Atomerőmű, 2011 (34. évfolyam, 1-12. szám)
2011-04-01 / 4. szám
10 2011. április Teljesítménynövelés szén-dioxiddal hajtott turbinákkal Az állami tulajdonban lévő amerikai Sandia Nemzeti Laboratórium kutatóinak állítása szerint jó úton haladnak annak bizonyítására, hogy történelmi jelentőségű lépés várható - új rendszerű turbinák alkalmazásával - az energiatermelés területén. A hőenergiából elektromosra történő átalakítás során nagyjából 50 százalékos hatásfok-növekedést remélnek, ami nemcsak atomerőművek, hanem gázturbinás erőművek esetében is jelentkezhet (40 százalék). A labor március 4-én kiadott közleménye szerint a kutatás során a szuperkritikus állapotú szén-dioxiddal működtetett, Brayton-ciklusú turbinára koncentráltak, amelyet nagy számban alkalmazhatnának atomerőművekben villamos áram termelésére, akár a jövőben üzembe lépő negyedik generációs reaktorok esetében is. A végső cél a jelenlegi, Rankine-ciklusú gőzturbinák leváltása. Ezeknek alacsony a hatásfoka, nagyobb hőmérsékleten hajlamosak a korrózióra, és harmincszor több helyet foglalnak el a terjedelmes turbinák és a nagy kondenzátorok miatt. A 20 megawattos Brayton-ciklusú egység térfogata csak mintegy négy köbméternyi. A George Braytonról elnevezett körfolyamat eredetileg úgy valósult meg, hogy levegőt (gázt) zárt térben hevítettek, ahonnan aztán a gázt meghatározott irányban engedték ki (hasonló elven működnek a sugárhajtóművek is). A berendezés leginkább egy sugárhajtóműhöz hasonlít, ami forró „folyadékkal” üzemel. Nagyon jelentős ipari és tudományos érdeklődés van a szuperkritikus rendszer iránt, és az a villamosenergia-termelés minden területén alkalmazásba vehető - nyilatkozta Steve Wright, a cég vezető nukleáris kutatója. A rendszer nagyon kompakt, ez alacsony beruházási költséget jelent. A laboratóriumnak két tesztköre van. Az első hurok állandóan üzemel, és körülbelül 240 kilowatt teljesítményt produkál a tavaly márciusban megkezdett kísérletek óta. A második kör a kompresszió, a csapágyazás és a tömítés, valamint a súrlódás szokatlan jelenségeinek a kritikus ponthoz közeli vizsgálatára szolgál. Ne feledjük, hogy itt a szén-dioxid sűrűsége a folyadékokéhoz hasonló, de egyúttal a gáz számos tulajdonságát is mutatja. A jelenlegi tervek szerint a labor folytathatja kutatásait és működtetheti az energiatermelő hurkot. Az eredmények majd minősítik a koncepció életképességét, kompaktságát és hatékonyságát, valamint adatokat nyerhetnek a nagyobb méretben történő megvalósításhoz is. Egy másik versenyképes technológia lehet a héliummal működő rendszer, amelynek tervezett üzemi hőmérséklete 925 °C, a hatásfok 43 és 46 százalék között várható. A két gáz használatára vonatkozó ötlet nem új, de komoly anyagválasztási és anyagvizsgálati kérdések terhelik a technológiát. Ezek leginkább a használandó üzemanyag típusára és tokozására, valamint a hőcserélőkre és a végponti visszahűtőkre vonatkoznak. (A paksi blokkok hatásfoka 34 százalék feletti. Jelenleg Nagy-Britanniában üzemelnek - és korábban máshol is üzemeltek - gázhűtésű blokkok, tehát van tapasztalat az üzemanyagra vonatkozóan. Azonban ezeknél a felmelegített gáz nem a turbinákra, hanem a bojlereknek nevezett gőzfejlesztőkre kerül. A jövőnek szánt, úgynevezett negyedik generációs reaktorok között kettő is van, amelyhez gázhajtású turbina tartozik. Mindkettő gyorsreaktor, egyikük zónájában közvetlenül melegszik fel a hélium, a másiknál ólommal hűtik a zónát, és hőcserélőn keresztül melegítik fel a gázt.) Forrás: NucNet, 2011. március Varga József----------------------------mym paksi atomerőmű--------------------------------------------------------------------------------Kiemelt fontosságú az energiaellátás biztonsága 2011. március 15-én tartotta soron következő ülését Brüsszelben a Foratom Energiaellátás Biztonsága Munkacsoportja (SoES. TF). Az ülés napirendjén eredetileg alapvetően az Európai Unió 2050-ig szóló energiapolitikájához tett Foratom-észrevételek, a 2011-12-es tevékenység, az atomerőművek terheléskövetéséről szóló előadás szerepelt. Az ülés nem tervezett napirendi pontja először természetesen a japán földrengés és