Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld...

47
Úložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Technická univerzita v Liberci Strojní fakulta Katedra energetických zařízení

Transcript of Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld...

Page 1: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště jaderného odpadu

Ing. František Lemfeldpřednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a

sdílení tepla

Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Technická univerzita v LiberciStrojní fakultaKatedra energetických zařízení

Page 2: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Když se řekne jaderný odpad nevyužitelný materiál v pevném, kapalném nebo

plynném skupenství, který pro obsah radionuklidů není možno uvést do životního prostředí

dělení radioaktivních odpadů nízko-aktivní odpad – low level waste středně-aktivní – middle level waste vysoko-aktivní – high level waste

.

Page 3: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Nízko-aktivní radioaktivní odpadlow-level waste (LLW)

při manipulaci a přepravě nevyžaduje stínění ani chlazení

tvoří cca 90% objemu všech rad. odpadů, ale pouze 0,1% jejich radioaktivity

zdrojem nemocnice, průmysl, palivový cyklus.

příklad odpadů:

rukavice

nářadí

oblečení

filtry

předměty z aktivní zóny JE

ukázka odpadu (www.tvo.fi)

Page 4: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Středně-aktivní radioaktivní odpadintermediate-level waste (ILW)

při manipulaci a přepravě je nutné stínění, chlazení není vyžadováno

chemický kal, pryskyřice, plášť reaktoru, kontaminované materiály při odstavení elektrárny z provozu

.

odstranění reaktoru – JE Zion

čištění kontejnmentu

zdroj: Exelon Generation

Page 5: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Vysoko-aktivní radioaktivní odpadhigh level waste (HLW)

uvolňuje značné množství tepla – vyžaduje chlazení a stínění trvalé uložení pouze v hlubinném geologickém úložišti vyhořelé palivo – méně než 1% objemu jaderných odpadů, ale

90% jejich radioaktivity celosvětová produkce cca 12 000 tun/rok (marathonresources.com)

.

transportní sud - Olkiluotopřeprava vyhořelého paliva v elektrárně

zdroj: POSIVA

Page 6: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady

Návštěva elektrárny Olkiluoto - Finsko

zdroj: POSIVA

• JE Loviisa

LLW a MLW od 1998

• JE Olkiluoto

LLW a MLW od 1992

HLW ve výstavbě od 2004

plánované uvedení do provozu 2020

Page 7: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Finsko – základní legislativní rámec pro nakládání s odpady

The Nuclear Energy Act, Nuclear Energy Decree

umožňuje parlamentu povolit výstavbu jaderného zařízení, včetně úložiště jaderných odpadů

definují schvalovací proceduru a podmínky pro použití atomové energie a způsob nakládání s odpady

definuje odpovědnost a pravomoci úřadů

Každý producent jaderné energie ve Finsku je odpovědný za bezpečné nakládání s odpady včetně jeho uložení, přičemž na něj připadají veškeré náklady

Fond pro nakládání s odpady v budoucnu musí být postupně navyšován v průběhu doby životnosti elektrárny

The Radiation Act

prevence a omezení nebezpečných vlivů radiace

The Nuclear Liability Act

výrobci (držitelé licence) nesou neomezenou finanční odpovědnost

zdroj: Ministry of Employment and the Economy

Page 8: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady Olkiluoto

1,2 – současné bloky OL1,OL2 – v provozu od 1979,1982 – BWR 2 x 860 MWe

3 – OL 3 ve výstavbě - EPR 1600 MWe

4 – další plánovaný blok JE

5 – mezisklad vyhořelého jaderného paliva

6 – hlubinné úložiště LLW a ILW

elektrárny využívají pro chlazení mořskou vodu zdroj: TVO

• poloostrov s prostorem až pro 7 bloků jaderných elektráren s kompletním zázemím

Page 9: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady Olkiluoto

zdroj: TVO

• Výstavba

• 1988 – začátek výkopových prácí

• 1991 – testovací provoz

• duben 1992 – schválení provozu

• Umístění úložiště méně než kilometr od bloků elektrárny, není potřeba permanentní obsluha zařízení

• Celková kapacita úložiště je 40 000 sudů s odpadem (objem sudů 200 l)

• Sudy jsou naplněny v elektrárně a po 16 uloženy do betonových zásobníků, které jsou vždy po dvou transportovány pomocí vozidla do úložiště

ukázka plnění sudů s odpadem

• Úložiště bude rozšířeno pro odpad vzniklý při odstavení jednotlivých bloků z provozu (OL1,OL2)• Cena stavby v r. 1992 – 18 mil. UDS

Page 10: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady

zdroj: TVO

• Každý transportní cyklus odpadu trvá jeden a půl dne – zahrnuje naložení kontejnerů v elektrárně, dopravu do úložiště, spuštění kontejnerů do sila a zápis informací o souboru odpadů

