1., 2., 3., 4. generációs atomerımővek

Reaktorgenerációk

1., 2., 3., 4. generációs atomerımővek Dr. Aszódi Attila igazgató, BME Nukleáris Technikai Intézet elnök, MTA Energetikai Bizottság

I.: 1970-es évek elıtt, természetes uránnal mőködı reaktorok. II.: A 70-es évektıl kifejlesztett könnyővizes reaktortípusok, jelenleg is alkalmazzuk ıket. Zömük 2015-2030-ra tölti ki tervezett élettartamát. III.: A jelenlegi reaktortípusok optimalizálása biztonsági és gazdaságossági szempontok szerint. Jelenleg készek a kereskedelmi forgalomra. IV.: Jelenleg fejlesztés alatt, 6 fı típus vizsgálata nemzetközi projektekben. Céljuk fenntartható energiaforrás biztosítása (villamos- és hıtermelés, tengervíz sótalanítás), illetve a hidrogéntermelés.

Budapest, 2009. február 12.

ETE, Budapest, 2009. február 12.

Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

1

2

• 1954. július 27: Az Obnyinszki Atomerımő hálózatra kapcsolódik.

• 1951-ben helyezték üzembe, a világ elsı reaktora, amivel áramot termeltek, de nem atomerımő!

• Késıbbi RBMK-k „atyja”, grafitmoderálású, csöves, forralóvizes típus. • Nettó 1 MW elektromos telj. (6-5 MW). • 2002-ben állították le!

• Gyorsreaktor, üa.: 94%-os dúsítottságú urán, hőtık.: folyékony Na-K. • Pth=1400 kW, Pe=200 kW. A National Reactor Testing Station egy épületének világítását látták el vele.



Elsı generációs atomerımővek

EBR (Experimental Breeder Reactor)



3



4


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)

Shippingport – az USA elsı kereskedelmi atomerımőve 60 MW elektromos teljesítmény Nyomottvizes reaktorral (PWR) 1957-1982 között üzemelt

A Winfrith SGHWR leszerelése ETE, Budapest, 2009. február 12.


5


• 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

I.: 1970-es évek elıtt, természetes uránnal mőködı reaktorok. II.: A 70-es évektıl kifejlesztett könnyővizes reaktortípusok, jelenleg is alkalmazzuk ıket. Zömük 2015-2030-ra tölti ki tervezett élettartamát. III.: A jelenlegi reaktortípusok optimalizálása biztonsági és gazdaságossági szempontok szerint. Jelenleg készek a kereskedelmi forgalomra. IV.: Jelenleg fejlesztés alatt, 6 fı típus vizsgálata nemzetközi projektekben. Céljuk fenntartható energiaforrás biztosítása (villamos- és hıtermelés, tengervíz sótalanítás), illetve a hidrogéntermelés.

Wylfa Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

6

Reaktorgenerációk




7



8

Második generációs atomerımővek • A jelenleg üzemelı blokkok nagy része • Kereskedelmi forgalomban kapható, nagy darabszámú szériák • Fıleg könnyővizes blokktípusok Type No. of Units (a jelenleg BWR 94 üzemelık kb. FBR 2 88%-a) ill. GCR 18 nehézvizes LWGR 16 reaktorok


• 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

Total MW(e) 85044 690 9034 11404

PHWR

44

22357

PWR

265

243286

Total:

439

371815


Második generációs atomerımővek

– Példa: paksi atomerımő reaktortartályok (ötvözet változása) 9

Reaktorgenerációk



10

Harmadik generációs atomerımővek • Jelenleg piacra kerülı típusok, a második generációs erımővek továbbfejlesztett változatai. • Továbbfejlesztés irányai:

I.: 1970-es évek elıtt, természetes uránnal mőködı reaktorok. II.: A 70-es évektıl kifejlesztett könnyővizes reaktortípusok, jelenleg is alkalmazzuk ıket. Zömük 2015-2030-ra tölti ki tervezett élettartamát. III.: A jelenlegi reaktortípusok optimalizálása biztonsági és gazdaságossági szempontok szerint. Jelenleg készek a kereskedelmi forgalomra. IV.: Jelenleg fejlesztés alatt, 6 fı típus vizsgálata nemzetközi projektekben. Céljuk fenntartható energiaforrás biztosítása (villamos- és hıtermelés, tengervíz sótalanítás), illetve a hidrogéntermelés. ETE, Budapest, 2009. február 12.