cunami következményeinek áttekintése volt. Több anyag, így az EU 2050-ig szóló útitervének és a Nukleáris Programnak (PINC) EB általi elfogadása várható 2011 végén és 2012 során. A Foratom kiadta az előbbihez fűzött megállapításait, ami a kommunikációban jól használható. Az ENEF (Európai Nukleáris Energia Fórum) Versenyképességi Alcsoportja a lehetőségek-veszélyek értékelését április végéig dolgoztatja ki. Véglegesítették a munkacsoport akciótervét. A korábbiaknak megfelelően ez hatékony lobbit és kommunikációt feltételez. Finomítás a japán események függvényében lehetséges. Szintén használható kommunikációra az Atomerőművi gazdasági kérdések és válaszok című Foratom-anyag. Tervezett a gázellátás (és esetleg később a megújuló szektor), mint versenytárs vizsgálata. A Foratom szervezeti struktúrája némileg megváltozott, ehhez illeszkedően néhány esetben új munkacsoporttagok lettek delegálva. Az SoES.TF munkacsoportban Hadnagy Lajos helyett lakatos Gábor lett az új paksi tag. Előadást tartottak - főleg francia, német gyakorlat alapján - az atomerőművek terheléskövető üzemeltetéséről. Ott ez lehetséges és elvárt a megújulókon alapuló villamosenergia-átvételi kötelezettség miatt. Nem betartása komoly gazdasági következményekkel jár. Közép-Európában, kis országokban ehhez mások a feltételek. HyL World Nuclear News Újabb mérföldkőhöz érkezett a Haiyang-2 beruházás A helyére emelték a Haiyang-2 blokk konténmentjének első acélgyűrűjét. A telephelyen két darab, Westinghouse AP1000 típusú blokk épül. Az országban további két ilyen blokkot építenek a Sanmen telephelyen. Az egységek várhatóan a 2013 közepétől induló 2-3 éves időszakban kezdik meg működésüket. További blokkok építése is várható az amerikai központú céggel kötött megállapodás alapján. Egy másik technológiai irányzat a CPR-1000 típusnevet viseli. Ez a franciák által kifejlesztett, 900 megawattos típus alapjaira épül, ezekből tizennyolcat fog építeni Kína. A most helyére emelt gyűrű mintegy 600 tonnát nyom, és összesen hat darab van belőlük. A nyomásálló szerkezetben helyezkedik el a reaktorhoz tartozó öszszes primer köri keringtetőszivattyú, maga a rektortartály, a gőzfejlesztők. Közben a másik telephelyen is a helyére emelték a reaktorépület központi részének egy elemét. Ez egy acélfalú szerkezet, és tartalmaz egy, a belső részek megközelítésére szolgáló alagutat is. Az ötvennégy tonnás szerkezetet a helyszínen állították össze nyolc előgyártott modul öszszehegesztésével. Berillium-urán üzemanyag A két fém oxidjaiból létrehozott üzemanyag tovább használható, jobb hatásfokkal és jobb biztonsági mutatókkal rendelkezik a most használatos üzemanyagnál - állítják a most folyó kutatás résztvevői. A Vancouverben székelő, IBC Advanced Alloys különleges ötvözetekre szakosodott cég friss bejelentése szerint befejeződött a kutatás és a fejlesztés első fázisa. A munkában részt vett a Purdue University és a Texas Engineering Experiment Staüon csapata is. A 2008-ban indított projekt egyik célja az akkor már futó egyetemi kutatási program fejlesztése volt, de egyúttal célba vették egy berilliumalapú, megnövelt paraméterekkel rendelkező üzemanyag kifejlesztését is, amely mind a jelenlegi, mind a jövőben üzembe lépő atomerőművi reaktorokban is használhatóvá válik. Az IBC által publikált anyagokból az derül ki, hogy a teljesítményre és a biztonságra vonatkozó célkitűzéseket nagy részben sikerült teljesíteni. Megnőtt az üzemanyag hővezető-képessége, és így - azonos átáramló hűtőközeget figyelembe véve - sikerült csökkeneti az átlagos belső hőmérsékletet. A hagyományosan használt urán-dioxid üzemanyagnak elég gyenge a hővezető-képessége - szerepel a cég közleményében. A berillium-oxid ezen tulajdonsága sokkal jobb, ráadásul 21 ezer°C-ig nem is lép reakcióba a másik összetevővel. Mindamellett még meg kell találni azt a gyártási eljárást, amelyben a két oxid egyesítése ipari méretekben megvalósítható - ez még további kihívást jelent a cég számára. A kutatók már kifejlesztették azt az együttes szinterezési eljárást, amelyben a granulált urán-dioxidot berillium-oxiddal veszik körül, ezekből készíthető aztán az