• Produkce odpadů je přibližně 150 m3, což přestavuje 20 transportních cyklů (práce pro jednu osobu na 1,5 měsíce)

• K transportu je použito upravené vozidlo běžně používané pro dopravu v přístavech – účinnější brzdy kvůli značnému klesání v tunelu, apod. stejné vozidlo je možno využít pro přepravu paliva v elektrárně

• Uložení odpadu

• stlačitelné odpady spolu se ztuženýmí tekutými odpady jsou uloženy do sudů o objemu 200 l

• nestlačitelný odpad a větší kovové části jsou po redukci objemu uloženy v kovových boxech o objemu 1,5 m3

• filtry a jejich příslušenství jsou uloženy též do boxů a následně v zásobnících do příslušného sila

Page 11: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady Olkiluoto – současný stav

zdroj: POSIVA

schéma podoby úložiště

• v současné době je vybudováno úložiště pro LLW a MLW (ILW) pro bloky OL1 a OL2 –v provozu od 1992

• úložiště je projektováno pro odpady vznikající při provozu jednotlivých bloků a mělo by dostačovat po celou dobu životnosti elektrárny

• s výstavbou bloků OL3 a OL4 je v plánu rozšíření úložiště

Page 12: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady: popis stavby

vstup do objektu úložiště dveře do tunelu

cesta transportním tunelem do haly se zásobníky

přístup do výkopového tunelu – používán při konstrukčních pracích na úložišti

tunel pro zavezení odpadů do úložiště – cesta dostatečně dimenzována pro průjezd upraveného transportního vozidla

pozice v tunelu

Page 13: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady: sledování geologických změn

skalní podloží úložiště není tvořeno celistvou oblastí, ale existují zde zlomové plochy

sila jsou umístěna mimo oblast zlomu, ale dopravní a konstrukční tunel danou oblastí prochází (viz. obr.)

oblast zlomu je předmětem kontinuálního sledování změn ve čtyřech různých bodech

zobrazení plochy lomu a zakreslení bodů měření

ukázka plochy lomu

sledování vývoje posunutí v čase

Page 14: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady: současný stav

zdroj: POSIVA

zásobníky LLW a MLW dostačující pro bloky OL1, OL2

Page 15: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady

zdroj: POSIVA

k dopravě odpadů do úložiště slouží speciálně vytvořené vozidlo

pomocí instalovaného jeřábu je box s odpadem umístěn doodpovídajícího sila

příprava vyložení materiálu jeřábová hala

Page 16: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady

tuhý odpadbetonový boxbetonový zásobníkvýplňový materiálhranice odstřeluskalní podloží

pohled do zásobníku – současné zaplnění – 1/2

odpad v barelech je naložen do boxů, které jsou v řadách na sobě ukládány do zásobníků

v úložišti probíhá pravidelné měření radiacevícevrstvá ochrana před průnikem odpadů do životního prostředí

Page 17: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Úložiště pro nízko-aktivní a středně-aktivní odpady Olkiluoto – plánované rozšíření

zdroj: POSIVAschéma úložiště

• vybudováno úložiště LLW a MLW pro bloky OL1 a OL2

• znázorněny připravované zásobníky pro LLW a MLW odpad z budoucích bloků OL3 a OL4

• zásobníky pro radioaktivní odpad z likvidace jednotlivých bloků (odstavení elektrárny z provozu)

Page 18: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Vysoko-aktivní odpady - úvod• jedná se o vyhořelé palivo z jaderné elektrárny

palivový cyklus:

1 - těžba uranové rudy (drcení, mletí, vylouhování roztokem H2SO4, po vysrážení se získá koncentrát ve formě oxidu uranu - „žlutý koláč“)

2 – konverze oxidu uranu na plynný hexafluorid uranu

3 – obohacení na 3-4% U-235

4 – produkce paliva (přeměna na pevný oxid uraničitý ve formě válečků, vytvoření palivové kazety)

5 – použití v JE

6 – mezisklad jaderného paliva

7 – konečné úložiště jaderného paliva

zdroj: TVO

Page 19: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Těžba uranu

• Uran je v přírodě zastoupen cca 500x více než zlato.• Hloubka ložiska pod povrchem spolu s místními

geologickými podmínkami rozhodují o volbě mezipovrchovým a podzemním způsobem těžby.

• Povrchová těžba vyžaduje vytvoření těžní jámy poněkudvětší, než je velikost rudného ložiska - sklon stěn musí býttakový, aby nemohlo dojít k jejich sesuvu.

• Množství materiálu, který musí být přemístěn pro zajištěnípřístupu k ložisku, může být značné.

