Gunkl Gábor – 2009 – BME

Westinghouse AP1000

Áttekintés

Felépítés• Konténment• Primer köri jellemzők• Turbogenerátor• Névleges adatok

Biztonság• Passzív berendezések• Mélységi védelem• DSA, PSA eredmények

Tervezett/folyamatban lévő építkezések

• Primer konténment: acél tartály• Átmérő/magasság: 39,6/65,63 m• Tervezési nyomás/hőmérséklet:

DBA-ra: 4,07 bar/149 °CDBA-n túli üzemzavarokra: 8,9 bar/204 °C

• Tervezett szivárgási arány: 0,1 térfogat%/nap

Felépítés – (Primer)konténment

Felépítés – (Primer)konténment

Felépítés – Primer kör

• Reaktortartály:– Belső átmérő: 3988 mm– Falvastagság: 203 mm– Teljes magasság: 12056 mm– Szénacél, rozsdamentes acél plattírozással– Tervezési nyomás/hőmérséklet:

171 bar/343,3 °C• Aktív zóna:

– Magasság: 4,267 m– Egyenérték-átmérő: 3,04 m– Hőátadó felület: 5268 m2

– Üzemanyag tömege: 84,5 t

– Átlagos lineáris telj. Sűrűség:

187 W/cm

– Üzemanyag típusa: UO2, <4,95%

– Kazetta: 17x17 rácsosztású, 4795 mm hosszú

– Kazetták száma: 157 db

Felépítés – Primer kör

• Gőzfejlesztő:– Típus: Delta-125, függőleges, U-csöves elrendezésű– Blokkonként 2 db– Hőátadó felület: 11477 m2

– Hőátadó csövek száma: 10025– Legnagyobb külső átmérő: 5575,3 mm– Teljes magasság: 22460 mm– Szállítási tömeg: 663,7 t– Köpeny és csőblokk anyaga: szénacél– Csövek anyaga: Inconel 690-TT

• Főkeringető-szivattyú:– Típus: „dobozos” (Canned) motorral szerelt

centrifugálszivattyú– Blokkonként 4 db– Tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/ 343,3 °C– Névleges térfogatáram: 4,97 m3/s– Névleges szállítómagasság: 111,3 m– Névleges fordulatszám: 1750 rpm

Felépítés – Primer kör

Felépítés – