Boros Ildikó Atomerőművek 2012.05.10.
Atomerőművi hűtővíz rendszerek
Kondenzátor hűtés, hűtővízellátás Miért speciális atomerőművi kérdés? Mert az elvonandó hőteljesítmény 1000 MW-os gőzerőművi blokknál: • atomerőmű: 2000 MW • hagyományos gőzerőmű: 1000…1300 MW • kombinált ciklus: max. 700 MW
2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
3/15
Kondenzátor hűtés, hűtővízellátás
2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
4/15
Hűtővízellátás Frissvízhűtés
Hűtőtavas hűtés Nedves hűtőtornyos hűtés Száraz hűtőtornyos hűtés
LNQ: legnagyobb víz, az eddig észlelt legnagyobb vízhozam, KNQ: közepes nagy víz, az évi maximumok átlaga, KÖQ: közepes víz, sokévi átlagos vízhozam, KKQ: közepes kisvíz, az évi minimumok átlaga, LKQ: legkisebb víz, az eddig észlelt legkisebb vízhozam Q [m3/s]
LNQ KNQ nagy vízhozamú év
átlagos vízhozam-tartósság
Pl. USA, 104 blokk 60 frissvíz-hűtés 35 nedves HT 9 vegyes rendszer
KÖQ, átlagos vízhozam
kis vízhozamú év KKQ LKQ T [h/év]
2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
5/15
Hűtővízellátás – frissvíz hűtés 1/3-nál nagyobb vízigény: duzzasztás Vízkivételi mű: szűrés, szivattyúzás Csővezetékes szállítás
szabadfelszínű csatorna Rekuperációs vízerőmű
Erőmű G
Frissvíz: folyóból: max. a vízhozam 1/3-a, tengerből: visszafolyás megakadályozása Kondenzátor tisztítás 2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
6/15
Hűtővízellátás – frissvíz hűtés Alacsony hőmérsékletű, nagy mennyiségű frissvízforrás kell hozzá Kondenzátorok hátadó felületét ez alapján kell tervezni (pl. UAE) Pl.: török NPP, 1% kimenő P különbség (Feketetenger vs. Földközi-tenger) NPP-nél szinte csak ez a szempont számít a telephely-választásnál Tengervizes hűtés: komolyabb anyagminőségkövetelmények, de hatékonyabb hűtés (pl. EPR) Korlát kilépő hűtővíz-hőmérsékletre, emiatt több helyen korlátozás USA: környezetvédelmi törvény miatt kiszorulóban
Paksi Atomerőmű hatása (erősen kerekített értékek) PBT = 2000 MW (teljesítménynövelés után) elvonandó hő: 4000 MW Duna közepes vízhozama: 2200 m3/s hőmérsékletemelkedés 0,43ºC lenne teljes elkeveredés után KKQ-nál (850 m3/s) > 2ºC nincs teljes elkeveredés!!
2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
8/15
Hűtővízellátás – frissvíz hűtés Rekuperációs erőmű terve
Pakson Az építés óta tervezik Terv: 35 GWh/év, mátrix
turbinás megoldással Több erőműben is létezik (Mo-n is) KÁT Jelen állapot
www.microva.hu
www.wec-austria.at/
Hűtővízellátás –
hűtőtavas hűtés
mbe + mcs = msz + mp + mle + Δme mbe · cbe = (msz + mle + Δme) · c
víz tömegmérleg só tömegmérleg
mbe,min = (mp+Δme-mcs)/(1-cbe/cmeg) mp
mcs
1 MWe ÷ 1 ha mbe
mle
szóró-hűtők, cseppelragadás Δme 2010.02.22.
