Atomerőművi telephelyek létesítése

Tartalom

Atomerőművi telephelyek létesítése

Reaktortípusok, atomerőmű-generációk Primer köri főberendezések Szekunder köri főberendezések Telephely létesítés követelményei NAÜ szabályozás Magyar szabályozás Példák

Atomerőművek Boros Ildikó BME NTI

Paks USA – North Anna ESP

2013.03.07

2013.02.28., Szekunder köri főberendezések

Telephely: az a terület, amelyik

Általános forgatókönyv:

tartalmazza az atomerőművet definiálva van a határa az erőmű vezetésének effektív ellenőrzése alatt áll

nagy terület vizsgálata, egy vagy több potenciális telephely kiválasztása Potenciális telephelyek részletes értékelése

Figyelembe kell venni:

Telephely-létesítés: megfelelő atomerőművi telephely kiválasztásának a folyamata, amely tartalmazza a megfelelő értékeléseket és a kapcsolódó tervezési alapok meghatározását Atomerőművek

2

Telephely kiválasztás

Atomerőművi telephely (NAÜ def.)

2013.04.05.

Aszódi A., Boros I. (BME NTI): Atomerőművek

Telephely környezetének hatását az atomerőműre Atomerőmű hatását a környezetre Lakossággal kapcsolatos tényezőket 3

2013.04.05.

Atomerőművek

4

Telephely létesítés

Magyar szabályozás Telephelyengedély és építési, üzemeltetési engedélyek NBSZ (Nukleáris Biztonsági Szabályzatok) 7. melléklet: Nukleáris létesítmények telephelyének vizsgálata és értékelése

Biztonsági szempontból az a telephely minősül alkalmasnak, ahol a telephelyi problémák megoldhatóak műszaki eszközökkel, így biztosítható, hogy az épülő erőmű a környező lakosságra nézve elfogadhatóan kis kockázattal felépíthető és üzemeltethető

NAÜ alapján

Telephelyengedély: kiadástól 5 évig érvényes, egyszer hosszabbítható Telephely-engedélyezés: három tényező vizsgálata AE építésére és üzemeltetésére alkalmas telephely kiválasztása és megfelelőségének értékelése A telephellyel kapcsolatos biztonsági követelmények meghatározása Adott konkrét AE szempontjából a telephely elfogadhatóságának értékelése

műszaki eszközök: telephely átalakítása vagy tervezési jellemzők adminisztratív eszközök is lehetségesek, de nem preferált 2013.04.05.

Atomerőművek

Cél: lakosság és környezet védelme balesetből származó radioaktív kibocsátások hatásaival szemben 5

Hazai szabályozás

Atomerőművek

2013.04.05.

6

A nukleáris létesítmény és a környezet Bioszféra -Természeti körny.

Telephelyre jellemző tervezési alap: a tervezésnél figyelembe vett külső hatások összessége Minden olyan hatást figyelembe kell venni, aminek radiológiai kockázata lehet A tervezési alapban figyelembe vett események: CDF részesedése nem lehet nagyobb, mint az egyéb események hozzájárulása (ma ez 10-4 / év körüli) Külső események össz kockázata nem lehet nagyobb, mint a belső eseményeké Nem kell figyelembe venni eseményt, ha az annak következtében fellépő kibocsátás miatti határérték átlépés gyakorisága <10-7 /év

L L

K K Geoszféra – Természeti körny.

L L

K K

Humán lakókörny. 2013.04.05.

Atomerőművek

7

2013.04.05.

Atomerőművek

Humán tevékenységi körny. 8

Környezet és létesítmény

Telephely értékelés: NAÜ szabályozás

Alapvető hatásirányok: Atomerőmű → Környezet (természeti és emberi) Telephelyi jellemzők→ Létesítmény (kialakítás, méretezési alapok, veszélyforrások) Emberi tevékenység a környezetben→ Atomerőmű (veszélyforrások)

Requirements for site evaluation

L/K – Kibocsátások (normál üzemi, üzemzavari, hő, vegyi, hulladék) L/K – Területhasználat (földhasználat, korlátozások, élőhelyek) L/K – Látkép L/K – Talaj összenyomódás, anyagfelhasználás L/K – Munkahelyteremtés, infrastrukturális fejlesztés K/L – Földrengések, föld-csuszamlás, árvíz, kisvíz, szél- és hóterhelés, savas eső, biológiai „támadás”, villámcsapás, fagy, hőség K/L - Robbanások, tüzek, repülőgép rázuhanás, toxikus gázfelhő, terror- vagy katonai támadás Atomerőművek 2013.04.05.

Safety guides related to external events

Seismic hazard

9

Külső természetes események (NAÜ)

Atomerőművek

Rare meteo events

River and coastal floods

Safety guide on geotechnical aspects and foundation safety

Human induced events

Atomerőművek

10

Külső, ember általi események (NAÜ)

Földrengések Földrengések által generált vízhullámok Lejtő instabilitások (földcsuszamlás, lavina, sziklagörgeteg) Tornádó Trópusi ciklonok Talajfolyósodás Felszíni vetődés Áradások csapadék és más okok miatt Más jelentős természeti jelenség, extremitás 2013.04.05.

2013.04.05.

Safety guide related to dispersion and population

Repülőgép rázuhanás – véletlen! Vegyi robbanás Mérnöki vízművek miatti áradások vagy hullámok Más jelentős ember által generált események

11

2013.04.05.

Atomerőművek

12

Meteorológiai / hidrológiai jellemzés Forrás: IAEA Specific Safety Guide SSG-18: Meteorological and Hydrological Hazards in Site Evluation for Nuclear Installations Korábban is gyorsan fejlődő terület (extrém meteorológiai események, valószínűségi módszerek, pl. cunamira, üzemi tapasztalatok visszacsatolása, klímaváltozás hatásainak figyelembe vétele) Fukushima óta abszolút középpontban

TELEPHELY-ÉRTÉKELÉS: KÜLSŐ TERMÉSZETES ESEMÉNYEK 2013.04.05.