11

– 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 ETE, Budapest, 2009. február 12.


12

Harmadik generációs atomerımővek

Harmadik generációs atomerımővek • Gazdasági versenyképesség elérése

• Fejlesztés a második generációs típusokhoz képest: evolúciós és innovatív reaktortípusok • Evolúciós reaktortípusok:

– 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

– Továbbfejlesztett típus, létezı terv alapján, kis-közepes módosításokkal, igazolt koncepciók alapján. – Mérnöki és tesztelési feladatokat igényel

• Tıkeerıs beruházók kellenek • Szükség van megfelelı szabályozásra, hosszú távú garanciákra

• Innovatív reaktortípusok: – Továbbfejlesztett típus, radikális újításokkal a tervezésben. – Alapvetı K+F, megvalósíthatósági tanulmányok, prototípus/demonstrációs reaktor építése szükséges

– Teljes üzemanyagciklus költségét figyelembe kell venni – Költségeket jelentısen csökkentheti a kapcsolt termelés (távhı, hidrogén, tengervíz sótalanítás)

• NAÜ osztályozás: – Large-size designs: 700 MW(e) and larger – Medium-size designs: 300 –700 MW(e) – Small-size designs: below 300 MW(e). ETE, Budapest, 2009. február 12.


13





• Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök:

• Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: – Sztenderdizálás és sorozatgyártás

– Nagyságrendi megtakarítások

• Fejlesztési, engedélyezési, gyártási költségek szétosztása több azonos típusú blokk között

• Nagyobb blokkméret esetén a fajlagos elıállítási költség alacsonyabb • Villamosenergia-rendszer, hálózat figyelembevétele, szabályozási problémák

– Több blokkos telephelyek • Két ugyanolyan blokk egy telephelyen: kb. 15%-kal alacsonyabb építési költség (munkaerı, engedélyezés, közös létesítmények)

– Racionalizált építési módszerek – Építési idı csökkentése

– – – –

Hatékony beszerzés és szerzıdések Költség- és minıség-ellenırzés Hatékony projektmenedzsment Szoros együttmőködés a releváns szabályozó hatóságokkal – Helyi vállalatok/munkaerı bevonása – Hatsági munka racionalizálása

• 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) ETE, Budapest, 2009. február 12.


14

15



16


• • • • •

• Gazdasági versenyképesség elérése: költségek és építési idı csökkentése szükséges! Eszközök: – Modularizáció – elıre gyártott elemek használata

Az EPR – egy 3. generációs blokk

Nyomottvizes reaktorral szerelt Termikus teljesítmény: 4200/4500 MW Elektromos teljesítmény: ~1600 MW Hatásfok: 36-37% Dupla falú hermetikus védıépület, nagy utasszállító repülıgép rázuhanására méretezve

• Biztonsági filozófia – Megakadályozni a telephelyen kívüli következményeket – Javítani a balesetek megelızését szolgáló rendszereket. • Egyszerősítés, fizikai szeparáció, emberi hibák lehetıségének csökkentése.

– Zónasérülés valószínősége 10-6 / év, de a zónasérülés sem jelent nagy kibocsátást – Súlyos balesetek esetén csökkenteni a következmények súlyosságát. • Módszerek: konténment hőtése, zónaolvadék felfogása és hőtése, talapzat hőtése alulról ETE, Budapest, 2009. február 12.


17

Biztonsági filozófia: megakadályozni a telephelyen kívüli következményeket



Duplafalú konténment külsı és belsı sérülések ellen (szellızı és szőrıberendezésekkel), konténmenten belül H2rekombinátorokkal

– 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

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 ETE, Budapest, 2009. február 12.


18

19



4-szeres redundancia a fı biztonsági rendszereknél, fizikai szeparáció (pl. repülıgéprázuhanás vagy tőz esetére) 20

Olkiluoto-3, az elsı EPR

Finnország – Olkiluoto 1-4

• 2002 május: a finn parlament 107:92 arányban jóváhagyja az 5. blokk létesítését • 2002. szept.: kihirdetik a nemzetközi tendert 1000-1600 MW-ra • 2003. október: TVO kiválasztja a telephelyet (Olkiluoto) • 2003. december - döntés: az AREVA-Siemens konzorcium építheti a finn EPR-t (1600 MW, 60 év tervezett üzemidı) • 2004 február: megkezdıdtek a földmunkák • 2005. áprilisában megkezdıdött a beton alaplemez készítés

– Épül az 5. finn blokk, Olkiluoto-3 (EPR-1600) – 2008. április 25.: A TVO beadta az OL-4-re vonatkozó engedélykérelmet a parlament és a kormány elé – Loviisaba is új nukleáris blokkot terveznek ETE, Budapest, 2009. február 12.


