Tematika 1. Az atommagfizika elemei 2. Magsugárzások detektálása és detektorai 3. A nukleáris fizika története, a nukleáris energetika születése 4. Az atomreaktor 5. Reaktortípusok a felhasználás módja szerinti csoportosításban 6. Atomreaktorok generációi 7. Magyarországi nukleáris reaktorok 8. Mini atomerőművek 9. Reaktorbiztonság, sugárvédelem 10. Atomerőmű balesetek 11. Atomerőmű és környezetvédelem 12. Fúziós erőművek 13. Természetes reaktorok 7. előadás
Magyarországi nukleáris reaktorok 7. fejezet
7. előadás
Magyarországi nukleáris reaktorok Magyarországon jelenleg 3 nukleáris reaktor található. Ezek: 1. Paksi atomerőmű 2. Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem tanreaktora 3. MTA KFKI telephely kutatóreaktora
7. előadás
Paksi atomerőmű
7. előadás
Paksi atomerőmű • Energiatermelő atomerőmű, mely Magyarország villamosenergia-hálózatába termel energiát • A magyar villamosenergia-termelés kb. 40%-át a paksi atomerőmű adja • 4 db. VVER-440/213 típusú reaktor blokk alkotja • Mind a 4 reaktor blokk nyomottvizes (PWR) típusú • A blokkok névleges villamos teljesítménye telepítéskor reaktor blokkonként 440 MW volt. • Ma – a korábbi fejlesztéseknek köszönhetően – mind a 4 blokkon a névleges villamos teljesítmény 500 MW. • A paksi atomerőmű elektromos összteljesítménye 1970 MW • A reaktor blokkok hőteljesítménye egyenként 1485 MW 500 𝑀𝑊
• Hatásfok = 1485 𝑀𝑊 = 0,3367 ≈ 34% 7. előadás
Paksi atomerőmű felépítése
Forrás: atomeromu.hu
7. előadás
Paksi atomerőmű – aktív zóna o A reaktor üzemanyaga: 𝑈𝑂2 urán-dioxid o 9 mm magas, 7,6 mm széles hengeres pasztillák, középvonalukban 1,6 mm széles furattal (hasadványgázok nyomása csökkenthető + nem lesz túl nagy a hőmérséklet) o A pasztillák cirkónium-nióbium ötvözetű 2,5 m hosszú, 9 mm átmérőjű csőbe – burkolatba – helyezik. Végül feltöltik hélium gázzal és az egész burkolatot hermetikusan lezárják (a burkolat miatt hasadványgázok nem kerülnek a moderátor vízbe) o Az üzemanyag tabletták és a burkolat együttese a fűtőelempálca. o A fűtőelempálcákat kötegekbe fogják. Ezek a kazetták. A kazetták hatszöges keresztmetszetűek és egyenként 126 fűtőelempálcát tartalmaznak. o Az üzemanyag dúsítása 1,6%, 2,4%, 3,6%, vagy 4,2% lehet o Egy kazettában azonos dúsítású fűtőelemek vannak o Az aktív zónában 349 kazettának van hely. Az üzemanyag kötegek száma 312. o Az aktív zónában a maradék 37 helyre bóracél szabályozó- és biztonsági (BV rudak = biztonságvédelmi rudak) rudakat telepítettek. Ebből 7 db állandóan a zónába van eresztve és 30 db pedig mindig kihúzott állapotban van. o A 30 rúd leengedésével a reaktor bármikor, biztonságosan leállítható. o A 7 rúddal üzem közbeni szabályozás a cél. 7. előadás
o Az aktív zónát a 312 üzemanyag kazetta, a 37 szabályozó rúd és a moderátor szerepét is betöltő hűtővíz alkotja o 1 üzemév után leállítják a reaktort és fűtőanyagot cserélnek benne o Az 1,6%-os dúsítású kazettákat kiszedik. A helyükre az eredetileg 2,4%-os dúsításúakat rakják be. A 2,4%-oask helyére beteszik az eredetileg 3,6%-os dúsítású fűtőanyagokat. A 3,6%-osak helyére pedig új 3,6%-os dúsítású kazettákat tesznek. (Minden kazetta 3 évet tölt a reaktorban)
7. előadás
Az aktív zóna a függőleges elhelyezésű reaktortartályban található. A tartály magassága 13,75 m, külső átmérője 3,84 m. Acél Falvastagság 14 cm, belül 9 mm vastag rozsdamentes acél bevonat (korrózióvédelem) o 6 kiömlő csonk be- illetve kivezetéssel o Az élettartam 30-40 év (biztonsági intézkedésekkel meghosszabítható) o o o o
7. előadás
A reaktortartály forrás: atomeromu.hu
Paksi atomerőmű – primer vízkör • •
A termelődött hőt 6 db hűtőkör szállítja el a reaktorból A hűtőkörök felépítése kicsit eltérő
A 6 hűtőkör térbeli elhelyezkedése a reaktortartály körül a Paksi Atomerőműben. Forrás: atomeromu.hu
7. előadás
• • • • • • • •
Névleges állapotban a víz 297 C fokos a reaktorban, nyomás 123 bar (forráspont itt kb. 330 C) A meleg víz a piros ágon lép ki a reaktorból Ezt követően a víz a gőzfejlesztőbe ér A gőzfejlesztő 3,2 m átmérőjű, 12 m hosszú hengeres edény, amely egy nagy hőcserélő. (5536 db, 16 mm átmérőjű csővel) A hőcserélőben a primer kör vize átadja a hőjét a szekunder kör vizének, és eközben 267 C fokra lehűl. A lehűlt primerköri víz a hideg (kék) ágon jut vissza a reaktorba. A primerköri víz radioaktív! A primerköri nyomást a térfogat kompenzátor nyomáskiegyenlítő szabályozza
reaktortartály gőzfejlesztő tolózárak
7. előadás
Fő keringető szivattyú
Forrás: atomeromu.hu
7. előadás
Paksi atomerőmű – szekunder kör •
• • • • • • • •
•
A szekunder kör feladata a megtermelt hőt mozgási, majd villamos energiává alakítani A gőzfejlesztőben a 223 C fokos, 70 bar nyomású tápvíz 267 C fokra melegszik fel és felforr. Gőz keletkezik. A gőz nedvességét cseppleválasztó zsalukkal csökkentik. (nedvességtartalom kisebb, mint 0,25%) A kilépő gőz a turbinákra kerül és megforgatja azokat A 6 gőzfejlesztőből 3 együtt táplál 1 turbinát A turbinaházban a gőz a munkavégzése során 140 C fokra lehűl és páratartalma 12% körüli lesz A turbinából – a munkáját elvégzett gőz – a kondenzátorba kerül A kondenzátorban a Dunából kivett kb 25 C fokos víz áramlik. A 25 C fokos Duna víz kicsapja a turbinából kijövő gőzt, és így az (a „gőz”) újra cseppfolyós víz lesz – lekondenzálás folyamata A lekondenzált vizet kb 225 C fokra visszamelegítik (jobb hatásfok miatt) és újra visszavezetik a gőzfejlesztőbe, ahol a primer köri víz újra gőzzé alakítja. Stb… 7. előadás
Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem tanreaktora
7. előadás
BMGE tanreaktor épülete
7. előadás
http://www.reak.bme.hu/no_cache/fooldal_hirek.html
BMGE tanreaktor • Medence típusú egyetemi reaktor • 1971 óta van üzemben (ma is üzemel) • 10%-os dúsítású EK-10 típusú üzemanyag kazettákkal működik • Maximális hőteljesítménye 100 kW 𝑛
• Maximális termikus neutron fluxus: 2,7 ∙ 1012 𝑐𝑚2 𝑠 • Fizikus- és mérnökhallgatók nukleáris képesítését és képzését szolgálja, de kutatási feladatokra is használható • 20 függőleges, 5 vízszintes besugárzó csatornája, 2 csőpostája és 1 nagy besugárzó alagútja van • Neutron- és gamma besugárzás 7. előadás
BMGE tanreaktor
7. előadás
Forrás: http://www.reak.bme.hu/kutatas/oktatoreaktor.html
MTA KFKI telephely kutatóreaktora http://www.kfki.hu/brr/reactdpt.html
7. előadás
KFKI telephely
7. előadás
Régen…
Ma…
7. előadás
MTA KFKI - kutatóreaktor • 1959. március 25-én helyezték üzembe, • Kezdeti teljesítmény 2 MW • A reaktor teljességére kiterjedő felújítás és modernizáció 1986-ban kezdődött el és 1992 decemberéig tartott • 1993 novemberétől működik rendszerességgel • A megnövelt maximális reaktor teljesítmény 10 MW lett. • Alap- és alkalmazott kutatásokat szolgál ki Kondenzált anyagok kutatása Radiokémia Biológia Reaktor tréning Technológiai feladatokat lát el Oktatás (reaktor szakemberek képzése, szakdolgozatok, diplomamunkák, Ph.D.-k) o Az IAEA tagja o o o o o o
7. előadás
MTA KFKI kutatóreaktor • • • • • • •
Medence típusú reaktor Moderátora és hűtése vízzel történik Fűtőanyaga: uránium-alumínium ötvözet alapú 10 vízszintes (8 radiális és 2 tangenciális) besugárzó csatornája van Hideg neutron forrás van installálva az egyik tangenciális besugárzó csatornára 51 speciális függőleges besugárzó csatorna Feladatai: o ez az egyetlen kelet-európai berendezés, amelyet az Európai Közösség nagyberendezés programja is magáénak tart o Mind az AEKI mind a Paksi Atomerőmű tudományos bázisintézményeként, mind pedig az Országos Atomenergia Hivatal műszaki szakértő intézményeként sikeresen vesz részt a hazai atomenergetika legkülönbözőbb problémáinak megoldásában o Környezetellenőrzés, állandó mérések
•
A végleges leállítás tervezett éve: 2023
7. előadás
MTA KFKI kutatóreaktora - reaktorcsarnok
7. előadás
Tervezett és teljesített üzemórák az MTA KFKI kutatóreaktorán
7. előadás
2009-ben volt 50 éves a Budapesti Kutatóreaktor
7. előadás
