Második és harmadik generációs atomreaktorok

Második és harmadik generációs atomreaktorok Atomerımővek Boros Ildikó BME NTI 2008. február 14. #01 / 1

Atomerımő-generációk Atomerımővek #01 / 2

Elsı generációs atomerımővek Az 50-es, 60-as évek prototípus atomerımővi reaktorai Viszonylag kis egységteljesítmény (<250 MW) Kis darabszámú szériák, inkább prototípus (kivétel: Magnox) Biztonsági hiányosságok Többnyire természetes urán üzemanyag Egzotikus reaktortípusok is (FBR pl. Fermi I., GCR pl. Magnox, HWGCR pl. Monts D'Arree, SGHWR Winfrith) A Winfrith SGHWR leszerelése Atomerımővek #01 / 3

Elsı generációs atomerımővek 1954. július 27: Az Obnyinszki Atomerımő hálózatra kapcsolódik. Késıbbi RBMK-k atyja, grafitmoderálású, csöves, forralóvizes típus. Nettó 1 MW elektromos telj. (6-5 MW). 2002-ben állították le! Atomerımővek #01 / 4

Elsı generációs atomerımővek Shippingport az USA elsı kereskedelmi atomerımőve 60 MW elektromos teljesítmény Nyomottvizes reaktorral (PWR) 1957-1982 között üzemelt Atomerımővek #01 / 5

Elsı generációs atomerımővek Oldbury és Wylfa: ez a két elsı generációs blokk üzemel a világon (Nagy-Britannia) Magnox: szén-dioxid gáz hőtéső, grafitmoderátoros reaktorok (GCR), természetes urán üzemanyaggal Az elsı Magnox-ot (Calder Hall) 1956-ban indították, és 2003-ban állt le 200-500 MWe teljesítmény Wylfa Atomerımővek #01 / 6

Második generációs atomerımővek A jelenleg üzemelı blokkok nagy része Kereskedelmi forgalomban kapható, nagy darabszámú szériák Fıleg könnyővizes blokktípusok (a jelenleg üzemelık kb. 88%-a) ill. nehézvizes reaktorok Type No. of Units Total MW(e) BWR 94 85044 FBR 2 690 GCR 18 9034 LWGR 16 11404 PHWR 44 22357 PWR 265 243286 Total: 439 371815 Atomerımővek #01 / 7

Második generációs atomerımővek Elsı generációs reaktorokból továbbfejlesztve Csak a biztonságos, gazdaságos típusokat tartották meg (kivéve pl. RBMK) Egzotikus típusok erısen továbbfejlesztve ismét megjelennek (FBR, gázhőtéső, stb.) Bizonyos sztenderdizálás már megfigyelhetı, de a blokkok még számos egyedi paraméterrel rendelkeznek Példa: paksi atomerımő reaktortartályok (ötvözet változása) Atomerımővek #01 / 8

Harmadik generációs atomerımővek Jelenleg piacra kerülı típusok, a második generációs erımővek továbbfejlesztett változatai. Továbbfejlesztés irányai: Gazdasági versenyképesség elérése elsısorban létesítési költségek csökkentése. Egyszerősítés, sztenderdizálás, moduláris blokkok, nagy méret, rövidebb építési idı stb. Nagyobb biztonság balesetek valószínőségét és következményeit is csökkenteni kell. Aktív és passzív biztonsági rendszerek fejlesztése. Non-proliferációs célok megvalósítása mőszaki vagy adminisztrációs eszközökkel Atomerımővek #01 / 9

Harmadik generációs atomerımővek Fejlesztés a második generációs típusokhoz képest: evolúciós és innovatív reaktortípusok Evolúciós reaktortípusok: Továbbfejlesztett típus, létezı terv alapján, kis-közepes módosításokkal, igazolt koncepciók alapján. Mérnöki és tesztelési feladatokat igényel Innovatív reaktortípusok: Továbbfejlesztett típus, radikális újításokkal a tervezésben. Alapvetı K+F, megvalósíthatósági tanulmányok, prototípus/demonstrációs reaktor építése szükséges NAÜ osztályozás: Large-size designs: 700 MW(e) and larger Medium-size designs: 300 700 MW(e) Small-size designs: below 300 MW(e). Atomerımővek #01 / 10