Erőmű
© Gács Iván (BME)
10/15
Hűtővízellátás –
hűtőtavas hűtés
Előnye: olcsó és egyszerű Lassú párolgás, ezért kisebbek a
veszteségek Hűtővízszivattyúk a parti műben vagy gépházban Kivétel és visszavezetés helyét térben szeparálni kell Hátrány: nagy felület, nagy tereprendezési munka, vízveszteségek (szivárgás kb. napi 1 mm, párolgás)
Hűtővízellátás - szóróhűtés Előny: kis beruházási
költség Hátrány: nagy vízveszteség (szél!) Kondenzátorhűtésre nem alkalmazzák atomerőműben
Volgodonszk
Hűtővízellátás – nedves hűtőtornyos hűtés
G
pótvíz
leeresztés
természetes áramlású kényszeráramlású 2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
14/15
Hűtővízellátás – nedves hűtőtornyos hűtés
Prairie Island NPP
Liebstadt NPP
Hűtővízellátás – nedves hűtőtornyos hűtés Természetes áramlású
hűtőtornyok – hatékony hűtés nagy levegő-víz érintkezési felülettel 120-200 m magasságig Előnye a kis helyigény, biztonsági szempontok Hátránya a beruházási költség Kb. 3% párolgási veszteség Ellenáramú Keresztáramú eng-hvac.blogspot.com
eng-hvac.blogspot.com
Hűtővízellátás – nedves hűtőtornyos hűtés Kényszeráramú hűtőtornyok –
ventillátorokkal biztosítják a levegőáramot Jobb hűtés, de 1-1,2%-nyi önfogyasztás Max. 50 m magasak USA középső és nyugati részén (szélsőséges időjárás) Hűtőtornyok 2-5%-kal rontják az erőmű összhatásfokát a direkt hűtéshez képest Hűtőtornyos hűtés kb. 40%-kal drágább Leeresztési veszteség Chinon B
Hűtővízellátás – száraz hűtőtornyos hűtés G
G
apróbordás hőcserélő
pótvíz
• • •
természetes áramlású kényszeráramlású
nedvesített 2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
• • •
Jelentős energiaigény Alacsony hatásfok Ott alkalmazzák, ahol még nedves hűtőtoronyhoz sincs elegendő frissvíz-ellátás (10%-a az igény a nedves hűtőtornyosnak) Lehetőség még a levegőhűtésű kondenzátor USA-ban és UK-ban kizárva az új blokk projektekből Biztonsági szempontok (LOOP) 18/15
Kondenzációs hőmérséklet csökkentése Előny: javul a körfolyamat hatásfoka Magas környezeti hőmérsékletnél az előny dominál, alacsonynál a hátrány.
Hátrány: nagyobb hűtővíz mennyiség (költség) nagyobb szivattyúzási munka (önfogyasztás) nagyobb kilépési sebesség miatt nő az erózió
•Alacsony hűtővíz hőmérséklet esetén érdemes csökkenteni a hűtővíz áramot! 2010.02.22.
© Gács Iván (BME)
a kilépési veszteség
19/15
Környezetvédelmi, társadalmi szempontok A trend a nedves hűtőtornyok
alkalmazása Oka: vízvédelmi törvények (hőterhelés miatt ökoszisztéma felborulása, vízi élőlények károsodása vízkivétel miatt) USA: Clean Water Act – gyakrolatilag megtiltja az új blokkoknak a frissvizes hűtést (és a régebbieknek is néhánynak át kell állni rá) Erőműves szakma vitatja (a vízfelhasználása a hűtőtornyosnak nagyobb, 1,8 l/kWh vs 0,4 l/kWh)
www.ibtimes.com
Az Atomerőmű vízfelhasználása •kondenzátor hűtővíz •biztonsági hűtővíz •technológiai hűtővíz •tüzivíz •ivó- és szennyvíz
105 m3/s 3 m3/s 2 m3/s 0,21 m3/s
= = = = =
378 10,8 7,6 0,78 0,035
Az Atomerőmű vízforrásai •Duna (hűtő- és sótalan víz) •Partiszűrésű 30 m-es rétegvíz (tüzivíz) •Csámpai 120-150 m-es rétegvíz (ivóvíz)
21
e e e e e
m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h
A Duna •Duna vízhozama: •vízszint ingadozás: •medermélyülés: •hossza:
22
880-10.000 m3/s ~10 m ~1,5 m / 100 év 2860 km
1.sz.ábra
2.sz.ábra
23
3.sz.ábra
Öblözeti vízhőmérséklet gyakoriság 1980-2004. között (osztályköz: 1 °C) 7,00
Vízhőmérséklet gyakoriság
6,00
4,00
3,00
2,00
1,00
Vízhőmérséklet tartam Vízhőmérséklet tartamdiagram 1980.-2004.
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
9
10
8
7
6
5
4
3
2
1
0,00 0
30,0
Vízhőmérésklet ( °C )
25,0
Vízhőmérséklet (°C)
Gyakoriság ( % )
5,00
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0 0
10
20
30
40
50 Tartam (%)
24
60
70
80
90
100
Max., min. és átlagos vízállás Havi öblözeti vízállás (mBf) 94,00 93,00 92,00
Öblözeti vízállás (mBf)
91,00 90,00 89,00 88,00 87,00 86,00 85,00 84,00 jan
febr
márc
ápr
máj
jún
júl Hónap
25
aug
szept
okt
nov
dec
Vízállás gyakoriság Öblözeti vízállás gyakoriság 1988.-2004. (0,2 m osztályköz) (%)
7,00
6,00
4,00
3,00
2,00
1,00
Vízállás (mBf)
26
94
6 93 ,
2 93 ,
92 ,8
92 ,4
92
6 91 ,
91 ,2
8 90 ,
4 90 ,
90
6 89 ,
2 89 ,
8
4
88 ,
88 ,
88
6 87 ,
87 ,2
86 ,8
4 86 ,
86
6 85 ,
2 85 ,
8 84 ,
84 ,4
0,00 84
Gyakoriság (%)
5,00
Vízállás tartamdiagram
Öblözeti vízállás tartam 1988.-2004. (mBf) 94 93 92
Öblözeti vízállás (mBf)
91 90 89 88 87 86 85 84 0
10
20
30
40
50 Tartam érték (%)
27
60
70
80
90
100
Barákai gázló
A Barákai gázló és küszöbmagassága 28
6-os út Paks
3 5
AE vízellátása 1
2 4
9
7 6 1 1
8
1 0
© VITUKI Rt ARGOS Stúdió és Aradi János
6-os út Pécs
1: Hidegvíz csatorna 2: Melegvíz csatorna 3:Parti szűrésű kúttelep
29
4: Zagymedencék 5: Csámpai vízmű 6: Szennyvíztelep 7: Halastavak
8: Kondor-tó 9: Övárok (átemelő sziv. ház) 10: Faddi betáp 11: Csámpa-patak meder
Hidegvíz csatorna Feladata: az erőmű részére a szükséges mennyiségű hűtő- és nyersvíz biztosítása. Fő adatok: •hvcs. max. kap: •LKV: •LNV : •hossza: •fenék szint:
30
220 m3/s 83,50 mBf 95,59 mBf ~ 1400 m 81 mBf
Vízkivételi mű Feladata:az erőművi technológiákhoz szükséges vízmennyiség hidegvíz csatornából történő kiemelése, tárolása és fogyasztókhoz való eljuttatása.
31
Kondenzátor hűtővízrendszer
Feladata:a turbinák kondenzátoraihoz szükséges mennyiségű és minőségű hűtővíz biztosítása.
34
Kondenzátor hűtővízrendszer
35
MJO szivattyú: •félaxiális örvényszivattyú •P vill. = 2-3,5 MW •n = 296 min-1 •H nyomó = 822 m •V = 919 m3/s •előperdítő lapátsor állásszöge = -40 +30°
Végcsappantyú:nem más, mint egy visszacsapó szelep •lebegtetett helyzet •kiemelt helyzet •3 db hidraulikus fék
36
Szinttartó bukó (1.-2. blokk üzemel, 3.-4. blokk áll) és energiatörő
Melegvíz visszakeverő zsilipek
melegvíz visszakeverő műtárgy
Szinttartó bukó, melegvíz visszakeverő műtárgy szinttartó bukó, öblözeti melegvíz visszakeverő műtárgy
37
Hatósági korlátok • a Dunába visszavezetett hűtővíz hőfokának és a Duna vízhőfokának különbsége 4 °C-os Dunavíz hőfok alatt max. 14 °C, 4 °C felett max. 11 °C lehet, • az energiatörő műtárgytól 500 m-re lévő Duna keresztszelvényében a Dunavíz hőmérséklete sehol sem lehet 30 °C –nál magasabb.
39
Duna
hidegvízcsatorna melegvíz csóva
melegvízcsatorna 1. sz. kőszórás 1.sz. ábra
500 m-s szelvény 2. sz. kőszórás
A melegvíz csóva 2.sz. ábra
40
Mérési útvonal a Dunán
41
07.28-i mérés eredményei az 500 m-s szelvényben nincs uszály
Vízhőmérsékletek a keresztszelvényben és a csóva hosszában
34
10 cm mélyen
33
20 cm mélyen
32
70 cm mélyen
31
29 28 27 26
07.31-i mérés s csóva hosszában 25
34
24
Fa vonalában
33
23 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
2. sz. kőszórás végénél
170
32
Melegvízcsóva szélessége (m)
Csóva szélénél
31
15 m-re a parttól
30 Hőmérséklet (°C)
Hőmérséklet (°C)
30
29 28 27 26 25 24 23 0
100
200
300
400
500
Távolság az energiatörő műtárgytól (m)
42
600
700
800
2006. július35 augusztus
Hőmérsékletek és Duna vízállása 86,5
34 86,4 33
32
86,3 MJO szivattyúk térfogatáramának növelése
31
Hőmérséklet (°C)
30
86,2
29
86,1
Duna min. hőm. az 500-s szelvényben
86
Duna max. hőm. az 500s szelvényben
85,9
Levegőhőmérséklet 14 órakor
85,8
Melegvízcsatorna kifolyási hőm.
28 27
26 25
24 23
22
85,7 uszály beállítása
1.sz. diagram
uszály elvitele
85,6
21
20
85,5
Napok
43
Duna vízállása - -jobb oldali skálához rendelve!
Biztonsági hűtővíz rendszer Feladata:a reaktor lehűtéséhez és szubkritikus állapotban való tartásához szükséges létfontosságú biztonsági fogyasztók ellátása hűtővízzel.
A biztonsági hűtővízrendszerek fő fogyasztói
• • • • • • • •
44
FKSZ , SZBV közbenső hűtőkör hűtése, pótvízszivattyú motorok-, és olajrendszerük hűtése, reaktorakna-, BOX-, egyéb primerköri recirkulációs léghűtő rendszerek hűtése, Pihentető medence hűtőkör hőcserélői ZÜHR hőcserélői-, valamint ezen rendszerek szivattyúi-, és villanymotorjainak hűtése, lehűtő kondenzátorok-, és lehűtő szivattyúk csapágyhűtése, főgőz rendszeri gamma detektorok hűtése, dízel generátorok hűtése.
Biztonsági hűtővíz rendszer A biztonsági hűtővíz rendszer biztosítja a megfelelő mennyiségű, minőségű és hőmérsékletű hűtővizet: • normál esetben a technológiai rendszer fogyasztói, • normál lehűtés esetén a blokk leállításához, lehűtéséhez és a leállított reaktor remanens hőjének elviteléhez szükséges fogyasztók, • blokki üzemzavar esetén a blokk lehűtéséhez és a remanens hő elviteléhez szükséges fogyasztók részére.
Biztonsági hűtővíz rendszer
A biztonsági hűtővízrendszer az alábbi feladatokat látja el: •hűtővíz kiemelése a hidegvízcsatornából, •hűtővíz mechanikai tisztítása, •hűtővíz eljuttatása a fogyasztókhoz, •hűtővíz elszállítása a fogyasztóktól, •hűtővíz visszajuttatása a melegvízcsatornába.
Tervezési alapkövetelmények •
•
• • •
• • •
A biztonsági hűtővíz rendszer folyamatos (szünetmentes) vízutánpótlást biztosít a blokki fogyasztók részére. A rendszer méretezési alapját az egyik blokkon bekövetkezett nagycső-töréses üzemzavar adja, amíg az ikerblokkon lehűtés zajlik. A redundancia-fok kialakításánál a ZÜHR tervezési elveihez igazodtak. A csőtörés által érintett hurokba betápláló ZÜHR alrendszer hatástalan, így hőelvitel funkcióra sem képes, hiába tartozik hozzá ép BHV alrendszer. A maradék két alrendszer közül az egyiken az egyszeres hibatűrés elvének megfelelően fel kell tételeznünk egy rejtett hibát, ami az üzemzavar során az egyik alrendszer üzemképtelenségét okozza. Az üzemzavart a megmaradt rendszernek le kell tudnia kezelni zónakárosodás nélkül. (NBSZ 3. kötet 4.096) Nem üzemzavari esetben az egyes rendszerek vízoldali terhelése egyenletes legyen. A hűtővíz szivattyúk a legkisebb Duna-vízszint alatt legyenek oly mértékben, hogy a Duna mederváltozása miatt változó legkisebb vízszint (LKV) az erőmű teljes élettartama alatt is kellő ráfolyási magasságot és ezáltal kavitációmentes üzemet tegyen lehetővé. A Duna-víz változó mechanikai szennyezettsége ellenére biztosítható legyen a fogyasztók állandó minőségű hűtővize. A hűtővíz szivattyúk a tervezési körülmények között minden esetben elegendő mennyiségű hűtővizet jutassanak a fogyasztókhoz. A biztonsági hűtővíz radiológiai helyzete folyamatos méréssel ellenőrizhető legyen. A csővezetékek átmérője olyan legyen, hogy a szakirodalomban ajánlott 2,5 m/s-os értéket ne haladja meg sehol, hogy káros eróziós folyamatok illetve túl nagy áramlási ellenállás ne alakuljon ki.
48
Biztonsági hűtővíz rendszer . V N = 0,46 m3/s p N = 6,25 bar n = 990 f/perc P = 0, 5 MW
100 m3 + 33 m
100 m3 + 33 m
100 m3 + 33 m
1. blokk
2. blokk
1. blokk
2. blokk
1. blokk
2. blokk
49
Biztonsági hűtővíz rendszer BQS szivattyú
BQS 600-II biztonsági hűtővízszivattyú
50
Technológiai hűtővíz rendszer Feladata: a biztonsági és a kondenzátor hűtővízrendszerhez nem tartozó Duna-víz hűtésű fogyasztókhoz hűtővíz, és a vegyészet nyersvíz biztosítása.
• •
3. és 5. sz. víztisztítók hűtése nem létfontosságú szivattyúk hűtése
•
technológiához szükséges kezelt vizek forrása (pl. pótvíz előkészítő üzem )
• • • •
51
turbinagépházi nagyteljesítményű villamos motorok-, és szivattyúk csapágy hűtése szekunderköri vegyészeti mintavételi rendszerek hűtése hűtőgépházi folyadékhűtők kondenzátor hűtése hidrogén fejlesztő hűtése
52
NA 3600 2. blokk
NA 3600 1. blokk
Technológiai hűtővíz rendszer
Fogyaszt ók felé
. V N = 0,45 m3/s p N = 3,8 bar n = 985 f/perc
Technológiai szivattyú ház
53
Atomerőművi szellőzőrendszerek
Miért kell mesterségesen szellőztetni az atomerőművekben?
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
A technológiai berendezések ablaktalan helyiségekben vannak. A természetes szellőztetés nem megoldható. Cél Az épület és az egyes helyiségekben lévő technológiai rendszerek hosszú távú gazdaságos üzemeltethetősége továbbá
az üzemeltető, karbantartó személyzet biztonságos és egészségre ártalmatlan környezeti körülményeinek biztosítása.
67
Általános szellőzőrendszeri tervezési alapelvek • • •
68
A helyiség funkciójának meghatározása. A helyiségben termelődött hő, CO2, nedvesség, por, egyéb szennyezőanyag koncentráció meghatározása. Elégedetlenségi arány meghatározása komfortfokozat (A, B, C) meghatározása.
