozzáférhetőség (karbantartás, felügyelet) Csőtörés hatásainak figyelembevétele 2017.05.16. Primerköri főberendezések 39

Primer köri főberendezések Főkeringtető szivattyú (FKSZ) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 40

FKSZ Feladata: akkora közegáram fenntartása, ami megfelelő hűtést biztosít az üzemanyagnak (DNBR kritérium) Követelmények Megfelelő rotor tehetetlenség (lendkerék), FKSZ leállás esetén is hűtést biztosítani a természetes cirkulációs üzem kialakulásáig (dízelig) Üzem közbeni felügyelet: rezgések, szivárgás monitorozása, hőmérséklet Meghibásodáskor ne keletkezhessenek káros hatású repülő tárgyak Példa:EPR 1 s villamos betáplálás-kiesés leállás nélkül Reaktor SCRAM után 0,3 s-ig nem kap leállító jelet az FKSZ Ház tervezett élettartama 60 év 2017.05.16. Primerköri főberendezések 41

FKSZ VVER-440 Üzemi paraméterek Szállított mennyiség: 7100 m3/h Emelő magasság 4,25 bar Min. szívóoldali nyomás 10 bar Fordulatszám 1500 /perc Felvett teljesítmény 1400-1600 kw Felépítés: hidraulikus rész: függőleges tengelyű, egyfokozatú centrifugálszivattyú, tömítőblokk: bonyolult konstrukció (a nagynyomású primer hűtőközeg ne szivároghasson ki a forgó tengely és a ház között bonyolult tömítés és csapágyazás), hajtás: tengelykapcsoló a villamos motor és a hidraulikus rész között. Lendkerék a szivattyú kifutási idejének növelése érdekében. Elektromágneses tehermentesítő az axiális erők csökkentésére. 2017.05.16. Primerköri főberendezések 42

Primer köri főberendezések FKSZ 2. Tömítőblokk felépítése FKSZ tömítése: feladata a primer hűtőközeg szivárgásának megakadályozása; az FKSZ tömítése ún. tömítőblokk segítségével történik, amelyre záróvizet kell juttatni; p záróvíz > p pr 2017.05.16. Primerköri főberendezések 43

FKSZ - EPR Framatome N4-ből fejlesztve Plusz tömítő fokozat SBO-ra REACTOR COOLANT PUMP ASSEMBLY Design pressure (bar) 176 Design temperature ( C) 351 PUMP Thermo-hydraulic flow rate (m3/h) 27,195 Suction temperature ( C) 295.9 Mass without water (including motor support) (kg) 50,520 MOTOR Type Air cooled squirrel cage induction motor Power rating (kw) 9,000 Design input power, RCP [RCS] under normal conditions (kw) 8,000 Voltage (volts) 10,000 Phase 3 Frequency (Hz) 50 Insulation class Class F thermoelastic epoxy insulation Mass (without water or oil) (kg) 60,700 Total inertia (pump and motor) of the rotor (kg.m²) 5210 2017.05.16. Primerköri főberendezések 44

Primer köri főberendezések Térfogatkompenzátor (TK) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 45

Térfogatkompenzátor Feladata: biztosítani, hogy a nyomás, hűtőközeg-mennyiség vagy termodinamikai tulajdonságok változása ne okozza a nyomáshatároló sérülését Primer köri nyomástartás Vízszint (gőztér) tartás Indításkor nyomásra hozás Túlnyomásvédelem Nem kondenzálódó gázok eltávolítása Baleseti helyzetben primer köri feed and bleed Kialakítása: Függőleges hengeres tartály Telített állapotú víz-gőz keverék Kapcsolat egy hurok hideg- és meleg ágával (hideg befecskendezés / meleg víz átáramlás) Nyomás szabályozás: elektromos fűtőpatron / befecskendezés Nyomásvédelmi eszközök: lefúvató és biztonsági szelepek (buborékoltató tartály) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 46

TK VVER-440 Függőleges elrendezésű, szigetelt szénacél tartály, 9 mm-es plattírozással Alján NA300-as csonk 108 fűtőpatron (*15 kw) Térfogata 44 m3 Működési elve: Nagyobb nyomásváltozás esetén a nyomástartás külső beavatkozással történik: nyomáscsökkenés: fűtőtestek bekapcsolnak, gőz képződik p pr nyomásnövekedés: a gőztérbe hidegági vizet befecskendező szelepek kinyitnak, a gőz kondenzálódik, p pr 2017.05.16. Primerköri főberendezések 47