Harmadik generációs atomerımővek Atomerımővek #01 / 11

Harmadik generációs atomerımővek Gazdasági versenyképesség elérése Atomerımő: villamosenergia-elıállítás költsége 45-75%-a az építés. Szénnél ugyanez 25-60%, földgáznál 15-40%. Kevésbé érzékeny az üzemanyag-ár változására Nagy építési költség miatt igen tıkeigényes, hosszú távú megtérüléssel kell számolni Tıkeerıs beruházók kellenek Szükség van megfelelı szabályozásra, hosszú távú garanciákra Teljes üzemanyagciklus költségét figyelembe kell venni Költségeket jelentısen csökkentheti a kapcsolt termelés (távhı, hidrogén, tengervíz sótalanítás) Atomerımővek #01 / 12

Harmadik generációs atomerımővek Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: Nagyságrendi megtakarítások Nagyobb blokkméret esetén a fajlagos elıállítási költség alacsonyabb Villamosenergia-rendszer, hálózat figyelembevétele, szabályozási problémák Racionalizált építési módszerek Építési idı csökkentése Építési idı alatt bevétel nélküli befektetés Optimálási folyamat: késıbbi idıveszteség nélkül Telephelyi munkák helyett lehetıség szerint elıre gyártott vagy moduláris berendezések alkalmazása Elızetes mőszaki tervezés és engedélyezés Megfelelı tervezés (pl. elrendezés optimalizálása számítógépes modellezéssel, mőszerek egyszerősítése) Atomerımővek #01 / 13

Harmadik generációs atomerımővek Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: Sztenderdizálás és sorozatgyártás Fejlesztési, engedélyezési, gyártási költségek szétosztása több azonos típusú blokk között Több blokkos telephelyek Két ugyanolyan blokk egy telephelyen: kb. 15%-kal alacsonyabb építési költség (munkaerı, engedélyezés, közös létesítmények) Hatékony beszerzés és szerzıdések Költség- és minıség-ellenırzés Hatékony projektmenedzsment Szoros együttmőködés a releváns szabályozó hatóságokkal Helyi vállalatok/munkaerı bevonása Hatsági munka racionalizálása ACR-1000 látványterve Atomerımővek #01 / 14

Harmadik generációs atomerımővek Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: Modularizáció elıre gyártott elemek használata Elıre gyártott modul Atomerımővek #01 / 15

Harmadik generációs atomerımővek Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: Növelni a rendszerek és rendszerelemek megbízhatóságát ( smart rendszerek) -> redundancia és diverzitás csökkenthetı Passzív rendszerek fejlesztése (olcsóbbak!) PSA (Probabilistic Safety Analysis) fejlesztése Túlméretezés csökkentése fizikai folyamatok pontosabb leírásával, modellezhetıségével (termohidraulika, reaktorfizika), kódfejlesztés Komponensek számának csökkentése Hatásfok-növelés (magasabb üzemi hımérséklet) Biztonsági követelmények sztenderdizálása nemzetközi szinten. Atomerımővek #01 / 16

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése TMI: a mélységi védelem elve mőködik, és hatásos a lakosság megóvására Cél: balesetek valószínőségének és következményeinek csökkentése Ki kell zárni a jelentıs telephelyen kívüli kibocsátással járó szcenáriókat, ehhez meg kell ırizni a konténment hermetikusságát Eszközök: továbbfejlesztett aktív és passzív biztonsági rendszerek Atomerımővek #01 / 17

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése: passzív biztonsági rendszerek Fizikai folyamatokon alapuló, külsı beavatkozás és energiaforrás nélkül mőködı rendszerek Gravitáció, természetes áramlás és sőrített (nagy nyomású) hajtógázok segítségével hıelvonás a primer körbıl ill. a konténmentbıl ld. paksi atomerımő hidroakkumulátorai Hı elnyelése: pl. elgızölögtetı vízmedence, vagy levegı hőtés Atomerımővek #01 / 18

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése: Atomerımővek #01 / 19

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése: zónasérülési gyakoriság (Core Damage Frequency CDF) csökkentése NAÜ: 1999-es INSAG-12 (International Nuclear Safety Advisory Group): a jelenleg üzemelı atomerımővekre cél: a súlyos zónasérülés valószínősége 10-4 /év. (A telephelyen kívüli jelentıs kibocsátás balesetkezelési eljárásokkal további egy nagyságrenddel csökkenthetı.) új atomerımővekre a súlyos zónasérülés valószínősége 10-5 /év lehet Új atomerımővekre a telephelyen kívüli kibocsátásra cél: baleset korai szakaszában nagy kibocsátást ki kell zárni, késıi konténment-meghibásodást a lehetı legjobban becsülni, és tervezésben figyelembe venni (térben és idıben korlátozott következmények lehetnek csak). Atomerımővek #01 / 20

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése: mőszaki eszközök Nagyobb víztérfogatok (nyomáskiegyenlítık, gızfejlesztık), kisebb teljesítmény-sőrőség, negatív reaktivitás-együtthatók alkalmazása -> nagyobb tartalékok, nagyobb idıállandók Megbízható, redundáns és diverz rendszerek, térbeli szeparációval Passzív hőtı és kondenzációs rendszerek Erısebb konténmentek (DBA elviselése gyors nyomáscsökkentı eszközök alkalmazása nélkül, eszközök súlyos balesetek kezelésére is pl. hidrogénkoncentráció kontroll), esetleg dupla falú konténment (külsı védelem) Atomerımővek #01 / 21

Harmadik generációs atomerımővek Nagyobb biztonság elérése: súlyos balesetek következményeinek csökkentése Nagy nyomású olvadék-kilökıdés kizárása primer kör nyomáscsökkentésével Direkt konténment hevítés minimalizálása zónatörmelék összegyőjtésével Hidrogén-robbanás megelızése (hidrogén-égetık vagy rekombinátorok) Gızrobbanás megelızése vagy arra méretezés Zónaolvadék-beton reakciók csökkentése, zónaolvadék hőthetısége: terülı felületek vagy zónaolvadék-csapda kialakítása Atomerımővek #01 / 22

Harmadik generációs atomerımővek Non-proliferációs célok megvalósítása: proliferáció-rezisztens blokktípusok Mőszaki-tervezési eszközökkel, megfelelı üzemeltetéssel, safeguards módszerekkel, pl.: Üzemanyag reprocesszálás és újrahasznosítás központosítása (ld. GNEP) Hosszú (több éves) kampányok, hosszabb távon telephelyi átrakás nélküli blokkok Telephelyen tárolt üzemanyag mennyiségének csökkentése Reaktorban termelıdı hasadóanyag-mennyiség csökkentése Atomerımővek #01 / 23

Harmadik generációs atomerımővek Fenntarthatóság: Fenntartható fejlıdés feltétele, hogy a jelen nemzedék szempontjai mellett, azokkal egyenrangú módon, figyelembe vegyük a jövı nemzedékeinek szempontjait is Jelenlegi atomenergia-rendszerek igen alacsony hatásfokkal hasznosítják az üzemanyagot (-> urán készletek kb. 50 év alatt kimerülnének) De: reprocesszálás, új típusú (tenyésztı) reaktorok több száz évre növelik a felhasználhatóságot Alacsony szén-dioxid kibocsátás Kapcsolt termelés (hidrogén, tengervíz sótalanítás stb.) Atomerımővek #01 / 24

Harmadik generációs atomerımővek Követelmények új atomerımővek építéséhez sztenderdizálás EUR: European Utility Requirements Fı berendezések élettartama min. 40 év, a nem cserélhetı komponenseké 60 év Rendelkezésre állás átlagosan min. 90% Éves tervezett leállás ideje <14 nap (csak átrakásnál) Nem tervezett SCRAM gyakoriság <1/7000 óra Legalább 50% MOX használható Kampányhossz 12-24 hónap 0.25 g vízszintes talajmenti gyorsulásnak megfelelı tervezési földrengés Hidrogén-koncentráció <10% a konténmentben, ha a teljes üzemanyag-burkolat oxidálódik Atomerımővek #01 / 25

Harmadik generációs atomerımővek Követelmények új atomerımővek építéséhez sztenderdizálás EUR: European Utility Requirements Zónasérülési gyakoriság <10-5 /reaktorév Konténment: belsı konténment a nyomás- és hımérsékletcsúcsok kibírására tervezve, külsı konténment külsı veszélyek és belsı kibocsátás ellen Súlyos balesetek gyakorisága jelentıs kibocsátással <10-6 /reaktorév, e felett csak korlátozott környezeti hatás lehet Korlátozott környezeti hatás: az elsı 24 órában nincs szükség veszélyhelyzeti beavatkozásra 800 m-es körzeten túl, és egyáltalán nem kell ott hosszú távú intézkedés 3 km-en túl egyáltalán nem kell veszélyhelyzeti beavatkozás Növény/állat fogyasztás korlátozása max. 1-2 évre igen kis területen Atomerımővek #01 / 26