Komfort fokozat A: 15% az elégedetlenek aránya B: 20% az elégedetlenek aránya C: 30% az elégedetlenek aránya
Hely
Érzékelhető levegő minőség (decipol)
Hegy, tenger
0,05
Város, jó levegő
0,10
Város, közepes levegő
0,20
Város, rossz levegő
0,50
Érzékelhető levegő minőség egyenlete: c=0,8+0,22*k (decipol), ahol k (ppm)-ben az aceton koncentrációja Irodalom: Épületgépészet 2000
69
Végleges Biztonsági Jelentés szerinti felosztás • Hermetikus tér • Reaktorház • Klímarendszerek • Szekunderköri rendszerek
(primer kör) (primer kör) (vezénylőtermek)
Szellőzőrendszerek alfanumerikái • Primerköri recirkulációs szellőzőrendszerek • Primerköri nyomó-szívó szellőzőrendszerek • Szekunderköri nyomó-szívó szellőzőrendszerek • Szekunderköri szívó szellőzőrendszerek • Klímarendszerek • Egészségügyi épület nyomó-szívó szellőzőrendszerek • Segédépületi nyomó-szívó szellőzőrendszerek
70
(TL) (UH-TN) (UX-UG) (UG) (UP) (XV-XW) (NS-NR)
Nukleáris Biztonsági Szabályzat előírásai a hermetikus tér szellőztető rendszereire • depresszió létesítése és meghatározott értéken való tartása (a környezet felé ne legyen
légáramlás, a túlnyomásra tervezett hermetikus tér ne károsodjon a túl nagy depresszió miatt) • keletkezett hő és nedvesség elszállítása (a hőmérséklet emelkedésével az öregedési folyamtok gyorsulnak, amit a nedvesség csak tovább fokoz) • a levegő hűtése hűtővízzel történjen (biztonsági vagy hűtöttvíz) • recirkulációs hűtőrendszer (a környezettel csak a minimális keresztmetszetű kapcsolat legyen) • a minimális frisslevegő igény biztosított legyen az üzem közbeni ellenőrzésekhez • a recirkuláció miatt a hermetikus téren belüli levegőt folyamatosan tisztítani kell • a levegő áramlási iránya a kisebb szennyezettségű helyiségek felől a nagyobb szennyezettségű helyiségek felé történjen • karbantartáskor a nyitott hermetikus térben megfelelő környezeti feltételeket legyenek • az üzemi szellőző és légtisztító berendezések üzemzavar után a levegő hűtését és tisztítását biztosítsák • a hermetikus térből a környezetbe távozó levegő csak megfelelő szűrés után bocsátható ki
71
Hermetikus tér légtechnikai tervezési paraméterei • t belső, üzemi • t belső, max.
= 40-60 °C, = 65 °C ha nagyobb, akkor blokkot kéziben leállítani, lehűteni, • p hermetikus tér, üzemi (relatív) = -150 ÷ -200 Pa V nyomó=1000m3/h < V szívó=1250m3/h !!! • p hermetikus tér, min. (abszolút) = 0,8 bar • p hermetikus tér, max (relatív) = +300 Pa • A korlátozottan kezelhető helyiségekben a GF-k helyiségéhez képest +50 Pa túlnyomásnak kell lennie. • rel. páratartalom = ?????