üzemanyagpellet. A szakértők szerint ez az eljárás könnyen illeszthető a jelenlegi gyártási folyamatba, és nem kell jelentős tőkebefektetéssel számolni. Az eddig elvégzett tesztek a nukleáris mérnöki szimulációkra és a hőtani folyamatok modellezésére koncentráltak, ezek sikeresen demonstrálták a könnyűvizes reaktorokban történő felhasználással járó előnyöket. A kísérleti és a számítógépes eredmények segítettek megérteni a nem besugárzott üzemanyag viselkedését, illetve adatokat szolgáltattak a gyártási folyamat megvalósításához. A továbbiakban a gyártási eljárásra koncentrálnak, és kiterjesztett kutatást folytatnak a technológia igazolására. Az IBC elnök-vezérigazgatója, Anthony Dutton szerint az új típusú üzemanyag pozitív hatással lehet nemcsak az atomerőművekre, hanem más energiatermelési módokra is. A jelenlegi fázis eredményei megerősítik azon hitünket, hogy a berilliumalapú, továbbfejlesztett üzemanyag haladást jelent a teljes nukleáris üzemanyagszektor számára, és figyelemre méltóan meg fogja növelni a keresletet ez iránt a ritka árucikk iránt - tette hozzá a vezető. Természetesen sok tennivaló van még a kereskedelmi bevezetés előtt. További alapos tervezési elemzések, a prototípus besugárzási próbái, a teljesítményadatok értékelése és az üzemanyag kimagasló minőségben történő gyártásának magvalósítása vannak még hátra. Az IBC most keresi a megfelelő ipari partnert a következő fázis tesztjeihez és a fejlesztőmunkához. Forrás: World Nuclear News, március Varga József wn n world nuclear news Nuclear Engineering International Folytatódhat a reprocesszálás az Egyesült Királyságban Olcsóbb lenne az elhasznált üzemanyag újrafeldolgozása és a betárolt plutónium újbóli felhasználása MOX-üzemanyag gyártására, mint azok hulladékként való kezelése - ez olvasható abban a jelentésben, amelyet a Smith School of Enterprise and Environment adott ki a napokban. A riport készítőinek vezetője Sir David King volt, aki korábban a kormány vezető tudományos tanácsadójaként tevékenykedett. Szerinte a britek most egy olyan lehetőséggel bírnak, ami alapján megfelelően kezelhetik a nukleáris anyagokat és az elhasznált üzemanyagot annak érdekében, hogy maximalizálják a jelenleg létező készletek értékét. Az elkülönített plutónium összmenynyisége meghaladhatja a száz tonnát a következő években. Van bőven urán is a dúsítási műveletek maradékaként és reprocesszálásból is, illetve 6000 tonnányi kiégett üzemanyag a gázhűtésű blokkokból. Jelenleg ezeket az anyagokat a nulla értéket képviselő kategóriában tartják számon. Két dolgot tehetnek velük: kezelhetik új üzemanyag gyártásába beforgatható értékként, vagy tárolási igénynyel bíró hulladékként bánnak velük. Mindkét megoldás jelentős fejlesztési és kezelési költségekkel jár. A négy különböző forgatókönyv szerint elvégzett elemzések azt mutatják, hogy van olyan megoldás, ami a gazdaságos újrafeldolgozás mellett szól. Orosz-amerikai megállapodás Az amerikai USEC Inc. és az orosz TENEX egy tíz évre szóló egyezményt írt alá, amelynek keretében 2013-tól az orosz partner alacsony dúsítású uránt szállít az Egyesült Államokba. Az új szerződés az amerikai cég számára lehetőséget teremt a jövőheni folyamatos hozzáférésre, ami most körülbelül a felét jelenti az USEC összes beszerzésének. A feltételek szerint a beszállítás mértéke 2015-ig egyre növekedni fog, és el fogja érni a mostani érték felét. A most érvényes kereteket még a korábbi, Megatonnákból megawattokat! nevet viselő együttműködési programban határozták meg. Attól eltérően azonban a mostani egyezség mennyiségi kereteit inkább a kereskedelmi célú dúsítási tevékenységből (atomerőművek) származó orosz termékekkel fogják feltölteni, nem pedig a nukleáris robbanófejek leszereléséből származó anyagokkal. Az USEC továbbra is teljesen elkötelezett marad arra, hogy az amerikai centrifugatechnológiát egy új, Ohio államban felépítendő telephelyére (Portsmouth) telepítse, valamint arra is, hogy bővítse a Paducahban (Kentucky állam) üzemelő gázdiffúziós üzemének kapacitását. Az új szerződés kiegészíti ezeket a beruházásokat, és lehetővé teszi a cég számára, hogy az átmeneti időszakban