Harmadik generációs atomerımővek Jelenleg a piacon elérhetı fıbb blokktípusok Név Típus El. telj. Tervezı Státusz ABWR BWR 1385 GE, Hitachi, Toshiba Japánban üzemel Kashiwazaki Kariwa 6-7, Hamaoka-5, Shika-2, 2 épül EPR PWR 1650 Framatome ANP Épül: Finnország, Franciaország Rendelt: Kína kettıt AP1000 PWR 1200 Westinghouse Rendelt: Kína négyet APWR PWR 1538 Mitsubishi Tsuruga 3-4. tervezve VVER-1000 V466 PWR 1000 MW Gidropressz Balakovo-5 épül Atomerımővek #01 / 27

Harmadik generációs atomerımővek Jelenleg fejlesztés alatt álló fıbb blokktípusok Név Típus El. telj. Tervezı Státusz VVER-1200 NPP-2006 PWR 1160 MW Gidropressz Fejlesztés alatt VVER-640 PWR 640 MW Gidropressz Fejlesztés alatt ACR-1000 PHWR 1165 MW AECL - ESBWR BWR 1390 MW GE - SWR-1000 BWR 1290 MW Framatome ANP - Atomerımővek #01 / 28

Harmadik generációs atomerımővek Üzemelı, épülı harmadik generációs blokkok a világon (összefoglaló): ABWR Kashiwazaki-Kariwa 6 1992 1996 Kashiwazaki-Kariwa 6 1993 1997 Hamaoka-5 2000 2004 Shika-2 2001 2006 EPR Olkiluoto-3 2005 2011? Flamanville-3 2007 2012? Taishan (2 blokk!) 2008? 2013? AP-1000 Sanmen (2 blokk!) 2008? 2013? Haiyang (2 blokk!) 2008? 2014? Atomerımővek #01 / 29

Harmadik generációs atomerımővek USA: elızetes típusengedély kiadás lehetséges Kiadva: General Electric (GE) Advanced Boiling Water Reactor (ABWR) Westinghouse's System 80+ Westinghouse's AP600 Westinghouse's AP1000 Folyamatban: Amended AP1000 by Westinghouse Electric Company ESBWR - Economic Simplified Boiling Water Reactor by General Electric U.S. EPR - U.S. Evolutionary Power Reactor by AREVA Nuclear Power US-APWR - U.S. Advanced Pressurized Water Reactor by MHI Várható: ACR-700 - Advanced CANDU Reactor by AECL IRIS - International Reactor Innovative and Secure by Westinghouse Electric Company PBMR - Pebble Bed Modular Reactor Atomerımővek #01 / 30

Harmadik generációs atomerımővek Atomerımővek #01 / 31

Harmadik generációs atomerımővek Nagy-Britannia: kormánydöntés a nukleáris opcióról (2008 január) Négy típusajánlat: www.hse.gov.uk Atomerımővek #01 / 32

ABWR Advanced Boiling Water Reactor General Electric, Hitachi Ltd., Toshiba Corp. Forralóvizes reaktorral (BWR) Elektromos teljesítmény: 1385/1300 MW Atomerımővek #01 / 33

872 üzemanyagköteg ABWR Zóna termikus teljesítménye: 3926 MWt, (50.6 kw/l teljesítménysőrőség -> gazdaságosság, manıverezhetıség) Reaktivitás kontroll: hőtıközeg tömegáram, szabályozó rudak, kiégı méreg 205 motoros finommozgatású szabályozórúd Atomerımővek #01 / 34

Atomerımővek #01 / 35

ABWR 1970 1980 Domestic Production Improvement & Standardization 1990 2000 3 ABWR 4 2010 2 SHIMANE-1 FUKUSHIMA1-4 TOKAI-2 SHIMANE-2 SHIKA-1 FUKUSHIMA2-2 1 FUKUSHIMA2-4 KASHIWAZAKI- KARIWA-5 KASHIWAZAKI- KARIWA-4 KASHIWAZAKI- KARIWA-7 SHIKA-2 SHIMANE-3 OHMA-1 HIGASHIDORI-1 Atomerımővek #01 / 36

ABWR Biztonság Könnyő üzemelés 3 Gazdaságosság 4 Reinforced concrete 52 inches Turbine blade Moisture separator Re-heater containment vessel (RCCV) Belsı szivattyúk Továbbfejlesztett szabályozórúdhajtás Elıfeszített beton konténment 2 Továbfejlesztett MMI (man-machine interface) 52 inches turbinalapát Továbbfejlesztett nedvesség-leválasztó Internal Pump 1 Advanced control rod drive mechanism (FMCRD) Atomerımővek #01 / 37

ABWR Belsı keringtetı szivattyúk, finommozgatású szabályozó rudak, többszörös digitális száloptikás irányítórendszer, továbbfejlesztett vezénylıterem 60 éves tervezett üzemidı, 87%-nál nagyobb rendelkezésre állás, 1-nél kevesebb nem tervezett SCRAM évente 24 hónapos kampányok CDF < 10-5 /reaktorév Jelentıs kibocsátás gyakorisága < 10-6 /reaktorév Atomerımővek #01 / 38

EPR European Pressurized Water Reactor- Európai Nyomottvizes Reaktor, Framatome ANP (az AREVA és a Siemens tulajdona) A francia N4 és a német Konvoi típusok alapján továbbfejlesztett 3. generációs, evolúciós reaktor Nyomottvizes reaktorral szerelt Termikus teljesítmény: 4200/4500 MW Elektromos teljesítmény: ~1600-1650 MW Hatásfok: 36-37% (a paksi blokkoké kb. 33%) Atomerımővek #01 / 39

EPR Primer kör: 241 üzemanyag-kazetta, összesen 128 t UO 2. 89 szabályozó és biztonságvédelmi rúd Üzemi nyomás: 154 bar Be/kilépı hımérséklet: 296/327 o C 4 primer hurok Szekunder kör: Szekunder köri nyomás: 78 bar Frissgız-hımérséklet: 290 o C 1 nagynyomású + 3 kisnyomású turbina ház Dupla falú hermetikus védıépület, nagy utasszállító repülıgép rázuhanására méretezve Atomerımővek #01 / 40

2. segédépület, vezénylıterem 1. segédépület 4. segédépület Konténment, reaktor, primer kör A nukleáris sziget 3. segédépület, pihentetı medence, friss üzemanyag-tároló Nukleáris segédépület Atomerımővek #01 / 41

Biztonsági filozófia: megakadályozni a telephelyen kívüli következményeket Javítani a balesetek megelızését szolgáló rendszereket. Módszerek: egyszerősítés, fizikai szeparáció, emberi hibák lehetıségének csökkentése. Súlyos balesetek esetén csökkenteni a következmények súlyosságát. Módszerek: konténment hőtése, zónaolvadék felfogása és hőtése, talapzat hőtése alulról Atomerımővek #01 / 42

Biztonsági rendszerek Zónasérülés valószínősége 10-6 / év, de a zónasérülés sem jelent automatikusan nagy kibocsátást 6 m vastag beton talapzat A konténment dupla falú, a külsı héj a 2. és 3. segédépületeket is védi A zónaolvadék-elvezetı rendszer Atomerımővek #01 / 43

Duplafalú konténment külsı és belsı sérülések ellen (szellızı és szőrıberendezésekkel), konténmenten belül H2- rekombinátorokkal Zónaolvadék felfogására és szétterítésére szolgáló terület Végsı konténment hı elszállító rendszer (spray rendszer) IRWST (Incontainment Refuelling Water Storage Tank): üzemzavari hőtırendszer ellátása, zónaolvadás esetén olvadék hőtése 4-szeres redundancia a fı biztonsági rendszereknél, fizikai szeparáció (pl. repülıgéprázuhanás vagy tőz esetére) Atomerımővek #01 / 44

Fenntarthatóság Tervezési filozófia: optimalizálni az üzemanyagfelhasználást, minimalizálni a keletkezı aktinidák mennyiségét A MWh-kénti uránszükséglet 17%-kal kevesebb, A MWh-ként keletkezı hosszú felezési idejő aktinidák mennyisége 15%-kal kevesebb Az elektromos termelés/hı kibocsátás arány 14%-kal jobb, mint a jelenlegi 1000 MW-os reaktoroknál Nagy rugalmasság a MOX (mixed UO2-PuO2) üzemanyag használatában. (Akár 100% MOX töltet is használható) Atomerımővek #01 / 45