Üzemviteli korlátozások •p hermetikus tér, (relatív) = +50 Pa blokkot kéziben leállítani, lehűteni •p hermetikus tér, (relatív) = +300 Pa blokkot kéziben leállítani, lehűteni és gyorszárók zárnak, hermetizálódik a hermetikus tér
72
Hermetikus tér szellőztető rendszeri Nyomó-elszívó szellőztető rendszerek • UH03-TN02 • UH04-TN01
Üzemelő blokknál a nyomástartást biztosítja Karbantartási szellőztető rendszer (UH03 rendszert váltja ki, kiegyenlített)
Recirkulációs szellőztető rendszerek • TL01
Hermetikus tér hűtését biztosítja • TL02 Hermetikus tér levegőjének tisztítását biztosítja (aeroszol és jódszűrők) • TL03 Reaktorakna hűtését biztosítja • TL04 Ventilátorok villamos motor helyiségének hűtését biztosítja • TL05 Főkeringtető szivattyúk villamos motor helyiségének hűtést biztosítja • TL08…15 Hajtás- és műszerhelyiségek hűtését biztosítják
73
Reaktorház szellőztető rendszerei_____1 • UH05-TN13 • UH01-TN09,10 • UH02, UH06 • UH10 • TN11, TN12 • TN14 • TN06 • TN03..07 • TL06 • TL07 • TL14 • TL17 • TL16 • TL13
Reaktorcsarnok klimatizált általános szellőztetése (nincs szűrés) Karbantartó műhelyek szellőztetése Reaktorcsarnok befúvó szellőztetése Lépcsőházi füstmentesítés befúvó szellőztetése Általános elszívó rendszerek Időszakosan kezelhető helyiségek elszívó rendszere Primerköri laborok elszívó rendszere Kisebb helyiségek elszívó rendszere Gőz- és tápvíz hermetikus falátvezetések recirkulációs rendszere ZÜHR szivattyúk hűtőrendszere, amikor a TH, TJ, TQ, TF üzemel! Pótvíz szivattyúk recirkulációs hűtőrendszere Reaktorcsarnoki légfüggöny Pihentető medence szellőztető rendszere, amikor a medence nyitott Pihentető medencehűtés technológiai rendszerek helyiségének hűtése
26e m3/h 38e m3/h – TN13
12e m3/h – TL16
Pihentető medence 74
Reaktorház szellőztető rendszerei_____2 • TN14 • TN09, TN10 • UH02 • UH06 • TN11, TN12 • TN03 • TN04 • TN05 • TN07 • TN15
75
Szennyezett helyiségek általános elszívása (aeroszol) Karbantartó műhelyek elszívása Szellőző galéria helyiségeinek szellőzése, Lépcsőház füstmentesítése Feltételesen szennyezett helyiségek szellőztetése Kiszolgálható helyiségek elszívó szellőztetése Kábelalagutak elszívó szellőztetése FKSz és pótvízszivattyúk olajrendszer helyiség elszívó szellőztetése Hidrazin-hidrát tartályok elszívó szellőztetése Eü helyiségek elszívó szellőztetése Friss üa tároló elszívó szellőztetése
Reaktorház légegyensúlya
482.980 m3/h
468.600 m3/h
Reaktorház
depresszió 92.000 m3/h
76
Szekunderköri helyiségek
92.000 m3/h
Biztonsági rendszerek- és rendszerelemek tervezési paraméterei (ellenőrzött zónán kívül vannak!) Vezénylőtermek Számítógéptermek Reléhelyiségek Villamos kábelterek és kapcsolószekrény terek Akkumulátor helyiségek
t belső, tél = 22 ÷ 24°C, t belső, nyár = t külső – (5÷10°C) rel. páratartalom = 50 ÷ 60%
77
UP UP UX-UG UX-UG UX-UG
Klímagép elvi felépítése
Nyomó ventilátor
Elhasznált levegő 80÷0 %
Nedvesítő kamra Léghűtő
Légfűtő
Friss levegő 20÷100%
78
Keverő kamra
Szűrő
Elszívó ventilátor
Hőmérséklet
Entalpia
1 - keverő kamra, 2 - levegőszűrő, 3 - előfűtő kalorifer, 4 - hűtő kalorifer, 5 - mosókamra, 6 - nyomó ventilátor,
Abszolút nedvességtartalom
79
7 - utófűtő kalorifer, 8 - légcsatornák, 9 - befúvó- és elszívó elemek, 10 - elszívó (vagy recirkulációs) ventilátor, 11 - recirkulációs vezeték, 12 - zsaluk.