Atomerőművek

13

Meteorológiai / hidrológiai jellemzés

Atomerőművek

Atomerőművek

14

Meteorológiai / hidrológiai jellemzés Meteorológiai és hidrológiai hatások:

Külső események egyszerre is felléphetnek (pl. meteorológiai + hidrológiai, vagy szeizmikus + hidrológiai, vagy alacsony vízszint + magas hőmérséklet), emiatt különös figyelemmel kell elemezni a közös okú meghibásodásokat (pl. veszélyhelyzeti villamosenergia-ellátás), illetve az események egymásra hatását (pl. telephely elérhetetlensége) Több blokkos létesítménynél a blokkok hatását is figyelembe kell venni 2013.04.05.

2013.04.05.

Aszály / alacsony vízszint figyelembevétele: végső hőnyelő kiesését okozza Szárazság mellett kipárolgást, hidegvízcsatorna sérülését, aloldali vízművek sérülését, emberi hatásként a talajvíz kiszivattyúzását is vizsgálni kell Tenger esetén cunami és viharhullám miatti vízszintcsökkenés

Meteorológiai események: met. paraméterek extrémumait és ritkán előforduló eseményeket is vizsgálni kell (max. várható szélsebesség vs. tornádó) Kommunikációs hálózat és szállítási, közlekedési útvonalak meghibásodása -> balesetkezelési eljárásokat és / vagy elhárítási tevékenységet akadályozhatja 15

2013.04.05.

Atomerőművek

16

Meteorológiai / hidrológiai események értékelése Determinisztikus vagy valószínűségi elemzéssel

Meteorológiai paraméterek:

Bizonytalanságok becslése érzékenységi vizsgálattal Üzem közben gyűjtött mérési adatokkal frissíteni kell

Levegő hőmérséklet Szélsebesség Csapadék Hónyomás

Determinisztikus módszerek: Fizikai vagy empirikus modellek alapján Fizikai limitet adhatnak (pl. maximális áradási szint)

Statisztikai / valószínűségi módszerek: Adott időtartam mérései alapján (a mért változó determinisztikus és random paraméterektől függ) Adott konfidenciaszint mellett megadja egy adott érték visszatérési idejét Két általánosan használt módszer: Általános extrémérték közelítés: az éves szélsőérték alapján számít eloszlást küszöb feletti csúcsok (peak over threshold): adott szint feletti értékeket tart meg

Időbeli jelentős változást (pl. klímaváltozás) figyelembe kell venni Eredményét egyszerű determinisztikus modellel is ellenőrizni kell 2013.04.05.

Atomerőművek

Meteorológiai paraméterek

17

Helyi mérés alapján statisztikai módszerekk el

Ritka meteorológiai események: Villámlás Trópusi ciklon, tájfun, hurrikán Tornádó Víztölcsér

További káros hatások: Homokvihar, porvihar Jégeső Fagyott csapadék, faggyal kapcsolatos jelenségek 2013.04.05.

Atomerőművek

18

©NASA

Meteorológiai mérések

Meteorológiai paraméterek

Mérések telephelyen

2013 február: extrém hóterhelés miatt beszakadt a csernobili 4. blokk turbinacsarnokának teteje 600 m2 könnyűszerkezetes tető szakadt be Új szarkofág építése felfüggesztve, külföldi munkások evakuálva Dózisteljesítmény változatlan (0,2 mSv/h!) Következmény: tervezési hónyomás felülvizsgálata az ukrán atomerőművekben 2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: SNRI

Telephely előzetes kijelölésekor meg kell kezdeni a telephelyi méréseket Igazolni kell, hogy a környező állomások adata reprezentatív

Korábbi regionális mérések adatai (minél több, azonos klímájú állomás) Minimálisan: légnyomás, levegő hőmérséklet, páratartalom, szél, csapadék Meghatározott módon Ritka met. eseményekre nincs megfelelő mért adat -> nagyobb térségre vonatkozó adatok, vagy történelmi adatgyűjtés Radar, műholdas megfigyelések

19

2013.04.05.

Atomerőművek

20

Meteorológiai mérések

Hidrológiai események Adott víztömegekre (óceán, tenger, tározó, tó, folyó, csatorna) ható események, amik eredménye áradás vagy alacsony vízszint Áradás: biztonsági rendszerek meghibásodhatnak, falak és alapzatok instabillá válnak, talaj / visszatöltés instabillá válik (kimosódik), hasadóanyagok kritikussá válhatnak Áramlás dinamikus változásai is okozhatnak károkat (kimosás, alámosás, erózió) Figyelembe kell venni az áradással kikerülő radioaktivitás környezeti terjedését Fő jelenségek:

Történelmi adatok feldolgozása Pédák: Biai tornádó (1924) Japán cunamik

Vihar miatti hullámok (storm surges) Hullámzás Cunami Tólengés (seiche) Extrém csapadék Hirtelen vízkieresztés természetes vagy mesterséges tározóból

2013.04.05.

Atomerőművek

21

Hidrológiai események

Atomerőművek

Atomerőművek

22


Példa: Blayais NPP 4 db PWR (900 MW-os Framatome) 1999. dec. 27 Áradás kockázata ismert (történeti adatok) – telephely magassága 4,5 m NGF + 5,2 m magas tengeri védőfalak 200 km/h szélsebesség + dagály 5,3 m magas árhullám, LOOP Blokkok szigetüzemben, de újabb rövidzárlat miatt 2. és 4. leállt, dízelek látják el. 1. blokkon egyik BHV rendszer kiesik 1-2. blokkon LPSI és CSS kiesik INES 2 2013.04.05.

