163744. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművek üzemeltetésére

3 163744 4 szerves közeggel hűtött atomreaktorban égetjük tovább, akkor lehetőség nyílik arra, hogy ugyanazt a göz/víz munkaközeget melegíthesse és túlhevítse a kétféle atomreaktorból (kétféle atomreaktor rendszerből) nyerhető hőenergia. Az így kialakított üzemvitel esetén szerencsésen párosulnak a vízzel 5 hűtött és a szerves közeggel hűtött atomreaktorok nukleáris és kalorikus tulajdonságai: még a szerves közeggel hűtött atomreaktorok azon hátrányos tulajdonsága is, hogy kisebb teljesítmény-sűrűségeket lehet bennük biztosítani, a kiégetési szint emelését 10 teszi lehetővé, amely szintemelés magával a vízzel hűtött atomreaktorral nukleáris okok miatt nem érhető el. Ez a megoldás különösen kedvező tulajdonságokkal rendelkezik abban az esetben, ha a kiégetett fűtőelemek csak holt tőkét jelentenek és 15 tárolásuk csak gond: a szerves közeggel hűtött atomreaktor nukleáris tulajdonságai csak javulnak, ha ez az atomreaktor úgy van kialakítva, hogy a kiégetett fűtőelemeket benne tárolni lehessen. A találmány tehát a túlhevített gőz előállítását, a 20 fűtőelemek jobb kiégetését és esetleg akiégetett fűtőelemek átmeneti tárolását is egyszerre oldja meg. Uj benne az, hogy nemcsak a fűtőelemeknek a vízzel hűtött atomreaktor rendszerből a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszerbe való átrakását, hanem 25 a víz/gőz munkaközegnek soros kapcsolásában, azaz előbb a vízzel hűtött atomreaktorban termelt hővel, majd ezt követően a szerves közeggel hűtött atomreaktorban termelt hővel való hevítését is előírja. Célszerű lehet az a módszer, mely szerint a szerves 30 közeg hűtésű atomreaktor rendszerből nyerhető magas hőfokszintű hőenergia a víz/gőz munkaközeg túlhevítését, esetleg újrahevítését is elvégzi. A találmány tehát üzemelj arás atomerőművekhez, mely szerint a nukleáris hasadóanyagot tartalmazó 35 fűtőelemeket vízzel hűtött atomreaktor rendszerbe tesszük, ahol azok a vízzel hűtött atomreaktor rendszer üzemeltetése során nukleárisan égnek, majd részben vagy egészben vagy további pótlással, közvetlenül vagy más műveletek beiktatásával 40 áttesszük őket szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszerbe, másrészről a vízzel hűtött atomreaktor rendszer üzeme során keletkező hő segítségével olyan gőz/víz munkaközeget is hevítünk, melyet a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszerben keletkező 45 hő segítségével tovább hevítünk. Célszerű úgy eljárni, hogy a továbbhevítés során a gőz/víz munkaközeget túlhevítsük és a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszert már üzemszerű használatra nem alkalmas fűtőelemek tárolására is felhasználjuk. 50 A rajz egy olyan atomerőmű üzemének egyszerűsített sémáját mutatja be, melyben az üzem a találmány szerint van megszervezve. -Az 1 atomreaktor hűtővízét a 6 szivattyúval keringtetjük az 1 atomreaktoron és a 3 hőcserélőn át. 55 Hasonlóképpen a 2 atomreaktor szerves hűtőközegét a 8 szivattyúval keringtetjük a 2 atomreaktoron, valamint a 4 és 5 hőcserélőkön át. A 7 tápszivattyúval nyomjuk a 9 vezetéken érkező munkaközeget a 3 hőcserélőbe, ahol az felmelegszik és elpárolog, majd a 60 4 hőcserélőbe < jut, ahol túlhevül, majd a 10 vezetéken vezethetjük felhasználásra, pl. turbinákhoz. A 13 szivattyúval hajtjuk a 12 vezetéken érkező közeget az 5 hőcserélőbe, ahol az hőt vesz fel, majd all vezeték segítségével visszük el felhasználásra. Ha az 5 65 hőcserélő újrahevítő berendezés, a 13 szivattyút elhagyjuk és a 11 és 12 vezetékek segítségével a gőzforgalmat a turbináktól, Ül. turbinák felé biztosítjuk. Emellett az 1 vízzel hűtött atomreaktorban kiégetett fűtőelemeket a 2 szerves közeggel hűtött atomreaktorba tesszük át. Az üzemehárás alkalmazása a következő főbb előnyöket nyújtja: 1. A korábban alkalmazott nehézvízzel hűtött atomreaktor rendszer alkalmazása nem tette lehetővé túlhevített gőz előállítását, emellett éppen olyan nagynyomású reaktortartály építését igényelte, mint amilyen a vízzel hűtött atomreaktor rendszert tartalmazza. Szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszer alkalmazása esetén érvényesülnek a szerves közeggel hűtött atomreaktorok előnyei: kis nyomás, ami betontartály alkalmazását teszi lehetővé, magasabb hőmérséklet, ami a túlhevítésre való felhasználást teszi lehetővé. 2. Szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszer alkalmazása a megadott üzemmód szerint még további előnyökkel is jár: a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszer számításaink szerint célszerűen kb. 10-ed akkora teljesítményen üzemeltethető, mint a vízzel hűtött atomreaktor rendszer, ekkor a hőteljesítmény kalorikusán jól kezelhető, kielégíti a túlhevítés és újrahevítés igényeit, emellett az atomreaktorok negatív teljesítménytényezője miatt a kiégetési szint 10%-os növeléséhez szükséges reaktivitástöbblet egy részét ez a csökkent teljesítmény biztosítja. A szükséges reaktivitástöbblet másik része magának a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszernek nukleáris tulajdonságaiból adódik. 3. Amennyiben a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszer elhelyezésére kellő méretű betontartály kerül alkalmazásra, a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszer a használt fűtőelem tároló szerepét is elvégzi, sőt nukleáris tulajdonságai, az elérhető kiégetési szint tovább javul. 4. A találmány jelentős gazdasági előnyöket nyújt, mivel a túlhevítés és a kiégetési szint emelésének problémáját' egyszerre oldja meg. E gazdasági előnyök különösen akkor jelentősek, ha a fűtőelemtárolás költségei is elesnek. 5. A berendezés célszerűen alkalmazható nyomott vizes atomerőművekben. Ezen alkalmazás esetén: a) tárolási költségek esnének el (bizonyos ideig), b) a telített gőzzel üzemelő gőzturbinákat esetleg olcsóbb túlhevített gőzzel üzemelő turbinákkal lehetne pótolni, c) a szükséges előfeszített vasbetontartály olcsón előállítható. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás atomerőművek üzemeltetésére, azzal jellemezve, hogy nukleáris hasadóanyagot tartalmazó fűtőelemeket vízzel hűtött atomreaktor rendszerbe teszünk, a fűtőelemeket ott nukleárisan égetjük, majd részben vagy egészben, vagy további pótlással, közvetlenül vagy közvetett úton áttesszük szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszerbe, míg a vízzel hűtött atomreaktor rendszerben termelt hővel vagy a hő egy részével gőz/víz munkaközeget hevítünk, és ezt a gőz/víz munkaközeget részben vagy egészben tovább hevítjük a szerves közeggel hűtött atomreaktor rendszerben termelt hővel, vagy a hő egy részével.