Versenyképesség Az elektromos áram termelési költsége az EPR-rel várhatóan 10%-kal alacsonyabb, mint a jelenlegi atomerımővekben, 20 %-kal alacsonyabb, mint a jelenleg fejlesztés alatt álló legnagyobb kombinált ciklusú gázerımővekben. Az externális költségeket beszámítva az arány még kedvezıbb. A versenyképesség okai: 1600 MW-os, nagy teljesítményő blokkok; 36-37%-os hatásfok (ez a legmagasabb a vízhőtéső reaktorok között); Rövid konstrukciós idı (építés megkezdésétıl normál üzemig 48 hónap) 60 évre tervezett élettartam Akár 92% rendelkezésre állás (hosszú ciklusoknak, rövid leállásoknak és üzem közbeni karbantartásnak köszönhetıen). Atomerımővek #01 / 46

Olkiluoto-3, az elsı EPR 2002 május: a finn parlament 107:92 arányban jóváhagyja az 5. blokk létesítését (korábban ugyanilyen arányban bukott el a terv) 2002. szept.: nemzetközi tender 2003. október: TVO kiválasztja a telephelyet (Olkiluoto) 2003. december - döntés: az AREVA-Siemens konzorcium építheti a finn EPR-t (1600 MW, 37% hatásfok, 60 év tervezett üzemidı) 2004 február: megkezdıdtek a földmunkák A telephelyi elıkészületek befejezıdtek, 2005. áprilisában megkezdıdött a beton alaplemez készítése Atomerımővek #01 / 47

Olkiluoto-3 projekt mérföldkövei Komoly projektirányítási problémák, valamint a beton-készítés minıségi gondjai miatt a blokk üzembelépése 2011-ben várható Környezeti hatástanulmánytól számítva minimum 12-13 év kell! Magyarországon 2020 elıtt nem tud új atomerımővi blokk belépni, de az elıkészítı munkákat már most sürgısen el kell kezdeni! Atomerımővek #01 / 48

Olkiluoto-3 építés néhány fotója Atomerımővek #01 / 49

Olkiluoto-3 Atomerımővek #01 / 50

Olkiluoto-3 Atomerımővek #01 / 51

Flamanville, a második EPR 2004 októberében az EDF bejelentette, hogy demonstrációs EPR blokkot kíván építeni Franciaországban A telephely: Flamanville, Normandia A tervek szerint 2012-ben kezdi meg az üzemelést 2007. december 12-én megkezdıdött az építés Atomerımővek #01 / 52

Flamanville, a második EPR Atomerımővek #01 / 53

AP1000 Westinghouse AP1000 Nyomottvizes reaktorral (PWR), kéthurkos, 1117 MWe Passzív biztonsági rendszerek (dízel generátorra nincs szükség!) NRC 2005-ben hagyta jóvá a típustervet PSA szerint CDF=5,09*10-7 / reaktorév Moduláris szerkezet (szállítás vasúton vagy hajóval) Építési idı: 36 hónap 18 hónapos kampány 60 év tervezett üzemidı Atomerımővek #01 / 54

AP1000 AP-1000 látványterve Atomerımővek #01 / 55

AP1000 Atomerımővek #01 / 56

Passzív biztonsági rendszerek: üzemzavart követıen 72 órán át nincs szükség operátori beavatkozásra Passzív Zónahőtı Rendszer (PXS) Passzív Konténment Hőtı Rendszer (PCS) Vezénylıterem vészhelyzeti használhatósági rendszere (VES) - 11 ember 72 órára! Konténment izoláció AP1000 Atomerımővek #01 / 57

AP1000 Atomerımővek #01 / 58

AP1000 Súlyos baleset kezelési koncepció: megelızni a reaktortartály meghibásodást zónaolvadás esetén Atomerımővek #01 / 59

AP1000 Atomerımővek #01 / 60

Gidropressz Nyomottvizes reaktorral (PWR) Elıdje a VVER-1000/V428 (Kína, Tianwan 1&2 blokkok, 2006 ill. 2007 óta üzemelnek) CDF < 10-5 /reaktorév Jelentıs radioaktív kibocsátás gyakorisága < 10-7 /reaktorév 60 év élettartam a fı berendezésekre Manıverezhetıség, terheléskövetés VVER-1000 (V466) VVER-1000 látványterve Atomerımővek #01 / 61