TK VVER-440 1 db lefúvató, 2 db biztonsági szelep Indító nyomások: 138 / 142 / 145 bar 2017.05.16. Primerköri főberendezések 48

TK - EPR 2017.05.16. Primerköri főberendezések 49

TK - EPR 2017.05.16. Primerköri főberendezések 50

Primer köri főberendezések CVCS 2017.05.16. Primerköri főberendezések 51

Chemical and volume control system (CVCS) Tisztító és térfogat-szabályozó rendszer Feladatai: primer közeg tisztítása szűrőkkel, sótalanítókkal (vízkémia és szennyezőanyag-mentesítés) Reaktivitás-szabályozás (bór hozzáadás / kivonás) Primer hűtőközeg leltár biztosítása (TK szinttartás, befecskendezés, igen kis LOCA esetén) Záróvíz biztosítása az FKSZ tömítéshez Részáramú tisztítóként üzemel (leiszapoló rendszeren keresztül) Folyamatos tisztítás Leeresztés a folyékony radioaktív hulladék kezelő rendszerhez is VVER-nél két külön rendszer 2017.05.16. Primerköri főberendezések 52

Chemical and volume control system (CVCS) 2017.05.16. Primerköri főberendezések 53

Primer köri főberendezések Gőzfejlesztő 2017.05.16. Primerköri főberendezések 54

Gőzfejlesztő Gőzfejlesztő feladata: szekunder oldali víz forralása primer köri hűtőközeggel. hermetikusan elválasztja a radioaktív primer kört a szekunder körtől, így azonos mértékben tartozik mindkét körhöz. Működési elve: a.) különálló, hidegági primer hűtőközeggel fűtött előmelegítővel és túlhevítővel b.) gyakorlati megvalósítás PWR-eknél (VVER-eknél); c.) GF különálló előmelegítővel b.) A belépő tápvíz összekeveredik a GF szekunder oldali gőz-víz keverékkel, és bizonyos mennyiségű gőz kondenzálásával felmelegszik a GF nyomásának megfelelő telítési hőmérsékletre. min T GF min T GF min T GF értékre gazdasági optimum adódik: szükséges GF hőátadó felület GF ára, de Gőzfejlesztők lehetséges elvi kapcsolásai Forrás: Margulova - Atomerőművek pgf a blokk hatásfoka 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 55

Gőzfejlesztő Követelmények Határfelület a primer és szekunder oldal között! Áramlási mező megtervezése Ne legyenek pangó térrészek (szennyeződések felhalmozódása) Ne legyen áramlás keltette rezgés Hőátadó cső hozzáférhető legyen (vizsgálatokhoz, karbantartáshoz) Monitorozás (ph és oxigén-koncentráció, szennyeződések, vízüzem) Vízüzemi követelmények Megfelelő szivárgás-detektálás Kavitáció, rétegződés elkerülése PWR: álló gőzfejlesztők VVER: fekvő GF 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 56

Forrás: NAÜ PWR álló gőzfejlesztő Babcock&Wilcox egyutas gőzfejlesztő túlhevítővel Egyenes hőátadó csövek Primer köri hűtőközeg belépés felül, kilépés alul Két vastag vízszintes sík csőfal Kialakítás miatt cső meghibásodás kevesebb 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 57/71

PWR álló gőzfejlesztő Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) Tipikus PWR gőzfejlesztő U-csöves hőátadó felületű Primer közeg ki- és belépés alul nyomottvíz-telített gőz hőcserélők a víztükör felületen viszonylag egyenletes gőzkilépés, de nagyobb gőzsebességek, ezért nagyobb cseppelragadás, kétfokozatú cseppleválasztó Centrifugális nedvességszeparátor + kampós terelőlemezek 99,5% gőztartalom 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 58/71

PWR álló gőzfejlesztő Forrás: Korea Atomic Energy Reseach Institute Nuclear Training Center http://www.kntc.re.kr/openlec/nuc/nprt/ GF lemezes gőzszeparátor GF centrifugális gőzszeparátor 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 59/71