is megőrizhesse piaci pozícióit. Az említett telepeken előállítandó dúsított uránból kisebb részben amerikai fogyasztóinak szállít majd a cég, a nagyobbik részt külföldön kívánják értékesíteni a meglévő és várható piaci megrendelők számára. Forrás: neimagazine.com, 2011. március Varga József NUCLEAR ENGINEERING INTERNATIONAL 1NP One Nuclear Place 1 NuclearPlace Kína negyedik generációs reaktor építésébe kezd A Bloomberg Televízió üzleti műsorában Donald Straszheim, Kínában dolgozó vezető kutató arról számolt be, hogy a kínai atomenergia-program útelágazáshoz érkezett. A csatorna délidőben sugárzott másik műsorában William Pearson (Eurasia Gruop) a Japánban bekövetkezett események miatti, az atomipart érintő új kihívásokról szólt. Az elhangzottak szerint Kína áprilisban meg fogia kezdeni egy atomerőmű építését, ahol a negyedik generációs technológiák egyikét fogiák alkalmazni. A várakozások szerint ez a rendszer kevésbé hajlamos az olyan üzemanyag-sérülésekre, mint amelyek Japánban történtek. „A világ első nagy hőmérsékletű, gázhűtésű" reaktorát Rongchenben (Shandong tartomány) fogják felépíteni - nyilatkozta Cui Shaohang, a Huaneng Nuclear Power Development Co. vezérigazgató-helyettese. Ennek a negyedik generációs reaktornak a hűtéséta külső energiaforrásoktól függetlenül kívánják megoldani, emiatt az sokkal biztonságosabb lesz. A China Huaneng, a China Nuclear Engineering Co. és a Tsinghuai Egyetem a beruházói a 200 megawattos demonstrációs projektnek. Tavaly júliusban már sikeres teszteket folytattak egy kísérleti reaktorral. Kína 1994-ben indította az első atomerőművet. Jelenleg 14 blokk üzemel, 26 van építési és 28 tervezési stádiumban. Az ország nukleáris kapacitása 2015-re elérheti a 40 ezer megawattot, és 2020 után meghaladhatja a 70 ezret is. Az állami irányítású villamosenergia-tanácsfebruári közleménye szerint 2010 végén a beépített atomerőművi teljesítmény 10 820 megawatt volt. A World Nuclear Association honlapján fellelhető adatok szerint a negyedik generációs reaktorok tervei még csak a tervezőasztalon vannak, és 2020 előtt nem várható üzembe lépésük. A tervezett kínai reaktort héliummal hűtik majd, és a Tsinghuai Egyetemen tervezték. A Huaneng cég terveiben szerepel, hogy 2020-ig 35 százalékra emeli a nukleáris részarányt erőművei termelésében. A társaság szintén tervezi, hogy széntüzelésű erőműveiben 10 százalékkal csökkentik az egy kilowattórára eső szénfelhasználást is a jelzett időpontig - nyilatkozta Cao Peixi elnök. Amerikai-chilei nukleáris együttműködés A két ország között néhány nappal azelőtt köttetett az együttműködési megállapodás, hogy Barack Obama amerikai elnök délamerikai kőrútján az országba érkezett. A chilei elnökkel, Sebastian Pinerával tartott közös sajtótájékoztatón kevés szó esett a Japánban történt eseményekről, de így is heves kritika érte a megállapodást, és sokan az energiapolitika újragondolására szólítottak fel. Közel kétezer tüntető vonult át Santiago városán, akik ellenezték a megállapodást. Az egyezmény fő elemei az alábbiak: együttműködés a kutatóreaktorok üzemeltetésében, képzés és biztonsági kérdések. A végső cél azonban az lehet, hogy megfelelő ellátást biztosítsanak az ország rézipara számára, ami a világon a legnagyobbak közé tartozik. Az atomenergia megjelenése azonban kemény feszültséget jelenthet a chilei kormányzati politikában. Pinera elnök egy energiapolitikai beszédében, tavaly novemberben azt mondta, hogy országának olyan kisméretű reaktorokat kell építenie, mint amilyenek a tengeralattjárókon találhatók. Laurence Golborne, az energiaügyekért felelős miniszter azonban nemrég azt nyilatkozta, hogy az országban jelenleg nincsenek atomerőművek, nincsenek erre vonatkozó tervek, és ebben a kormányzati ciklusban nem is kívánnak erről dönteni. A korábbi elnök, Ricardo Lagos hivatali ideje alatt pronukleáris álláspontot képviselt. Most azt mondta egy helyi lapnak, hogy jelenleg nincsenek meg azok a körülmények, hogy az atomenergiára kellene gondolniuk. Sok idő fog még eltelni addig, amíg az újra megfontolás tárgyává válik - tette hozzá. Forrás: INuclearPalce, 2011. március Varga József