Klímagép: • Befúvó légkezelő központ • Elszívó ventilátor Szellőztetett helyiségből
Szellőztetett helyiségbe
Klímagép: • Befúvó légkezelő központ
80
Szellőző rendszereket kiszolgáló rendszerek •
•
81
Forróvíz rendszer – Gépházi forróvíz rendszer (130/70°C) – Keringtető szivattyúk – Osztó, gyűjtők – Csőhálózat Hűtöttvíz rendszer − Hűtőgépház (7/11°C) − Keringtető szivattyútelep − Nyomásfokozó szivattyútelep − Csőhálózat
Üzemeltetési problémák • • • • • • • •
Elfagyás Túl meleg van technológia, személyzet Túl hideg van nedvességkiválás Szűrők, kaloriferek elpiszkolódnak Szakaszoló armatúrák nem zárnak Nincs légtelenítő Nyári kondenzáció csapadékelvezetés problémás ! Aut. szabályzókörök nem működnek
82
Szűrt leeresztés Konténment-meghibásodási
módok között súlyos balesetnél: lassú túlnyomódás (ld. Fukushima) Ennek megakadályozására konténment nyomáscsökkentés Konténment hűtés Szűrt leeresztés – radioaktív
konténment atmoszféra légkörbe juttatása ellenőrzött módon
Szűrt leeresztés 1980-as években (súlyos baleseti elemzésekkel) merült fel BWR-ek balesetkezelési utasításaiban szerepel Számos helyen tervezték, kevés blokkon valósult meg NRC: hardened venting követelménye 1988-ban Mark I konténmentekre (mert elképzelhető volt nagy nyomású tranzienseknél a csővezetékek sérülése vagy a szelepek kezelhetetlensége a leeresztés során…) Megerősített csővezeték és szelepek, távirányítású izoláló szelepek – Fukushimában is! Zónaolvadás után is érdemes leereszteni wetwellen keresztül
Szűrt leeresztés
Szűrt leeresztés Fukushima példa, 1. blokk Márc 12: PCV venting előkészületek magas D/W nyomás miatt, ezt a PM, a METI és a NISA is jóváhagyta Márc 12 reggel: D/W felől PCV venting kezdése, nagy dózis miatt nehézkes kivitelezés. MO szelepet manuálisan 25%-ra nyitják KU szerint. S/C felől is próbálják az AO szelepet nyitni, manuálisan nem sikerül a magas dózis miatt, ideiglenes légkompresszorral
később igen. Márc. 12. 14.30-kor D/W nyomás csökken, a leeresztést sikeresnek ítélik. A műtét sikerült, a beteg meghalt.
A súlyos balesetre tervezett eljárás a súlyos balesetkor gyakorlatilag használhatatlan volt!
Szűrt leeresztés Követelmények Fukushima után NRC Task Force – hardened vent helyett reliable hardened vent a
követelmény a BWR-ekre (Mark I és Mark II konténmentek) Más konténment-típusokra is vizsgálni kell Leeresztés legyen passzív módon is vezérelhető (nyomáskorlátozás) és aktív módon is (tetszőleges időpontban nyomáscsökkentés, pl. LPIS használatához) Wetwell és drywell szellőztetése lehetséges legyen hosszabb TFK esetén is, a személyzet kockáztatása nélkül A leeresztés szűrt legyen. A leeresztő rendszerek nem használhatnak több blokkra közös rendszereket Szeizmikus események ellen védett rendszer
Szűrt leeresztés PWR-hez (Westinghouse) Száraz szűrős leeresztés Nedvességszeparátor az FCVS-be lépésnél Indítás távolról (konténment izoláló szelepek) vagy hasadótárcsa segítségével Csak passzív komponensekkel is megvalósítható Aeroszol szűrő: kétlépcsős, szilárd részecskéket távolítja el Előszűrő: fémgyapot szűrő csökkenő szálátmérővel (65-12 μm) Főszűrő: fémgyapot szűrő csökkenő szálátmérővel (12-2 μm) Jódszűrő: molekulaszűrő zeolittal (elemi és szerves jód megkötés)
Szűrt leeresztés
Forrás: Dr. Gács Iván: Atomerőművek előadás 2011 Fenyvesi Csaba (PA): Atomerőművek (szakmérnöki)
előadás (2010) Európai stressz-tesztek Nuclertourist.com WNA Nrc.gov Margulova: Atomerőművek