Uranový důl Mary Kathleen v Austrálii

Page 20: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Těžba uranu

Princip těžby uranu vyluhováním

• Při hloubce ložiska větší než přibližně 200 m pod povrchemje výhodnější podzemní způsob těžby.

• Vytěžený prostor se vyplňuje odpadním materiálemz chemické úpravy.

• Kromě rizik vlivem působení hluku, vibrací, prachu,chemikálií, výbušnin a možnosti sesuvu horniny, které jsouvlastní všem těžebním činnostem, je těžba uranu spojenas rizikem zevního a vnitřního ozáření.

Page 21: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Rafinace uranu

• Výstupem z těžby a následné chemické úpravny je uranovýkoncentrát UOC, tzv. „žlutý koláč“

• Z toho je potřeba ještě odstranit nežádoucí prvky –• bór, kadmium (vysoký absorpční účinný průřez pro

tepelné neutrony)• prvky tvořící těkavé fluory (Mo, V, W)• prvky s vlastnostmi podobnými uranu (thorium)

• Rafinačními procesy získaný UOC je přes rozličné chemickéformy uranu (UO3, UO2, UF4) konvertován na hexafluoriduranu UF6 případně na kovový uran.

• UF6 je jediná plynná sloučenina uranu vhodná pro stálenejpoužívanější obohacovací postupy - difusní a odstředivý.

• Konverzí vzniklý plynný UF6 je nejprve stlačením aochlazením převeden do kapalného stavu, ve kterém jepřečerpán do přepravních kontejnerů. V nich postupněchladne a přechází do tuhého stavu, v němž je transportovándo obohacovacího závodu.

Page 22: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Obohacování uranu

• Difuzní obohacování – ve směsi plynů se lehčí molekulypohybují rychleji než těžší – častěji narážejí na stěny – pokudje stěnou membrána odpovídající velikosti molekul – směsplynu za membránou má vyšší koncentraci lehčích molekul

• Odstředivé obohacování - Centrifugy se slučují do stupňů(paralelně, pro zvýšení produkce) a do kaskád (sériově, prozvýšení stupně obohacení)

• Laserové obohacování - potenciální třetí generaceobohacovacích technologií vyznačující se nižšímienergetickými nároky a nižšími investičními náklady.

Centrifugy pro obohacování uranu –Novosibirský závod

Page 23: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: http://www.nuclearsites.co.uk/

Výroba peletek - Springfield

Page 24: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Palivová kazeta

• peletky

zdroj: TVO

oxid uraničitý

palivo pro OL3 komponenty palivové kazety pro bloky OL1 a OL2

Page 25: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Budova reaktoru

1 – tlaková nádoba reaktoru

2 – hlavní parní potrubí

3 – bazén s palivem

4 – servisní most reaktoru

5 – kolejový jeřáb

7 – pohon kontrolních tyčí

8 – kontejnment

pohled na uzavřený reaktor

Page 26: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Výměna paliva v elektrárně

• při výměně paliva je nejprve bazén reaktoru naplněn vodou – při manipulaci s palivem vrstva vody značně snižuje intenzitu radioaktivního záření

zdroj: TVO

• čerstvé palivo i použité palivo odebrané z reaktoru je skladováno v bazénu vedle reaktoru

• během jednoho roku uskladnění paliva klesne úroveň radioaktivity na 1% původní hodnoty

Page 27: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: TVO

Výměna paliva v elektrárně

Zcela zásadní je správnéumístění palivových kazet vreaktoru – kazety se liší stářím ivýkonem. Rovnoměrnádistribuce energie v reaktoruzaručuje vysokou bezpečnostprovozu a ekonomicky efektivnívyužití paliva.

Např. v elektrárně Loviisa se každý rok vymění 1/3 paliva v reaktoru, v Olkiluotu je to 1/4 paliva.

Čerenkovovo záření palivové tyče (Loviisa – Finsko)

Page 28: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: TVO

Dočasné úložiště paliva v elektrárně Olkiluoto

Po několika letech se palivo přemístí z bazénu vedle reaktoru dodočasného úložiště. Bazén v úložišti má vlastní systém chlazení,který odvádí teplo do moře (Olkiluoto). Zde zůstává palivouskladněno minimálně po dobu 40 let, pak je možný jeho převozdo hlubinného úložiště.

Page 29: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: TVO

Hlubinné úložiště

Dochází zde ke konečnému (trvalému) uložení vysokoaktivníhoodpadu.

Budované úložiště u elektrárny Olkiluoto

Složení čerstvého a použitého jaderného paliva

Page 30: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: TVO

Hlubinné úložiště

Znázornění uložení paliva do skalního podloží

Peletky – Palivová tyč a kazeta – Vnitřní mřížka – Měděnýkanystr – Betonová bariéra – Skalní podloží

Page 31: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

zdroj: POSIVA

Hlubinné úložiště – geologický průzkum

Lokalita pro umístění hlubinného úložiště musísplňovat řadu kritérií. Při geologickém průzkumudochází ke stanovení hlavních zlomových oblastí.