2013.04.05.

Tólengés (seiche) légnyomás-anomália, vihar, földrengés okozhatja Periódusideje Pl. Genfi-tó: 73 perc, Balaton 10-12 óra

23

2013.04.05.

Atomerőművek

24


Hidrológiai adatok Talajvíz és releváns felszíni vizek adatai Létező és tervezett víz-szabályozó létesítmények a közelben (mi számít közelnek?) Árapály-jelenségek (és szélsőértékek) Szükséges mérések:

Egyéb hidrológiai jelenségek Vízszintváltozás valamilyen ok miatt (csatorna elzáródás, földcsuszamlás, vagy jég / törmelék / fa miatti „dugulás”) Földcsuszamlás vagy lavina a víztömegbe Víztölcsér Áradás csatornában hirtelen tömegáram-változás miatt (szökőár vagy pl. vízerőmű lezárása) Talajvíz változásai Aláhűtött víz felszín alatti fagyása (frazil ice – kásajég) 2013.04.05.

Atomerőművek

Vízszint-mérés minden releváns víztömegre (időskála!) Hullám karakterisztika Elárasztásos esettanulmányok Történelmi adatok (cunami, áradások, eljegesedések) Folyótorkolatok esetén áradások feltérképezése Hidrogeológiai adatok gyűjthetők geológiai adatokból is (permeabilitás, porozitás) Talajvízszint mérése piezométerrel (időskála pl. viharok miatt) Antropogén hatások talajvízre Hosszú távú változások feltérképezése 25

Hidrológiai adatok

Atomerőművek

26

Hidrológiai adatok

Geofizikai, geológiai, szeizmológiai adatok felhasználása

Emberi tevékenységek hatásának vizsgálata

telephelyi geológia ill. cunami források a telephelyre Partvonal stabilitása, eróziója Üledék jellemzői

partközeli és partmenti létesítmények, kikötők, hullámtörők, falak, vízi kapuk, földhasználat folyómedernél: földhasználat változását és kapcsolódó csatornák változásait nyomon kell követni

Földcsuszamlás lehetősége Cunami-generáló források azonosítása (földrengés, földcsuszamlás, vulkáni tevékenység) Topográfia, batimetria 2013.04.05.

2013.04.05.

Atomerőművek

27

2013.04.05.

Atomerőművek

28

Meteorológiai / hidrológiai események értékelése Mérési adatsorok alapján extrémumok meghatározása: Általános extrémérték-eloszlás:

Szökőár keletkezése Japán: történelmi hagyománya van a szökőár elleni védekezésnek Tapasztalat: az elsodort tárgyak az igazán veszélyesek

ahol

ahol − ∞ < µ < ∞ , σ > 0, − ∞ <ξ < ∞ a hely, a skála és az alak paraméterek Ha a ξ negatív, akkor a Weibull-eloszlást kapjuk, amennyiben ξ zérushoz tart a Gumbel-eloszlás adódik és ha ξ értéke pozitív, akkor a Fréchet-eloszlást kapjuk. 2013.04.05.

Atomerőművek

Partot éréskor nagyobb hullámok 29

31

Atomerőművek

30

2013.04.05.

Szökőár elleni védekezés (1755, 1964)

Szökőár elleni védekezés

Atomerőművek

Szökőár kialakulása

2013.04.05.

Atomerőművek

32

2013.04.05.

Szökőár elleni védekezés

Szökőár elleni védekezés Védelem: Hardver: műtárgyak (gátak, védőfalak, hullámtörők) építése, cunami-rezisztens várostervezés Szoftver: figyelő-, jelzőszolgálat Tsunami – Disasters and Countermeasures, 1st Kashiwazaki International Symposium on Seismic Safety of Nuclear Installations

Atomerőművek

Kikötő mobil gát, 9,3 m magas, szeizmográf indítja, 5 perc alatt lezár

33

Cunami-riasztás: 30 év alatt 15-20 percről 2 percre csökkent a riasztás kiadásához szükséges idő Kijelölt védőépületek Tsunami – Disasters and Countermeasures, 1st Kashiwazaki International Symposium on Seismic Safety of Nuclear Installations

Atomerőművek

34

2013.04.05.

2013.04.05.

Szökőár-védelem atomerőművekben Tervezési cunami: a múltban előfordult legnagyobb cunami, vagy a tektonikai elemzések szerint várható legnagyobb

Tsunami assessment for nuclear power plants in Japan (TEPCO), 1st Kashiwazaki International Symposium on Seismic Safety of Nuclear Installations

Atomerőművek

35

2013.04.05.

2013.04.05.

Atomerőművek

36

Szökőár-védelem atomerőművekben Fukushima atomerőmű cunami méretezése Közeli és távoli kiváltó földrengések modellezése Távoli rengések: validálás 1960-as chilei földrengéssel

Atomerőművek

Szökőár-védelem atomerőművekben Fukushima atomerőmű cunami méretezése

Tsunami assessment for nuclear power plants in Japan (TEPCO), 1st Kashiwazaki International Symposium on Seismic Safety of Nuclear Installations

37

Tsunami assessment for nuclear power plants in Japan (TEPCO), 1st Kashiwazaki International Symposium on Seismic 2013.04.05. Safety of Nuclear Installations

Szökőár-védelem atomerőművekben

Atomerőművek

38

2013.04.05.

Szökőár-védelem atomerőművekben

Elárasztás negatív hatásai Ha nem is árasztja el a telephelyet: Vízkivételi művek károsodása Topológia megváltozása

Fukushima atomerőmű: történelmi cunamik alapján + modellezéssel: Az üzemi szint fölött 5,7 m-es tervezési cunami Épületek földszintje 10-13 m magasan

Atomerőművek

39

2013.04.05.

Atomerőművek

40

2013.04.05.

Hazai szabályozás – külső események


Nukleáris Biztonsági Szabályzat 7. melléklet Meteorológiai jellemzők

Felszíni vetődések Vizsgálni kell a törésvonal aktivitását, elmozdulás lehetőségét Ha esély van a felszíni elmozdulásra, a telephely nem megfelelő

szélsőséges időjárási jellemzők, a ritka időjárási jelenségek Széljárás, csapadék, viharok, villámlás, tornádó

Csapadék, árvíz és egyéb ok miatti áradások Meteorológiai és hidrológiai történeti és mért adatok értékelése Régió jellemzőinek változása Modell segítségével mértékadó árvízszintet (+hullámok, tartósság, áramlási viszonyok) kell meghatározni Atomerőművek

2013.04.05.

Vízi műtárgyak miatti áradások

41


Földrengések Vizsgálni kell történelmi és mért adatokat Meg kell határozni méretezési földrengést, az alapján pedig maximális talajgyorsulást, válaszspektrumot, jellemző függvényeket) Determinisztikus vagy valószínűségi módszerekkel Talajfolyósodás Talajmechanikai vizsgálatokkal Egyéb természeti jelenségek Vulkanikus jelenségek, erős szelek, homokviharok, extrém csapadék, hó, jég, jégeső, kásajég

Vizsgálni kell lejtő instabilitás (földcsuszamlás, sziklaomlás) esélyét, bizonytalanságát, földrengés hatását ezekre

Felszín süllyedése vagy emelkedése Vizsgálni kell természetes (barlang, karszt) képződmények vagy mesterséges objektumok (bánya, olajkút) létezését Ilyenek esetén műszaki megoldások kellenek, vagy nem megfelelő a telephely Atomerőművek

42


Lejtő instabilitás

2013.04.05.

Felvíz- és alvízoldali műtárgyak értékelése: képes-e elviselni az AE ez(ek) meghibásodását? Atomerőművek 2013.04.05.

43

2013.04.05.

2011, Christchurch – forrás: PNSN

Atomerőművek

44

1964, Niigata – forrás: Wikipedia


Hazai szabályozás – külső események Hosszú távú hűtést befolyásoló tényezők (végső hőnyelő) Száraz és nedves léghőmérsékletek Minimálisan elégséges hűtővíz forgalom, szint Hosszú távú hűtés üzemképtelenségének lehetősége (folyó lezárás, elterelés, víztározó leürülés, elzáródások, fagyás, hajóütközés, olajkiömlés, tűz) Egyéb, ember által előidézett események Alapozás viselkedése, teherbírás változása földrengés következtében

Repülőgép rázuhanás Légi szerencsétlenségek Jelenlegi és jövőbeni jellemzőket is figyelembe kell venni Magas kockázat esetén műszaki / adminisztratív megoldások, vagy nem megfelelő

Vegyi robbanások, toxikus gázfelhők, hő, füst Környezetben található vegyi anyagok vizsgálata Erdőtűz vizsgálata 2013.04.05.

Atomerőművek

45

Atomerőművek

2013.04.05.

46

Erőmű hatásának értékelése a régióra (NAÜ) Radioaktív anyagok atmoszférikus diszperziója Radioaktív anyagok diszperziója felszíni vizekben Radioaktív anyagok diszperziója talajvizekben Föld- és vízhasználat a régióban Lakossággal kapcsolatos értékelés

TELEPHELY-ÉRTÉKELÉS: LÉTESÍTMÉNY HATÁSA A RÉGIÓRA 2013.04.05.

Atomerőművek

Lakosság eloszlása Népsűrűség 47

2013.04.05.

Atomerőművek

48

Radioaktív anyagok atmoszférikus diszperziója


Fő kibocsátási útvonal Gáznemű + aeroszol kibocsátás Terjedés: diffúzió (turbulens légáramlatok) Kibocsátási magasság fontos Kedvező állapot a jó keveredés Terjedés függ: szélsebesség, vertikális hőmérséklet-eloszlás Kibocsátott térfogatelem állapotváltozása: adiabatikus folyamat Forrás: US NRC 2013.04.05.

49

Atomerőművek

2013.04.05.

50

Atomerőművek

Forrás: US NRC


Radioaktív anyagok atmoszférikus diszperziója Légköri rétegződés: Pasquill-kategóriák alapján

2013.04.05.

Atomerőművek

51

Forrás: US NRC

2013.04.05.

Atomerőművek

52

Forrás: IAEA


Hazai szabályozás – AE környezeti hatásai Radioaktív anyagok terjedése felszíni vizeken keresztül Vizsgálni kell a régió felszíni hidrológiai jellemzőit, vízkivételi mű jellemzőit, vízhasználat adatait Hidrológiai mérési program (célja: hígulás meghatározása) Felszíni vizek kontaminációjának hatása lakosságra Radioaktív anyagok terjedése talajvízen keresztül Vizsgálni kell talajvíz viszonyokat, víztartó rétegek jellemzőit, kölcsönhatást felszíni vizekkel Hidrogeológiai vizsgálatok (talaj migrációs, visszatartási jellemzői)

Atomerőművek

2013.04.05.

Forrás: US NRC

53

Hazai szabályozás – AE környezeti hatásai

2013.04.05.

Föld- és vízhasználat Mezőgazdasági, tejgazdálkodásra szánt föld, mérete, terméshozamok Kereskedelmi, lakhatási, szórakozási célú területek Horgászatra használt és kereskedelmi célú vizek Állatok élőhelye, tápláléklánc

Jelenlegi és várható népesség a TH környezetében Különleges figyelmet igényel:

2013.04.05.

