163744. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművek üzemeltetésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja 1971.1. 15. MA-2180 Közzététel napja 1973. V. 28. Megjelent 1975. X. 6. 163744 Nemzetközi osztályozás: G 21 d 5/00 Feltaláló: Máthé Iván Gyöigy okL gépészmérnök, Thoma József oki. gépészmérnök, Varga István oki. gépészmérnök, Vigassy József oki. gépészmérnök, Budapest Tulajdonos: MTA Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest. Eljárás atomerőművek üzemeltetésére 1 Az atomerőművek gazdaságos üzemeltetése több műszaki probléma egyidejű, optimális megoldásán nyugszik. Ezek közé tartozik a túlhevített gőz előállításának, a hasadóanyagoknak a fűtőelemekből - fűtőelem töltetből - való lehetőleg nagymérvű kiégetésének és a már kiégetésnek alávetett fűtőelemek tárolásának problémája. Az irodalom szerint az atomerőművekben túlhevített gőzt többféleképpen lehet előállítani, ha un. külső fosszilis túlhevítő kerül beépítésre, akkor a nukleáris hasadóanyagon kívül fosszilis tüzelőanyag (szén, olaj, gáz stb.) is szerepel, mint energiabázis, ha viszont un. belső túlhevítőt alkalmaznak, pl. vízforraló atomreaktorhoz, akkor az energiabázis kizárólag nukleáris hasadóanyag lehet. Az atomerőmű esetén lényeges az, hogy a fosszilis tüzelőanyagok lelőhelyeitől függetlenül legyen telepíthető, ezért érdemes technológiai erőfeszítések árán is kiküszöbölni a fosszilis tüzelőanyagok alkalmazását. Belső túlhevítő alkalmazása esetén általában romlanak az atomreaktor nukleáris tulajdonságai, azaz kevesebb hasadóanyagot tud egyazon fütőelemtöltetből kiégetni. Ezért rendkívül kedvező lenne olyan módszer alkalmazása az atomerőművekben túlhevített gőz előállítására, mely nem igényel fosszilis tüzelőanyagot és nukleáris tulajdonságai is jók. A hasadóanyagoknak a fűtőelemtöltetből való kiégeíése megjavítható, azaz az un. kiégetési szint növelhető, ha az atomerőműbe egy nukleárisan rosszabb, vízzel hűtött, esetleg vízforraló atomreaktor mellett egy jobb nukleáris tulajdonságokkal rendelkező olyan nehézvízzel hűtött atomreaktort is 163744 beépítünk, amely képes az előbbi atomreaktorban részben kiégetett fűtőelem töltetet (fűtőelemeket) nukleárisan tovább égetni. Tekintettel azonban arra, hogy egy nehézvízzel hűtött atomreaktor kalorikus tulajdonságai nem térnek el lényegesen a megfelelő vízzel hűtött atomreaktor kalorikus tulajdonságaitól, ez a módszer túlhevített gőz előállítása szempontjából nem jelent előnyöket. A nehézvízzel hűtött atomreaktort ezért a vízzel hűtött atomreaktor mellé un. tandem-kompound kapcsolásban szokás beépíteni, mikor is a nehézvízzel hűtött atomreaktor a vízzel hűtött atomreaktorból kapja a részben kiégetett fűtőelemeket, viszont a gőztermelés egymással párhuzamos módon történik, azaz a két atomreaktorban termelt hőenergia nem melegíti egymás után ugyanazt a gőz/víz munkaközeget. Az irodalomból ismeretes továbbá az, hogy az un. szerves közeggel (pl. difenillel, terfemlekkel) hűtött atomreaktor kalorikus és nukleáris tulajdonságai is jók, ezért szóba jöhetnek adott esetben túlhevített gőz előállítására is, de a szerves közegek alkalmazása sok kémiai problémát vet fel és ezen túlmenően a kalorikusán kezelhető teljesítménysűrűség értékek messze alatta maradnak a vízzel vagy nehézvízzel hűtött atomreaktorokban elérhető értékeknek. A találmány az atomerőművek lehető gazdaságos üzemeltetését úgy kívánja biztosítani, hogy egyszerre oldja meg a kiégetési szint lehető növelésének és a túlhevített gőz előállításának problémáját. A találmány alapgondolata az a felismerés, hogyha a 30 kiégetési szint növelése céljából a vízzel hűtött atomreaktorban való kiégetés után a fűtőelemeket 10 15 20 25