21


Olkiluoto-3 építés néhány fotója



Forrás: www.ol3.framatome-anp.com 23


22




Forrás: www.ol3.framatome-anp.com 24



Forrás: www.ol3.framatome-anp.com

Forrás: www.ol3.framatome-anp.com ETE, Budapest, 2009. február 12.


25

Flamanville (Franciaország), a 2. EPR



26

Atomsztrojekszport – VVER-2006

Hálózatra csatlakozás tervezett dátuma: 2012. május ETE, Budapest, 2009. február 12.


27

VVER-1000 RP B-320

VVER-1000 RP B-428

3 VVER-1000 RP B-466

„sorozatgyártásban”

Módosított tervezés – nagyobb biztonság és jobb költség / teljesítmény arány 2

Módosított tervezés – európai és nemzetközi követelmények figyelembevétele (EUR és YVL)

Atomerımővek Oroszországban, Ukrajnában, Bulgáriában és Csehországban

Tianwan atomerımő, Kína

Pályázat a finn 5. blokkra, a Shanmen és 1 Yangjiang kínai atomerımővekre



NPP-2006 4 RP B-491-gyel Módosított tervezés – európai és nemzetközi követelmények figyelembevétele

28

Típus, biztonság

Atomsztrojekszport – VVER-1200/491 Kettıs konténment 3 Szeizmikus terhelés

4 becsapódás Repülıgép

Tervezési vízszintes maximális gyorsulás: 0,12 g

Tervezési alap: repülıgép becsapódása (megfelel egy 5,7 tonnás, 100 m/s sebességő lövedéknek) Külsı robbanás

2

Tervezési alap: külsı robbanás nyomáshulláma (30 kPa 1 s-ig)

Szél terhelés A biztonsági rendszerek 30 m/s szélsebességre vannak tervezve, telephelyi sajátosságok alapján módosítható. (3-as fokozatú forgószélnek megfelelı) ETE, Budapest, 2009. február 12.

1

Hó és jég terhelés Tervezési alap: extrém hóterhelés (4,9 kPa)


29

• VVER-1000/428 Reaktor, K-1000-63/3000 típusú turbina. • 3,3x10-6/reaktorév zónaolvadási gyakoriság. • Szivárgásérzékelık minden fıvízköri vezetéken, csonkzónában. • Az FKSZ hőtı- és kenırendszerének közege olajról vízre lett cserélve. • Redundáns biztonsági rendszerek háromszorozás helyett négyszerezve kerültek beépítésre. (4 független rendszer.) • Zónaolvadék-csapda, zónaolvadék hőtı, • A konténmentben hidrogénkezelı rendszer. ETE, Budapest, 2009. február 12.





30


31



32



Hálózatra kapcsolódás: 1. blokk: 2006.05.12. 2. blokk: 2007.05.14. ETE, Budapest, 2009. február 12.


33



34

Szimulátor központ, vezénylı




35



36

APWR

Mitsubishi – APWR Reaktor

Mérnöki biztonsági rendszerek

3

1500 MWe – nagy teljesítmény Neutron reflektor

SH SH

SH ACC

RV

Egyszerősített elrendezés 4 mechanikus alrendszerrel 4 Konténmenten belüli RWSP (pihentetı medence) Továbbfejlesztett hidroakkumulátor

ACC

SH

RWSP

Gő őzfejlesztő ő Nagy teljesítményő szeparátor Kompakt méretezés, növelt kapavitás

Turbina inches lapátok Integrált kisnyomású turbina rotorok

2

54

Irányítástechnika Digitális

szabályozó és védelmi rendszerek Kompakt

konzol ETE, Budapest, 2009. február 12.