54

Hazai szabályozás – AE környezeti hatásai

Demográfia, népességeloszlás

Sűrűn lakott területek Speciális intézmények (börtön, kórház)

Atomerőművek

Környezeti radioaktivitás Nuklid-specifikusan is!

Forrás: Wikipedia Atomerőművek

55

2013.04.05.

Atomerőművek

56

Atomerőművi telephely létesítése Magyarországon ’80-as évek második fele: két VVER-1000 blokk kellene még 1996-97: kapacitásnövelési tender (MVM) Paksi Atomerőmű Rt. három pályázattal: kb. 600 MW egységteljesítményű blokkok megvalósíthatósági tanulmánya AECL CANDU-6 Westinghouse AP-600 Atomsztrojexport VVER-640

200 MW feletti kategóriában egyetlen pályázó sem nyert Nem készült el időre az előzetes KHT (+ hatósági elfogadás is kellett volna) 2009: elvi parlamenti jóváhagyás új blokkok építésére a paksi telephelyen

TELEPHELY-LÉTESÍTÉS MAGYARORSZÁGON 2013.04.05.

Atomerőművek

57

Atomerőművi telephely létesítése Magyarországon

2013.04.05.

58

Atomerőművek


1993-96: nemzetközi projekt a potenciális telephelyek feltárására Szempontok: 3 km sugarú körbe nem eshet település belterülete, 16 km sugarú körben a lakosság nem haladhatja meg az 50 000 főt, nem megengedett a telephely és veszélyes ipari létesítmények vagy védett területek védőzónáinak átfedése.

Földtudományi és környezeti-gazdaságossági szempontok szerint is rangsorolták Rangsor: Tiszavasvári-Ny, Hajdúnánás-ÉK, Tiszasüly-DNy, Tiszagyenda-DK.

Érvek a paksi telephely mellett: már használatban lévő nukleáris telephelyről van szó, az ország egyik leggondosabban feltárt, megkutatott, alkalmas területe, gazdasági előnyök (kiépített infrastruktúra) társadalmi elfogadottság 2013.04.05.

Atomerőművek

59

2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: npp.hu

60



Hálózatfejlesztés költsége (milliárd Ft)

2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: npp.hu

61

2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: npp.hu

62

63

2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: npp.hu

64


2013.04.05.

Atomerőművek

Forrás: npp.hu

Forrás: Bérczy Károly: Atomerőművek telepítése. A nukleáris és atomerőművi telephelyek jellemzői

Mértékadó telephely jellemzők (PAE) A létesítmény neve:Paksi Atomerőmű A létesítmény elhelyezkedése:Magyarország, Tolna megye, Paks város súlyponti koordinátái: 46°34’43,05” É; 18°51’09,56” K.

Az igénybevett terület: 568,7262 ha (az RHK Kft. 13,7861 ha területével (KKÁT) együtt)

A telephely természetes tengerszint feletti magassága: 93,2–97,6 mBf

A tereprendezéssel kialakított 0,00 szint:97,00 mBf, a létesítmények tervezési alapszintje (±0,000 m) 97,15 mBf A telephely közvetlen környezetének topográfiai jellemzői:síkvidék, folyópart 2013.04.05.

65

Atomerőművek

2013.04.05.

Atomerőművek


66


Mértékadó telephely jellemzők (PAE)


A telephely demográfiai környezete a legközelebbi nagyobb település Szekszárd, 26 km DDNy-i irányban a legközelebbi nagyváros Budapest, 118 km É-i irányban

A régió és a telephely gazdasági, település-szerkezeti és demográfiai viszonyai és ezek fejlődése az atomerőmű biztonsága és a balesetelhárítási intézkedések végrehajtása szempontjából releváns kockázatot nem jelentenek. Földhasználat a közvetlen környezetben

mezőgazdasági: szántó 75%; gyümölcsös, szőlő 2%; rét, legelő 5% erdő: 16,5 % egyéb: 1,5 % Meteorológiai jellemzők: A paksi telephelyen egy 120 m magas meteorológiai mérőtorony és egy WMO standard felszíni főállomás üzemel. 2013.04.05.

Atomerőművek

67

2013.04.05.

Atomerőművek

68



Abszolút minimum és maximum hőmérsékletek Pakson

Mértékadó telephely jellemzők (PAE) – lokális hőmérsékleti maximum: 37,5 °C (mért, 1983. júliusban és 1992. augusztus-ban) – lokális hőmérsékleti minimum: –30,3 °C (mért, 1987. januárban) – a Paksi állomás megfigyelési adatai alapján az extrém eloszlásfüggvényből származtatott 10 000 éves visszatérési idejű – hőmérsékleti maximum: 45,6 °C – hőmérsékleti minimum: –38,1 °C Paks 30,0 hőmérséklet,°C

25,0 20,0

CBF: hőmérsékleti extrémumok: +45,3 és -47,9 °C

15,0 10,0 5,0 0,0 -5,0

2013.04.05.

Jan.

Febr

Márc

Ápr

Közép

Máj

Jún

Júl

Átlagos max.

Aug

Szept

Okt

Nov

Dec

Atomerőművek

69

70

Atomerőművek

2013.04.05.

Átlagos min.




