Gunkl Gábor – 2009 – BME Westinghouse AP1000

Áttekintés  Felépítés Konténment Primer köri jellemzők Turbogenerátor Névleges adatok  Biztonság Passzív berendezések Mélységi védelem DSA, PSA eredmények  Tervezett/folyamatban lévő építkezések

Primer konténment: acél tartály Átmérő/magasság: 39,6/65,63 m Tervezési nyomás/hőmérséklet: DBA-ra: 4,07 bar/149 °C DBA-n túli üzemzavarokra: 8,9 bar/204 °C Tervezett szivárgási arány: 0,1 térfogat%/nap Felépítés – (Primer)konténment

Felépítés – Primer kör Reaktortartály: –Belső átmérő: 3988 mm –Falvastagság: 203 mm –Teljes magasság: mm –Szénacél, rozsdamentes acél plattírozással –Tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/343,3 °C Aktív zóna: –Magasság: 4,267 m –Egyenérték-átmérő: 3,04 m –Hőátadó felület: 5268 m 2 –Üzemanyag tömege: 84,5 t –Átlagos lineáris telj. Sűrűség: 187 W/cm –Üzemanyag típusa: UO 2, <4,95% –Kazetta: 17x17 rácsosztású, 4795 mm hosszú –Kazetták száma: 157 db

Felépítés – Primer kör

Gőzfejlesztő: –Típus: Delta-125, függőleges, U-csöves elrendezésű –Blokkonként 2 db –Hőátadó felület: m 2 –Hőátadó csövek száma: –Legnagyobb külső átmérő: 5575,3 mm –Teljes magasság: mm –Szállítási tömeg: 663,7 t –Köpeny és csőblokk anyaga: szénacél –Csövek anyaga: Inconel 690-TT Főkeringető-szivattyú: –Típus: „dobozos” (Canned) motorral szerelt centrifugálszivattyú –Blokkonként 4 db –Tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/ 343,3 °C –Névleges térfogatáram: 4,97 m 3 /s –Névleges szállítómagasság: 111,3 m –Névleges fordulatszám: 1750 rpm Felépítés – Primer kör

Térfogatkompenzátor: –Teljes térfogat: 59,47 m 3 –Gőztérfogat névleges állapotban: 31,14 m 3 –Tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/360 °C –Fűtőpatronok teljesítménye: 1600 kW –Belső átmérő: 2,28 m –Teljes magasság (lefújató szelepig): 16,27 m ZÜHR: –Passzív remanenshő-hűtőrendszer, 1 hőcserélő, tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/343,3 °C –Nagynyomású hűtővíz-tartályok: 2 db, nyomástartás primer-köri gőzzel, térfogat: 70,8 m 3, tervezési nyom./hőm.: lsd előbb –Hidroakkumulátorok: 2 db, térfogat: 56,5 m 3, tervezési nyomás/hőmérséklet: 56 bar/148.9 °C –Konténmenten belüli üa. átrakó medence (IRWST): 1 db, térfogat: 2092,6 m 3, tervezési nyomás/hőmérséklet: 1,4 bar /65,6 °C

Felépítés – Turbogenerátor Turbinák: –1 db kettős kiömlésű nagynyomású és 3 db kettős kiömlésű kisnyomású turbina egy tengelyen elhelyezve –Nagynyomású házon 1-1 megcsapolás tápvíz előmelegítőbe és GTT-be, kisnyomású házakon 4 megcsapolás tápvíz-előmelegítőkbe –Utolsó fokozat lapáthossza: 1372 mm –Frissgőz nyomás/hőmérséklet: 55 bar/271 °C –Fordulatszám: 1800 rpm (60 Hz), 1500 rpm (50 Hz) Kondenzátor: –Hűtővíz tömegáram: 37,85 m 3 /s –Hűtővíz hőmérséklete: 30,5 °C (hűtőtornyokkal) –Kondenzátor-nyomás: 0,091 bar Generátor: –3 fázisú, szinkron –Névleges teljesítmény: 1250 MVA –Hatásos teljesítmény: 1200 MW –Névleges feszültség: 24 kV –Működési frekvencia: 50/60 Hz

Névleges adatok Termikus teljesítmény3415 MWt Elektromos teljesítmény (bruttó/nettó) 1200/1115 MVA Bruttó/nettó hatásfok (hűtőtoronnyal) 35.1% / 32.7% Hűtővíz/moderátorKönnyűvíz Üa. dúsítás4,95 % (kiégő mérgekkel) Kampány hossza18 hónap Üa. tömege84,5 t Üa. Átrakáskor a friss üa. aránya 43 % Éves radioaktív hulladék (ILW és LLW) 35 tonna

Névleges adatok Tervezett rendelkezésre állás > 90 % Tervezett üzemidő60 év Tervezett villamosenergia-ár 3,0–3,5 ¢/kWh ikerblokkokra Tervezett működési tartomány %, 10%-os lépésekben Tervezett építési idő38 hónap (moduláris szerkezet, komponensek csökkentett száma)

Biztonság – Passzív berendezések Passzív üzemzavari zónahűtés: –Nem alkalmaznak külső energiaforrást (pl.: dízelgenerátorok) –A gravitáció, természetes cirkuláció és nyomáskülönbség hajtja a rendszert

Biztonság – Passzív berendezések Passzív konténment hűtőrendszer:

Biztonság – Passzív berendezések Blokkvezénylő izolációja: –Passzív módon, nagynyomású oxigéntartályokkal –11 főre, 72 órára DBA esetén

Biztonság – Mélységi védelem Az AP1000-ben alkalmazzák azokat a technológiákat, amelyek más erőművekben biztonságvédelmi funkciót is ellátnak, de a Westinghouse erőművében ezek nem tartoznak a biztonságvédelmi rendszerek közé (nem szerepelnek a biztonsági elemzésekben sem), üzemszerűen alkalmazzák őket. A fent leírtakból következik, hogy egy esetleges üzemzavar esetén ezen technológiák további mérnöki gátakként viselkednek, többszörös diverzifitást biztosítva. Mivel nem látnak el biztonságvédelmi funkciókat, kevesebb karbantartást igényelnek. Ilyen rendszerek pl.: vízkémiai és térfogatkompenzátor rendszerek, üzemi remanenshő- elvonó rendszerek

Biztonság – DSA, PSA eredmények (Diverz) DSA és PSA vizsgálatok alapján az AP1000 a mai erőművekre elfogadott zónaolvadási gyakoriságnak (10 -5 ) az 1%-át, a hasonló, 3+ generációs erőművek zónaolvadási gyakoriságának 5%-át produkálta CMF=4,2x10 -7 külső hatások figyelembevételével és 2,4x10 -7 üzem alatt, belső hatások figyelembevételével, operátori beavatkozás hatására (operátori beavatkozás nélkül 1,8x10 -7 )

Tervezett/folyamatban lévő építkezések A Westinghouse AP1000 erőműveket tervez építeni az USA-ban és Indiában, valamint két kínai blokk építés alatt áll: Haiyang

Tervezett/folyamatban lévő építkezések Sanmen

Az AP összefoglalva Passzív biztonsági rendszerek, nincs szükség operátori beavatkozásra Jelentősen csökkentett komponensszám (alacsonyabb beruházási költség) Kis karbantartási igény, egyserű felépítés (alacsony változó költség) Üzemeltetési tapasztalatok a legtöbb berendezés esetében (Doel/Tihange) Nagy rendelkezésre állás, hosszú kampány Moduláris felépítés, rövid konstrukciós idő Kis telephely Hosszú élettartam Versenyképes energiaár

AP1000