37

Mitsubishi - APWR



38

Mitsubishi – APWR Vezénylıterem

Továbbfejlesztett építési módszerek – csökkentett építési idı, jobb építési minıség 3

70-es évek

Fejlesztések TMI után

4 Nagy teherbírású daru (nehéz komponensek beemelése, telephelyi összeszerelés csökkentése)

Emberközpontú tervezés új technológiákkal 3 Könnyő áttekinthetıség az üzemeltetı személyzetnek Ellenırzı és üzemeltetı rendszerek koncentrálása 4 kompakt konzolon Digitális irányítástechnika

2000

Nagy Nagy kijelzı kijelzı

2

Konténment felsı rész

80-as évek

Emberi tényezı szisztematikus vizsgálata

2

1

1 Kompakt Kompakt operátor operátor konzol konzol Blokkügyeletes Blokkügyeletes konzol konzol



39



40

AP1000

AP1000 • AP1000 – Westinghouse • 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 ETE, Budapest, 2009. február 12.


41



AP1000

AP1000

• 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 ETE, Budapest, 2009. február 12.

42

• Súlyos baleset kezelési koncepció: megelızni a reaktortartály meghibásodást zónaolvadás esetén Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

43



44

További gyártók a piacon

AP1000

• General Electric - Hitachi (USA - Japán): GE ESBWR • AREVA & Mitsubishi ATMEA1 • AECL (Kanada): ACR-1000

Új atomerımővi blokk építése esetén a környezeti hatástanulmány elkészítésétıl számítva minimum 12-13 év szükséges az üzembe lépésig! Magyarországon 2020 elıtt nem tud új atomerımővi blokk belépni, de az elıkészítı munkákat már most el kell kezdeni! ETE, Budapest, 2009. február 12.


45

Reaktorgenerációk



46

Üzemanyagciklusok és fenntarthatóság Elırejelzések a mostani áramtermelés mellett (1):

I.: 1970-es évek elıtt, természetes uránnal mőködı reaktorok. II.: A 70-es évektıl kifejlesztett könnyővizes reaktortípusok, jelenleg is alkalmazzuk ıket. Zömük 2015-2030-ra tölti ki tervezett élettartamát. III.: A jelenlegi reaktortípusok optimalizálása biztonsági és gazdaságossági szempontok szerint. Jelenleg készek a kereskedelmi forgalomra. IV.: Jelenleg fejlesztés alatt, 6 fı típus vizsgálata nemzetközi projektekben. Céljuk fenntartható energiaforrás biztosítása (villamos- és hıtermelés, tengervíz sótalanítás), illetve a hidrogéntermelés. ETE, Budapest, 2009. február 12.


47

– Legtöbb hulladék, bár még így is kevesebb, mint más energiaforrásoké. – A hulladék mennyisége is limitálja ezt az opciót: néhány évtizeden belül több végleges tároló építése szükséges. – Ez a források legkedvezıtlenebb kihasználása, a jövı század közepére a becsült forrásokat is kihasználjuk. ETE, Budapest, 2009. február 12.


48

Üzemanyagciklusok és fenntarthatóság Elırejelzések a mostani áramtermelés mellett:

• Supercritical-Water-Cooled Reactor -- SCWR • Hőtıközeg: könnyővíz. • Üzemanyag: Hasonló a PWR üzemanyaghoz. • Hımérséklet és nyomás a kritikus pont felett: >374 °C, >22 MPa, nincsen forráskrízis; gızleválasztók, gızszárítók, gızfejlesztık feleslegesek. • Termikus és gyors reaktor is. • Jó hatásfok: 44%

Zárt üzemanyagciklus (2-4): – Jelentıs mértékben csökken a hulladék mennyisége. – Transzmutáló berendezések használatával a hulladék mennyisége egy nagyságrenddel csökkenthetı. – A hulladékfrakciókat elkülönítetten lehet kezelni. – Nagy kihívás a költségek csökkentése. – Fokozottabb veszély a proliferáció. ETE, Budapest, 2009. február 12.

1. Szuperkritikus vízhőtéső reaktorok


49


Alapfogalmak

Alapfogalmak

Szuperkritikus folyadék

SCWR (HPLWR)

Vízre:

TC=373,95 °C pC=220,64 bar


Meredek anyagjellemzı változás a pszeudokritikus hımérséklet szők környezetében

50

Mőszaki nehézségek, nyitott kérdések:

Szuperkritikus fluidum

• Extrém magas nyomás, magas hımérsékletanyagtechnológiai kérdések (szerkezeti anyagok); • DHT (Deteoration Heat Trasfer) jelenség, a tömegáram fluxushoz képest relative magas hıfluxusok esetén a hıátadási tényezı eloszlás elfajulásaSzerepe?

p=240 bar; Tpc(p)=381°C p=310,3 bar; Tpc(p)=404,44°C ETE, Budapest, 2009. február 12.


51



52

Az európai koncepció

Alapfogalmak

A HPLWR – kazetta geometria

Az atomerımővi alkalmazás elınyei

• A koncepció elınye: a magas izobár fajhı csúcs miatt magasabb hőtıközeg entalpia növekedés azonos hőtıközeg tömegáram több hıt tud elvonni kevesebb hőtıközeg szükséges azonos blokkteljesítménynél és így kisebb szivattyúk, kisebb belsı átmérıjő primerköri csövek; ETE, Budapest, 2009. február 12. Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

Szendvics szerkezető fal.

∆ hb =

T out

∫c

p

dT

T in

Helikális huzal távtartók.

Tin

Tout

53



54

2. Ólomhőtéső gyorsreaktorok

Az európai koncepció A HPLWR – aktív zóna elrendezése

Három huzamú aktív zóna elvi vázlata.

Három huzamú aktív zóna. ETE, Budapest, 2009. február 12.


55

• Lead-Cooled Fast Reactor -LFR • Hőtıközeg: Pb-Bi, vagy Pb • Üzemanyag: U/Pu fém, vagy nitrid, zárt üzemanyagciklus! • Termikus teljesítmény: 125 - 3600 MW • Hőtık hımérséklete: 550-800 °C • Elektromos áram és



56

2. Ólomhőtéső gyorsreaktorok ELSY paraméterei (2008 október) Villamos teljesítmény Erımő hatásfok Primer hőtıközeg Primerkör Primer hőtıközeg cirkulációja (üzemi) Primerköri nyomásesés (üzem közben) Aktív zóna belépı hımérséklet Aktív zóna kilépı hımérséklet Üzemanyag Üzemanyag burkolat anyaga Üzemanyag burkolat max. hımérséklet

• Tapasztalat: Szovjetunió, Alfa osztályú atom-tengeralattjárók • BREST reaktorok (Oroszország, 600 MWe teljesítmény, tervezés alatt a BREST-1200) • Ólom: nagyon jó hıvezetı, alacsony olvadáspont, magas forráspont • Igen nagy felhajtóerı hat a hőtıközegbe merített testekre • Megszilárdulása elkerülendı • Erısen korrozív • Többféle koncepció: kismérető moduláris (USA, 20 év kampányhossz, 20-40 MWe, nagymérető reaktor (EU, 600 MWe) • ELSY: European Lead Cooled System, 600 MWe ETE, Budapest, 2009. február 12.


Reaktortartály Gızfejlesztık Szekunder kör Primerköri szivattyúk Tartálybeli komponensek

57



630 MWe 42 % Tiszta ólom Kompakt, medence típusú Kényszerített ~ 1,5 bar ~ 400°C ~ 480°C MOX and nitridek (aktinidákkal vagy azok nélkül) T91 (Fe-Al ötvözető köpennyel bevonva) ~ 550°C Ausztenites rozsdamentes acél, függesztett, magassága ~ 9 m 8 db, a reaktortartályba integrálva Víz – túlhevített gız 180 bar, 450°C 8 db, mechanikus Eltávolíthatóak


58


Gızfejlesztıbe integrált szivattyú. Spirál alakú hıcserélı a reaktortartályban A szivattyú és a hıcserélı kivehetı a reaktortartályból (könnyebb karbantartás). A főtıelem-kazetták felsı szerkezetbe vannak rögzítve a felhajtóerı által.

8 spirális hıcserélı ETE, Budapest, 2009. február 12.


59



60


ELSY üzemzavari hő hőtırendszerek Független, redundáns hurkok

Gızfejlesztı törésének következtében felmerülı problémák minimalizálása

Reaktortartály hőtırendszer levegıvel (RVACS) 4 Közvetlen vizes hőtırendszer (W-DRC) 4 kondenzátor a fıgız körön.