Csapadék, szélterhelés szélsebesség, m/s

CBF: 132 mm / 24 óra – éves átlagos csapadék: 571 mm – napi csapadék extrémuma (10-4/év): 211,8 mm – maximális hóvastagság (10-4/év): 153 cm, (53 cm az eddig mért max.) – maximális szabadfelszíni hóteher (10-4/év): 1,5 kPa – az uralkodó szélirány: ÉNY, ÉÉNY – széllökés maximum(mért): 31,6 m/s(1985.február3.) CBF: 41,5 m/s – 10 000 éves visszatérési idejű maximális széllökés: 43,2 m/s – a leggyakrabban előforduló Pasquill-féle stabilitási kategóriák: D: 30,6%, C: 29,6%, B: 16,6% CBF: 1,27 villám / km2 / év – villámcsapás: 5,1 lecsapó villám/km2/év

4,50 4,00

január július

3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00

észlelési időpont, óra 1

7

10

13

16

19

A szélsebesség napi menete

2010: 800 mm körül 2011: 355 mm körül

A széllökés max. várható értéke, m/s ± SD

4

Paks

Baja

Kecskemét

Szeged

Szarvas

50,4±7,4

39,5±3,3

46,1±5,6

50,6±3,5

77,1±10,5

Maximális 10.000 éves széllökés 2013.04.05.

Atomerőművek

71

2013.04.05.

Atomerőművek

72

22




Hidrológiai jellemzők a lefolyás jellege: 3 kis patak és vízfolyás vízgyűjtő területe (Sió, a Duna jobb- és balparti vízgyűjtője) a vízgyűjtő terület nagysága: kb. 500 km2 a Duna közepes vízszintje: 88,0 mBf vízszintingadozás: –3 ÷ +6 m a legközelebbi jelentősebb vízkivétel: Paks-Faddi főcsatorna, 18 km-re délre a 10 000 éves gyakoriságú számított LNV: 96,36 mBf mértékadó árvízszint (MÁSZ): 95,30 mBf az eddig észlelt legmagasabb vízállás: 94,95 mBf az árvízvédelmi gátak koronaszintje: 96,60 mBf; száraz telephely a 10 000 éves gyakoriságú számított LKV: 84,06 mBf az eddig mért legalacsonyabb vízállás: 84,42 mBf (2003. augusztus 30.)

CBF: LNV: 96,07 mBf LKV: 84,04 mBf

2013.04.05.

Atomerőművek

73

2013.04.05.

74

Atomerőművek



Mértékadó telephely jellemzők (PAE) Geológiai, tektonikai és szeizmicitási jellemzők Az alaphegység 1600–1700 m mélységben valószínűsített. Fölötte törmelékes üledékekből, részben vulkanitokból álló, kb. 1000 m vastagság miocén képződmények Fölötte pannóniai képződmények települnek 600–650 m vastagságban, aminek a tetején kb. 30 m folyóvízi üledék helyezkedik el. A telephelyen felszínre kifutó elvetődést okozó törésvonal nincs.

2013.04.05.

Atomerőművek

75

2013.04.05.

Atomerőművek

76



Emberi eredetű külső hatások

Mértékadó telephely jellemzők (PAE) A mértékadó földrengésszintek: A 10 000 éves maximális méretezési földrengésre a telephely szeizmicitásának és a felszínközeli talajrétegek módosító hatásának figyelembevételével 0,25 g horizontális és 0,2 g vertikális gyorsulásértékek lettek megállapítva és rögzítve A hatóságilag jóváhagyott szeizmikus kockázatértékelés tartalmazza a telephely-specifikus válaszspektrumokat.

CBF javító intézkedések: „A földrengés miatti épület-süllyedés által okozott meghibásodások kiküszöbölését szolgáló intézkedéseket meg kell határozni. Ezért a tartalékok pontosabb azonosítása céljából tovább kell vizsgálni az épület-süllyedés és a talajfolyósodás jelenségét. A vizsgálat eredményei alapján a veszélyeztetett földalatti vonalas szerkezeteket és csatlakozásaikat újra kell minősíteni, illetve szükség esetén relatív 77el kell elmozdulásukat lehetővé tevő átalakításukat végezni.”

A talajfolyósodással a 10 000 éves visszatérési idő (10-4/év szűrési szint) bázisán nem kell számolni. Atomerőművek

2013.04.05.

repülőgép rázuhanás robbanások, főépületen kívüli, külső okú (közúti, raktárak, transzformátor, stb. ) veszélyes gázok (toxikus és fulladást okozó) korrozív gázok és folyadékok (telephelyi vagy telephelyen kívüli) telephelyen kívüli tüzek (főleg, mint füst és toxikus gáz források) hajó és más uszadék ütközése a vízkivételi műtárgyakkal elektromágneses interferencia (külső források, telephelyi források) a fentiek kombinációi

2013.04.05.

Atomerőművek


Balesetszám alakulása

78


Mérgezésveszély értékelése (illusztráció) menekülési küszöbérték koncentráció (IDLH – immediately dangerous to life or health)

1. ábra. Veszélyes anyaghoz kötődő balesetek számának alakulása 1992-2001 db

140

kiömlési helytől m-ben vett távolsággal mérjük legkedvezőtlenebb gázfelhő-kialakulással a meleg (20 oC) "F" stabil légköri viszonyok esetén kell számolni ekkor a kiömlő mennyiség függvényében a veszélyes anyagok az IDLH értéknek megfelelő koncentrációban igen nagy távolságról elérhetik az erőmű telephelyét.

120 100 80 60 40 20

3. ábra. Veszélyes anyagok szállítása során bekövetkezett balesetek megyék szerinti eloszlása 1992-2001

0

%

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

25

20

15

10

Jellemző hatótávolságok (IDLH koncentráció-határok): 500 kg klór – 5,27 km, 100 kg foszgén – 6,6 km. Az IDLH távolságot az erőmű és a 6. főútvonal távolságával összevetve, valamint a párolgási idő által megszabott expozíció időtartamát tekintve a foszgén, hidrogén fluorid, klór és akrilnitril expozíciónál kell veszéllyel számolni.

Fejér

Többi 8 m.

Komárom-E.

Somogy

Győr-M.S.

Veszprém

Tolna

Hajdú-B.

Nógrád

Bp. és Pest

Atomerőművek

Jász-N.Sz.

0

2013.04.05.

Borsod-A.Z.

5

79

2013.04.05.

Atomerőművek

80



Veszélyes anyagok a közúti szállítmányokban (illusztráció)

Mérgezési kockázat becslése A legveszélyesebb lehetséges szállítmány a foszgén. Országos jellemzők alapján a foszgén szállítmány aránya 0,1% a veszélyes áruk közt, veszélyes áruk aránya 8%. Egy 100 l-es palack sérülésével számolva, a hatótávolság (IDLH koncentráció kiterjedése) 6,6 km a 6. főút vizsgálandó szakaszának hossza L=15 km Balesetszám: 120 / év (veszélyes anyaggal) Utak hossza Magyarországon: 8000 km Tfh. balesetek 10%-ban történik szállítmány sérülés

Foszgén a teljes szállított mennyiség aránya a veszélyes anyagok szállításán belül – a gyártási adatok alapján becsülve–, országosan 0,001.

Klór a szállítás lehetséges maximális aránya 0,03, a gyártási adatok alapján.

Hidrogén fluorid a szállítás becsült lehetséges maximális aránya 0,0001.

Veszélyes szállítmány baleset: 120/év / 8000km=0,015 baleset/km*év Az adott szakaszon 0,225 baleset/év Foszgénszállítmány balesete az adott szakaszon: 2.25*10-4 / év Kikerülés valószínűsége: 2.25*10-5 / év

Akril-nitril a szállítás becsült lehetséges maximális aránya 0,0001.

Etilén a régióra nem jellemző 2013.04.05.

P(k>0)= 2.25⋅10-5 eset/év. Atomerőművek

81

2013.04.05.

Atomerőművek



Engedélyezés

Mérgezési kockázat becslése További tényezők Időjárás hatása a terjedésre a legkedvezőtlenebb F (stabil) légállapot gyakorisága, ami a meteorológiai adatok szerint 22%. A 6. főútról DNy, Ny, ÉNy-i szélirányok (és elvben szélcsend) esetén terjedhet a gázfelhőnek az atomerőmű irányába Ezek együttes valószínűsége kb. 0,15. Feltételezésünk szerint a kedvezőtlen terjedési és légköri viszonyok gyakorisága éves átlagban nem nagyobb, mint 0,033. Ezzel módosítva a fenti eredményt kapjuk:

82

A jelenlegi magyar jog és EUs jog szerint a környezeti hatásvizsgálat az első lépés Az atomtörvény alapján elvi parlamenti döntés kell a telepítéshez A telephely engedélyt ezt követően lehet kérni az OAH-tól, a létesítményt minimum műszaki terv szinten ismerni kell

Forrás: Index

P(k>0)= 7.4⋅10-7 eset/év. 2013.04.05.

Atomerőművek

83

2013.04.05.

Atomerőművek

84



Környezeti hatásvizsgálatok

Környezeti monitoring program

A 80-as évek második felében megjelenik a környezetvédelmi tervfejezet igénye. Első KHV Paksra az 1000 MW-os bővítés terveiben. A vizsgálati igények beépültek az üzemi és hatósági monitoringba, a felülvizsgálati követelményekbe. Jogszabályi háttér létrejötte, többszöri módosítása 90-es évek: nagyerőműves kapacitásbővítési tender (CANDU, AP600, VVER-640)

Az Atomerőmű üzemeltetését részben folyamatosan, részben időszakos környezeti, radiológiai mérések kísérték. Az EKT-k alapján megfogalmazott hatósági igényeket önálló programmá szerveztük 1998-tól egyes mérések rendszeressé váltak, 1999-től megindult a telephely környezeti jellemzését célzó monitorozási program. Alprogramok: Felszíni vizek állapota és változása Felszín alatti vizek állapota (vízbázis védelem) Hidrometriai mérések (medervizsgálatok) Lokális klíma (klimatikus hatások) A környezetének területhasználati – területszerkezeti jellemzése Minta értékű biomonitoring vizsgálatok Környezetegészségügyi állapotfelvétel A környezeti sugárzás jelenlegi szintjének meghatározása Az élővilág sugárterhelésének meghatározása Vizek trícium tartalmának meghatározása Mikroszeizmikus monitoring

A nemzetközi előírásoknak megfelelő tartalmi követelmények (környezeti elemenkénti, hatás-viselőkkénti értékelés) EKT – a rendelkezésre álló adatok alapján?

Hatósági, szakhatósági ismeretességi igények 2013.04.05.

Atomerőművek

85

Atomerőművek

2013.04.05.

86

Telephely értékelés az USA-ban Új blokkok létesítése: ESP – Early Site Permit Design certification COL – Combined License application

Jelenleg: ESP: 4 kiadva, 2 elbírálás alatt DC: 4 kiadva, 7 elbírálás alatt 2*2 kiadva! COL: 18 elbírálás alatt

PÉLDÁK

2013.04.05.

Atomerőművek

87

2013.04.05.

Atomerőművek

88

Telephely értékelés az USA-ban


ESP: 10-20 évre érvényes, egyszer hosszabbítható ugyanennyivel 10 CFR 100: Reactor Site Criteria Exclusion area – biztonsági védőzóna

2013.04.05.

89

Atomerőművek


Telephely értékelés az USA-ban Forrástag-becslés: hihető baleset alapján, zónaolvadást feltételezve Figyelembe kell venni a telephely értékelésekor:

Low population zone – alacsony népességű zóna A biztonsági védőzóna körüli terület A lakosság száma és a népsűrűség korlátozva (súlyos baleset esetén lehessen alkalmaznia védőintézkedéseket) Nincs pontosan meghatározva, sok paraméteről függ Definíció: határán nem haladja meg a 25 rem-et az egésztest-dózis (vagy 300 rem pajzsmirigyre)

Population center distance – a legközelebbi sűrűn lakott régió (25 000 lakos fölött) határának távolsága a reaktortól Atomerőművek 2013.04.05.

A reaktor körüli terület, ahol az engedélyes jogosult meghatározni az intézkedéseket. Közút, vasút, vízi út mehet át rajta Betelepülés általában tilos, lakosság felkészítve evakuálásra Erőművet is védi az emberi tevékenységtől Definíciója: határán nem haladja meg a baleset első 2 órájában a 25 rem-et az egésztest-dózis (vagy 300 rem Atomerőművek 90 2013.04.05. pajzsmirigyre)

LPZ

A reaktor típus tervezési és üzemeltetési sajátosságait (típus, teljesítmény, egyedi tulajdonságok, biztonsági rendszerek)

EA Site

Ikerblokkos telephely – hatás EA-ra, LPZ-re

Népsűrűség, lakossági szempontok (EA, LPZ) A telephely fizikai jellemzői (szeizmológia, meteorológia, geológia, hidrológia) Tervezés alapja: biztonsági funkcióik megőrzése extrém természeti jelenségek bekövetkeztekor is figyelembe kell venni a legsúlyosabb történelmi természeti jelenségeket adatok pontossága, a múltbeli időszak hossza, biztonsági tartalékok az erőmű normálüzemi és üzemzavari (baleseti) állapota hatásainak és a természeti jelenségek együttes hatását és az ellátandó biztonsági funkció fontosságát 91

2013.04.05.

Atomerőművek

92



Nem szeizmológiai kritériumok EA és LPZ léte Legközelebbi sűrűn lakott régió legalább 1,33szoros távolságra, mint a LPZ határa Normál üzemi és baleseti kibocsátások megfelelnek az előírásoknak Telephely fizikai paraméterek hatásának vizsgálata Közeli utak, ipari és katonai létesítmények hatásának vizsgálata Sűrűn lakott régiók elkerülése (a nagyon alacsonyan lakottak sem feltétlenül pozitívak) 2013.04.05.

Atomerőművek

93


Szeizmológiai, geológiai kritériumok Safe Shutdown Earhtquake (SSE) Olyan talajmozgásokat okoz, amely eléri a rendszerek, berendezések tervezési értékét Megmarad a nyomáshatároló rendszer integritása, a leállítás és a leállított állapotban tartás funkciói és a telephelyen kívüli kibocsátással járó balesetek következményeinek enyhítési lehetősége

Operating Basis Earthquake (OBE) Számítani lehet rá az üzemidő alatt, olyan talajrezgéseket produkál, amelyek után az erőmű biztonságosan tovább üzemeltethető 2013.04.05.

Atomerőművek

94


Szeizmológiai, geológiai kritériumok Meg kell határozni az SSE-nek megfelelő talajmozgást (a szabad talajfelszín vízszintes és függőleges válaszspektruma alapján) + bizonytalanságok Felszíni tektonikai (vetődés) és egyéb deformációk meghatározása Aktív vetődés: legalább egy elmozdulás az elmúlt 35000 évben, vagy ismétlődő jelleggel az elmúlt 500000-ben kapcsolat a szeizmikus tevékenység és a vetődés között

Szeizmikusan indukált áradások és vízhullámok figyelembe vétele Egyéb geológiai feltételek (talaj stabilitás, talajfolyósodás, stb.) 2013.04.05.

Atomerőművek

95

2013.04.05.

Atomerőművek

96

Példa: North Anna ESP (NRC) Lousia County, Virginia 2 Westinghouse PWR üzemel (2*900 MW) Tulajdonosa a Dominion (88,4%) és az Old Dominion (11,6%), üzemeltetője a Dominion Generation ESP kérelem beadása 3. blokkra 2003-ban, 2007-ben az NRC kiadta az engedélyt. Aznap a Dominion be is adta a COL kérelmet (1520 MW-os GE-Hitachi ESBWR-re) 2010-ben a Dominion bejelentette, APWR-re vált (1700 MW, MHI) 2010: a COL megszerzése után döntik majd el, lesz-e projekt (2013?) 2300 oldalas ESP kérelem (utolsóként a 9. verziót adták be: teljesítménynövelés és hűtőtorony) Atomerőművek 2013.04.05.

Példa: North Anna ESP (NRC)

Meteorológia: Max. hőmérséklet (100 éves visszatéréssel): 109 F Min. hőmérséklet (100 éves visszatéréssel): -19 F Max. széllökés (100 éves visszatéréssel): 96 mi/h Max. szélsebesség tornádó esetén (10-7/év valószínűséggel): 260 mi/h Hó nyomása (100 éves visszatéréssel) 1,46 kPa 97

Példa: North Anna ESP (NRC)

2013.04.05.

Atomerőművek

98

Példa: North Anna ESP (NRC) Geológiai jellemzők Aktív vetődés nincs a telephely közelében Talaj: mállott szikla és sziklaágy Eltérő teherbírás és válaszspektrum

99

2013.04.05. Atomerőművek

2013.04.05.

Atomerőművek

100

Források

Példa: North Anna ESP (NRC) Forrástagok becslése Különböző reaktortípusokra (AP1000, ESBWR, ABWR) különböző tervezési baleset típusok (MSLB, különböző méretű LOCA, üzemanyag-kezelési baleset, szab. rúd kilökődés)

2013.04.05.

Atomerőművek

Példa: kis LOCA miatti kibocsátás ESBWR-re (1 Ci = 3,7*1010 Bq)

101

Bérczy Károly: Atomerőművek telepítése. A nukleáris és atomerőművi telephelyek jellemzői IAEA Safety Series UK EPR PCSR (Areva) 10 CFR 100

2013.04.05.

Atomerőművek

102

Atomerőművi telephelyek létesítése

Recommend Documents