Gőzfejlesztő VVER-440 Forrás: PA 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 60

Gőzfejlesztő VVER-440 GF jellemzői: keverő tápvízelőmelegítő zóna, alacsony a kilépő gőzsebesség a víztükrön keresztül (Paks: 0,1-0,5 m/s), egyfokozatú, zsalus cseppleválasztó, a csőköteg felett kicsi a vízszint a gőzfejlesztő alján, ahova kiülepszik a korróziótermék iszap, nincs hőátadó cső, a primer kollektorok felülről nyithatóak. Forrás: PA 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 61

Gőzfejlesztő VVER-440 GF műszaki paraméterei (Paks): L 12 m D 3 m Fűtőcsövek száma: 5536 db Fűtőcsövek mérete: 16 x 1,4 mm U acélcső Gőztermelés: 450 t/h Gőz nyomása: 46 bar Gőz hőmérséklete: 260 C Gőz nedvesség tartalma: 0,25 % Gőztér térfogata: 30 m 3 Víztér térfogata: 40 m 3 Szekunder oldali vízfelszín Forrás: Kristóf G., Ősz J., Nukleon 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 62

Gőzfejlesztő Fekvő és álló GF-k közötti eltérések Álló GF: 600-1000 mm vastag csőfalba berobbantott, és primerköri oldalról körbehegesztett, függőleges U-csöves konstrukció; konvektív ellenáramú tápvízelőmelegítő zóna; a kisebb víztükör egyenletesebb gőzkilépés, nagyobb gőzsebesség, nagyobb cseppelragadás, többfokozatú cseppleválasztás szükséges, magasabb átlagos hőátviteli tényező [6,7 8,5 kw/(m 2 K)], hőátadó csövek anyaga: króm-nikkel ötvözet, a betöményedő szennyező anyagok kiülepedése döntő részben a csőfalon!! Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) Fekvő GF: 70 (130)-200 mm vastag gyűrűbe, a kollektorcső falának teljes hosszán behengerelt, és primerköri oldalról körbehegesztett, vízszintes U-csöves konstrukció, keverő tápvízelőmelegítő zóna, nagyobb víztükör egyenetlen gőzkilépés, kisebb gőzsebesség, kisebb cseppelragadás, egyfokozatú cseppleválasztás, VVER-440 GF: alacsonyabb átlagos hőátviteli tényező [4,7 kw/(m 2 K)], VVER-1000 GF-nél az átlagos hőátviteli tényező 6,1 kw/(m 2 K), hőátadó csövek anyaga: rozsdamentes ausztenites acél, a betöményedő szennyező anyagok kiülepedése döntő részben a tartály fenekén. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 63

Konstrukciós hibák: PWR Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 64/71

Konstrukciós hibák: VVER Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) A tápvíz-elosztó helye a melegoldali csőkötegben (mérsékelte a gőztermelés egyenlőtlenségét, de elősegítette a diszperz korróziótermékek lerakódását a keverő tápvízelőmelegítő zónában). A tápvíz-elosztó Szt20 anyagminősége (acél) lehetővé tette eróziós-korróziós elhasználódásukat. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 65/71

Konstrukciós hibák Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) Tápvíz-elosztók cseréje (minden GF-ben): ausztenites acélból, csőköteg fölé (a régi bennmaradt), melynek következménye a cirkuláció megváltozása. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 66/71

Konstrukciós hibák - VVER Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) Nem hatékony a GF-k leiszapolása diszperz korróziótermékekre. Számos átalakítás, annak ellenére, hogy a felhalmozódási helyüket nem ismerjük (különösen az új tápvíz-elosztónál). Eltérő leiszapolás szükséges (hely, tömegáram) az oldott ionokra és a diszperz korróziótermékekre! (felismerés megvan, honnan történjen az elvétel). Leiszapolási stratégia módosítás és vezeték méret bővítések (VVER-1000-nél) 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 67/71

Konstrukciós rések - VVER Potenciális veszélyforrás a kialakuló lokális környezettel (holt áramlási zónák). A VVER-440 GF-ben 7x2x5536=77.504 db rés Felismerése megtörtént, az újabb VVER-1000 GF-eknél kimetszett lemezek. Réskorrózió: Ha a korróziótermékek a résekben lerakódnak, vagy iszap formájában felhalmozódnak, ezekben a résekben, pórusokban a feszültségkorróziós aktivátorok koncentrálódhatnak. 16 Forrás: Dr. Ősz János: Gőzfejlesztők vízüzeme (előadás, 2011. Atomerőművek) 29,5 PA geometriai rés 5 24 3 VVER-1000 geometriai rés 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 68/71

Gőzfejlesztő-cserék PWR tervezési filozófia része a GF esetleges cseréje VVER-nél gazdaságilag nem életképes megoldás Jellemző PWR meghibásodási folyamatok: kristályközi stressz-korrózió (csőmeghibásodások 60-80%-a), súrlódási korrózió és lyukkorrózió (15-20%), többi mechanikai károsodás Hőátadó cső dugózásokkal csökken a megengedett hőteljesítmény Lehetséges megoldások: Hőátadó csövek eltávolítása, újracsövezés nagy dózisok, hosszú állásidő -> nem alkalmazzák GF alsó részének eltávolítása, újra cserélése pl. Turkey Point (1981!) Teljes csere Új, optimalizált típusok (több rögzítés a rezgések elkerülésére, anyagválasztás, áramlási viszonyok megváltoztatása a pangó áramlások elkerülésére) Mostanra a 69 amerikai PWR közül 57-ben volt GF-csere (és a többiben is lesz) GF-csere a TMI-1-ben (2009), forrás: WNN GF csere gyorsasági rekordot a franciák tartják: 1996-ban 33 nap alatt cseréltek 3 GF-et a Gravelines 2-n. Összehasonlításként: az első amerikai GF-cserék majdnem egy évig tartottak. Franciák az összes GF-üket cserélik, az EDF 44 db-ot rendelt a következő 3-4 évre. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 69

GF-csere a St. Lucie atomerőműben (USA) USA, Florida Ikerblokkos PWR (indult: 1976, 1983), 2x1000 MW Combustion Enginering típus 2003-ban kapott engedélyt az üzemidőhosszabbításra (2036, 2042-ig) Gőzfejlesztő-cserék: 1997, 2007 Forrás: Aszódi A., 2006 Az új GF-ek a 2. blokknál (Forrás: FPL) 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 70

GF-csere a San Onofre atomerőműben (USA) San Onofre NPP 1. blokk: 1968-1992 Nagyrészt leszerelve (reaktortartály is) 2. blokk: 1983-tól (1170 MW) 3. blokk: 1984-től (1170 MW) Gőzfejlesztő-cserék 2004-ben a Mitsubishi kapott megbízást az új GF-ekre (2 GF/blokk) 2. blokki GF-et 2010 közepén telepítették, 3. blokkit 2011 elején. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 71

GF-csere a San Onofre atomerőműben (USA) 2012. január: 2. blokk leállítás karbantartásra (egy kampány a GF csere óta) Az egyik GF-ben 2 csövön kopás a távtartó miatt. Másik GF-ben szintén 2 ilyen kopás + 2 a rezgéscsillapító rács miatt. Ezek mellett 94 ill. 98 csövet kellett ledugózni (egy GF-ben 9727 U-cső), kopási indikációk viszont több mint 1600 csövön 2012. január végén 3. blokkon primer-szekunder folyás (kisebb a korlátnál, de leállították a blokkot) GF vizsgálata egy csőnél igazolt szivárgást A 3. blokki GF-ek örvényáramos vizsgálata nem várt kopásokat mutatott (hasonló helyeken, mint a 2. blokknál), valamint cső-cső érintkezés miatti kopást is (56 ill. 73 csőnél), indikációk >1800 csövön A blokkok 2012 januárja óta állnak 2. blokk: tervezett újraindítás 70%-on 2013 közepén 3. blokk: 2012 augusztusban üzemanyag kirakva. 2013 június: bejelentették a 2. és 3. blokk végleges leállítását Az eddigi vizsgálatok szerint a szállító MHI hibázott a számítógépes tervezés során (a valósnál kisebb számított termohidraulikai paraméterek) és a gyártás során is (rezgéscsökkentő rácsok nem elég hatékonyak). Emiatt jelentős rezgés lépett fel üzem közben. 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 72

GF-csere a San Onofre atomerőműben (USA) Forrás: NRC 2015. 02. 26. Aszódi A.: Atomerőművek 73