VVER-1000 (V466) Súlyos baleset kezelési koncepció: zónaolvadék-csapda a Tianwan VVER-1000 atomerımőben Nagy mérető olvadék-csapda kell, hogy az olvadék vastagsága ne legyen túl nagy Újra kritikussá válást elkerülni! Külsı hőtés természetes áramlással Olvadék felülrıl közvetlenül is elárasztható Magas olvadék miatt kb. 1 év kell a teljes szilárduláshoz VVER-1000 zónaolvadék-csapda Atomerımővek #01 / 62

VVER-1200 Gidropressz Nyomottvizes reaktorral (PWR) 1200 MWe teljesítmény Tervezett kihasználási tényezı: 92% Fı berendezések tervezési élettartama: 60 év Nem tervezett SCRAM < 1/ reaktorév Kampány hossz: 24 hónapig CDF < 10-6 / reaktorév Jelentıs kibocsátás gyakorisága < 10-7 / reaktorév Atomerımővek #01 / 63

Atomstroyexport VVER-1200/491 3 4 2 1 Atomerımővek #01 / 64

Atomstroyexport VVER-1200/491 Double containment 3 4 2 1 Atomerımővek #01 / 65

Mitsubishi / Westinghouse APWR Nyomottvizes reaktorral (PWR) 1538 MWe teljesítmény CDF kb. 10-7 / reaktorév Biztonsági rendszerek: továbbfejlesztett hidroakkumulátorok (aktív ZÜHR-rel összevonva), plusz víztartály a konténmenten belül Súlyos baleset kezelési koncepció: nagy nyomású olvadék kilövellés megelızése (primer kör nyomáscsökkentésével) Terülı felület a zónaolvadéknak, hőtési lehetıséggel Atomerımővek #01 / 66

APWR Atomerımővek #01 / 67

Jelenlegi 4 hurkos PWR (2 sín) SH SH APWR 4 sín (DVI) Nagyobb megbízhatóság Egyszerőbb csıvezetés 3 APWR (4 sín) 4 RV Továbbfejlesztett HA KNYZÜHR kiiktatása 2 Víztartály kont.-ben Megbízhatóság! SH SH ACC RV RWSP ACC SH SH RWSP ACC HP LP SIP CSP SH RV RWSP :Accumulator :High Head SIP :Low Head SIP :Safety Injection Pump 1 :Containment Spray Pump :Spray Header :Reactor Vessel :Refueling Water Storage Pit Atomerımővek #01 / 68

APWR APWR továbbfejlesztett hidroakkumulátor tömegáram-váltója Atomerımővek #01 / 69

Large Display Panel APWR Shift supervisor console APWR vezénylıterme Compact Operator Console Heavy Duty Crane (Reducing Field Work) Containment Vessel Upper Head APWR építése moduláris elemekbıl Atomerımővek #01 / 70

ACR-1000 AECL (Atomic Energy of Canada) Nehézvizes reaktorral (PHWR) 1165 MWe 520 párhuzamos vízszintes csı a kalandriában Kalandriában nehézvíz moderátor Könnyővíz hőtıközeg Alacsony dúsítású urán üzemanyag 60 év tervezési élettartam 1 Main Steam Pipes 2 Pressurizer 3 Steam Generators 4 Heat Transport Pumps 5 Headers 6 Calandria 7 Fuel 8 Moderator Pumps 9 Moderator Heat Exchangers 10 Fuelling Machines Atomerımővek #01 / 71

ACR-1000 Üzem közbeni folyamatos átrakás Átrakás miatti leállás nem szükséges Atomerımővek #01 / 72

ACR-1000 Passzív üzemzavari hőtés CDF < 3,4*10-7 / reaktorév (üzem közben) Építési idı: <5 év (n-edik blokknál 42 hónap elsı betonozástól elsı üzemanyag-betöltésig) Atomerımővek #01 / 73

További irodalom Új atomerımővi technológiák konferencia elıadásai http://www.reak.bme.hu/mtaeb/ Elızetes ajánlatok Nagy-Britannia új atomerımőveinek http://www.hse.gov.uk/newreactors/reactordesigns.htm USA nukleáris hatósága www.nrc.gov Olkiluoto-3 http://www.ol3.areva-np.com/ NAÜ: Status of Advanced Light Water Reactor Designs 2004 http://wwwpub.iaea.org/mtcd/publications/pdf/te_1391_web.pdf Atomerımővek #01 / 74