APWR reaktorok bemutatása

Az előadások a következő témára: "APWR reaktorok bemutatása"— Előadás másolata:

1 APWR reaktorok bemutatása
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet APWR reaktorok bemutatása Tervezési feladat prezentáció Gregus Zoltán

2 APWR Mitsubishi Heavy Industries (MHI) fejlesztése

3 3. generációs PWR Fejlesztése 1982 óta Fejlesztése során kitűzött célok: Biztonságosság további növelés Gazdaságosság növelése Jobb rendelkezésre állás Egyszerűbb üzemeltetés és karbantartás Radioaktív/veszélyes hulladék kibocsátás csökkentése Első üzembe lépő blokkok: Tsuruga 3 és 4 (2016 és 2017), Japán Tervezett üzemidő: 60 év Típus engedélyeztetés az USA-ban és az EU-ban

4 Főbb műszaki paraméterei
Elektromos teljesítmény: 1530 MW, későbbi blokkokra 1700 MW Reaktor hőteljesítménye: 4450 MW 4 hurkos kivitel Legnagyobb átmérőjű cső belső átmérője: 787,4 mm UO2 üzemanyag, de MOX befogadására is képes Álló gőzfejlesztők 1 turbina/blokk 1 db ikerházas HP, 3 db ikerházas LP turbina, HP után kétszeres újrahevítés

5

6

7 Reaktor 4 hurkos kivitel Üzemi nyomás: 155,13 bar
Hidegág hőmérséklete: 287,7 oC Melegág hőmérséklete: 325 oC 4451 MWth Zóna térfogatárama: m3/h Zóna körül neutron reflektor Üzemanyagkazetták száma: 257 (PWR ~190)

8

9

10 Üzemanyagkazetta 17 x 17-es négyszög rács Pálcák száma: 264 / kazetta
Szabályozó rudak száma: 24 / kazetta Incore detektoroknak fenntartott hely: 1 / kazetta Távtartórácsok száma: 11 (felső és alsó: INCONEL 718, a többi Zircaloy-4) Pálcák aktív hossza: 4,2 m Pálcák külső átmérője: 9,5 mm Pasztilla külső átmérője: 8,19 mm Pálcák burkolata: ZIRLO Két pálca középvonala közötti távolság: 12,598 mm

11

12 Szabályozó rudak Ag (80%)-In (15%)-Cd (5%) 24 rúd kazettánként
Abszorbens rúd hossza: 4153 mm Burkolata: rozsdamentes acél Burkolat külső átmérője: 9,68 mm (nagyobb mint az üa. pálcáké)

13 Kiégő mérgek Gd oxid az üzemanyagmátrixban (max 10% Gd tartalom)
Bórszilikát üveg kiégő mérget tartalmazó rudak (4050 mm abszorbens hossz) Induló nagy reaktivitás tartalék lekötésére

14 Hőtechnikai paraméterek
Teljes hőátadó felület a reaktorban: 8500 m2 (hasonló méretű zónával rendelkező átlag PWR esetén 6500 m2) Lineáris teljesítmény: Zóna átlag: 15,25 kW/m (normál PWR: 17 kW/m) Forró csatornában: 39,7 kW/m Térfogati teljesítménysűrűség: 89,2 kW/l (PWR: 100 kW/l) DNBRmin: Forró csatornában: 2,05 (PWR: 2,19) Tervezési üzemzavar során: 1,33 (PWR: 1,24) Maximális hőmérséklet az üzemanyag középvonalában tervezési üzemzavar során: 2550 oC (PWR: 2595 oC) Nyomásesés a reaktorban: 3,3 bar (PWR: 4,34 bar)

15

16 Xenon lengésre való hajlam
Nagy méretű, nagy teljesítményű zóna Magas zóna: Érzékeny az axiális xenon lengésre (a kampány végén a nagy AO miatt még inkább) Horizontális lengésekre a stabilitási index negatív egész kampány során (csökkenő amplitúdójú lengések) Axiális lengésekre: BOC: Negatív stabilitási index Kampány közepén pozitívvá válik! A lengések könnyedén kezelhetők a szabályozó rudak mozgatásával

17 Zóna üzemzavari hűtő rendszerek
Korábbi PWR konstrukcióktól jelentősen eltér 4 továbbfejlesztett hidroakkumulátor Passzív rendszer Kettős üzemmód: NYZÜHR és KNYZÜHR kiváltása Betáplálás a hidegágba 4 biztonsági befecskendezés (SI) Zóna hosszú távú hűtése 4 db 50%-os szivattyú Vészhelyzeti felbórozó rendszer Feed and bleed Tápvíz rendszer üzemképtelensége esetén Leeresztés két meleg ágból a pihentető medencébe Magas bórtartalmú víz bekeverése a pihentető medencéből SI-n keresztül

18

19 Zóna üzemzavari hűtő rendszerek
Korábbi PWR konstrukcióktól jelentősen eltér 4 továbbfejlesztett hidroakkumulátor Passzív rendszer Kettős üzemmód: NYZÜHR és KNYZÜHR kiváltása Betáplálás a hidegágba 4 biztonsági befecskendezés (SI) Zóna hosszú távú hűtése 4 db 50%-os szivattyú Vészhelyzeti fel bórozó rendszer Feed and bleed Tápvíz rendszer üzemképtelensége esetén Leeresztés két meleg ágból a pihentető medencébe Magas bórtartalmú víz bekeverése a pihentető medencéből SI-n keresztül

20

21 Zóna üzemzavari hűtő rendszerek
Korábbi PWR konstrukcióktól jelentősen eltér 4 továbbfejlesztett hidroakkumulátor Passzív rendszer Kettős üzemmód: NYZÜHR és KNYZÜHR kiváltása Betáplálás a hidegágba 4 biztonsági befecskendezés (SI) Zóna hosszú távú hűtése 4 db 50%-os szivattyú Vészhelyzeti fel bórozó rendszer Feed and bleed Tápvíz rendszer üzemképtelensége esetén Leeresztés két meleg ágból a pihentető medencébe Magas bórtartalmú víz bekeverése a pihentető medencéből SI-n keresztül

22 Containment Tervezési paraméterek: Tervezési belső nyomás: 4,7 bar
Bizonyítottan 5,4 bar nyomáson sem megy tönkre Tervezési hőmérséklet: 150 oC Hőelvonás a containmentből alternatív hűtés segítségével (száraz containment) Containment teljes mértékben izolálható Spinkler rendszer nyomáscsökkentésre Hidrogén koncentráció mérés Hidrogén égők Terülő felület a reaktortartály alatt

23

24 Konklúzió Biztonságos konstrukció (CDF 2 nagyságrenddel kisebb mint egy jelenlegi PWR-nél) 39 % termikus hatásfok Gazdaságilag megalapozott (egyszerűbb felépítés, kisebb fajlagos építési költség és üa. felhasználás) Kedvező engedélyezési tapasztalatok az USA-ban Jelenlegi magyar VER-be nem illeszkedik (1700 MW) DE: 2030-tól kieső paksi blokkokat pótolhatja Jó pénzért atomerőmű építés és üzemeltetés más országnak (pl.: Németország, környező országok)

25 Köszönöm a figyelmet Források: MHI honlap
US-APWR típus engedélyezési dokumentáció MHI: US-APWR Fuel and core MHI: US-APWR SA Mitigation