. 1. Tápvíz és gız kollektorok a tartályon kívül W-DRC

RVACS

2. Tápvíz-oldalon Venturi-csı és biztonsági szelep ETE, Budapest, 2009. február 12.


61


• Sodium-Cooled Fast Reactor -SFR • Üzemanyag: U/Pu fém vagy oxid tartalmú só, zárt üzemanyagciklus! • Termikus teljesítmény: 1000 - 5000 MW • Hőtıközeg-hımérséklet: 530-550 °C • Nyomás alacsony: 1 bar körüli • Jó konverziós tényezı akár 1,3! Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

62

Fıként Franciaország fejleszti

3. Nátrium hőtéső gyorsreaktorok



Phenix (Franciaország, 1961)

Superphenix (Franciaország, 1976) 63



64

• Nátrium: heves égési reakció vízzel, magas hımérsékleten, ezért három hőtıkörös megoldás szükséges • A három hőtıkör miatt nagyobb beruházási költségek • Jelenleg háromféle koncepció: hurok típusú, medence típusú, kismérető moduláris

Medence típus ETE, Budapest, 2009. február 12.


65


Hurok típus Dr. ASZÓDI Attila, BME NTI

66

4. Olvadt sós reaktorok Hurok típusú

Medence típusú

Kismérető moduláris

Villamos telj.

1500 MWe

600 MWe

50 MWe

Hıteljesítmény

3570 MWe

1525 MWe

125 MWe

Erımő hatásfok

42 %

42 %

38 %

Zóna kilépı T

550 °C

545 °C

510 °C

Zóna belépı T

395 °C

370 °C

355 °C

Gız T

503 °C

495 °C

480 °C

Gız nyomás Kampány hossza Aktív zóna átmérı

167 bar

165 bar

200 bar

2 év

1,5 év

30 év

5,1 m

3,5 m

1,75 m

1m

0,8 m

1m

Aktív zóna magasság ETE, Budapest, 2009. február 12.


• Molten Salt Reactor -- MSR • Hőtıközeg és üzemanyag: U/Pufluorid tartalmú sóolvadék, Th fertilis anyaggal, zárt üzemanyagciklus! • Elektromos teljesítmény: 1000 MW • Hőtıközeg hımérséklet: 565-850 °C • Sóolvadék gıze nagyon alacsony nyomású. • Elektromos áram és hidrogéntermelés egyaránt. • Jó konverziós tényezı. • Alkalmas aktinidák átalakítására, transzmutációra. 67



68

Sóolvadékos reaktor

Sóolvadékos reaktor • Homogén, egyterő koncepció • Névleges paraméterek:

Molten Salt Reactor Experiment (1965-1969) • 10 MW (8 MW) • 70,7% 7LiF - 16% BeF213% ThF4 - 0,3% UF4 (mol%) • 93% U-235 • Belépési hımérséklet: 635 °C • Kilépési hımérséklet: 663 °C

– – – –

• Sóolvadék összetétele (primer): 66% LiF - 34% BeF2 (mol %)

Molten Salt Breeder Reactor

• Háromkörös

• 2250 MWth, 1000 MWe • 71,7% 7LiF - 16% BeF2 13% ThF4 - 0,3% UF4 (mol%) • tenyésztési tényezı: 1,065 ETE, Budapest, 2009. február 12.

– szekunder: 92% NaBF4 - 8% NaF (mol%) – tercier: víz/vízgız


69

• Többrégiós sóolvadékos reaktor és szubkritikus rendszer


70

• Gas-Cooled Fast Reactor -GFR • Hőtıközeg: He gáz • Üzemanyag: UPuC/SiC, zárt üzemanyagciklus! • Termikus teljesítmény: 600 MW • Hőtıközeg hımérséklet: 490-850 °C • Magas hımérséklet: jó hatásfokkal elektromos áram, vagy hidrogéngáz termelése, hatásfok: 48%

(BME NTI szabadalom: Csom, Aszódi, Szieberth, Fehér)



5. Gázhőtéső gyorsreaktorok

Sóolvadékos reaktor

Reaktor

2500 MWth, 1000 MWe 10700 kg/s Belépési hımérséklet: 620 °C Kilépési hımérséklet: 720 °C

Gyorsítóval hajtott szubkritikus rendszer


71



72

6. Nagyon magas hımérséklető reaktor • Very-High-Temperature Reactor – VHTR • A HTGR továbbfejlesztése. • Gázhőtéső reaktor akár közel 1000 °C-os hımérséklető hőtıközeggel. • Elektromos áram és hidrogéntermelés. • Hatásfok 50% felett.

Elıd: magas hımérséklető tóriumos reaktor (THTR) ETE, Budapest, 2009. február 12.


73

1., 2., 3., 4. generációs atomerımővek

Recommend Documents