Těžební vzorky

Page 32: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Hlubinné úložiště – rozvržení tunelů

Na základě stanovení zlomových oblastí pak bylo zvolenorozmístění tunelů úložiště.

Plánované rozmístění tunelů – Oblast s kapacitou pro uloženívyhořelého paliva ze současných elektráren (6500 tun – zeleně),plánované rozšíření o 9000 tun modře, 12 000 tun fialově.

Page 33: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Hlubinné úložiště – působící vlivy

Při návrhu způsobu uložení a kontejneru je nutno brát v potazřadu vlivů – chemické změny, účinek spodní vody, teplogenerované palivem, pohyb a rozpínání horniny, koroze apod.

Dvouvrstvé provedení kontejneru pro vyhořelé palivo

Page 34: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Hlubinné úložiště – Onlako

Při budování úložiště je nutné zhotovit přístupové tunely, výtah aventilační šachtyOnkalo – název pro zařízení na vyhodnocování hornin vpodzemí při stavbě úložiště

Provádění podzemních studiíRozvržení přístupových tunelů

Page 35: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Hlubinné úložiště – šachty a tunely

Napojení konstrukčních tunelů Onkalo na systém chodebúložiště

Objem úložiště přirůzných množstvíchpaliva

Page 36: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Hlubinné úložiště – postup stavby tunelů

Page 37: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Vzdálenost úložiště od areálu elektrárny

Vstup do tunelu

Page 38: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Uzavření kontejnerů před uložením v úložišti

Schéma budovy, která bude sloužit ke kompletaci kontejnerů, jejich uzavření a kontrole před spuštěním do úložiště.

Page 39: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Varianty kontejnerů

Předpokládaný průběh prací na úložišti

Kontejnery na vyhořelépalivo jsou odlišné pro 3typy elektráren ve Finsku

Page 40: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Pokles radioaktivity v průběhu času v závislosti na typu paliva

BWR – boiling water reactor (Loviisa)VVER 440 – voroněžský typ (Olkiluoto 1 a 2)EPR – european pressurised reactor (Olkiluoto 3)

Page 41: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Průběh teploty kontejneru v úložišti

Červená křivka zobrazuje průběh teploty kontejneru umístěného v centru úložiště, modrá křivka pak teplotu kontejneru umístěného na okraji úložiště. Teplota v úložišti v hloubce 400 m je 10-11°C.

zdroj: POSIVA

Page 42: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Kalkulace radiace v případě defektu kontejneru

Page 43: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Elektrárna Olkiluoto - princip varného reaktoru

• k varu dochází při průchodu vody v prostoru mezi palivovými tyčemi (1)

• výkon reaktoru je regulován pomocí regulačních tyčí (2) a recirkulačních čerpadel (3)

• pára generovaná v reaktoru je potrubím dopravována do vysokotlaké turbíny (4)

• jakmile pára předá část své energie ve vysokotlaké tubíně, je vedena do výměníku (5) kde dojde k opětovnému ohřátí a pára pokračuje do nízkotlaké turbíny (6)

• obě turbíny jsou na společném hřídeli spolu s generátorem (7), který dodává el. energii do sítě

• pára na výstupu z turbíny pokračuje do kondenzátoru (8), kde kondenzuje na vodu

• pro odvod tepla je použita mořská voda (9) – nahrazuje chladící věže

• čerpadlo (10) vede vodu zpět do reaktoru

Page 44: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Budova reaktoru

1 – tlaková nádoba reaktoru

2 – hlavní parní potrubí

3 – bazén s palivem

4 – servisní most reaktoru

5 – kolejový jeřáb

7 – pohon kontrolních tyčí

8 – kontejnment

pohled na uzavřený reaktor

Page 45: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Produkce elektrické energie z bloků OL1 a OL2

počáteční výkon obou bloků v roce 1980 – 660 MWe

po modernizacích reaktoru a turbíny od r. 2005 výkon 860 MWe

Page 46: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Výměna paliva v elektrárně

bazén kompletně napuštěn vodou

výkon reaktoru odstraněno pomocí jeřábu

obsluha provádí výměnu paliva

Page 47: Úložiště jaderného odpadu - KEZÚložiště jaderného odpadu Ing. František Lemfeld přednáška pro předměty Jaderná energetika, Termodynamika a sdílení tepla Tato prezentace

Sestava turbín – OL1 a OL2

pára, která proudí v potrubí pochází přímo z reaktoru – prostor není zdůvodu vysokých dávek radioaktivního záření za provozu přístupný

po odstavení reaktoru trvá cca 8-12 hodin, než intenzita zářenípoklesne na hodnoty, při kterých lze začít provádět údržbu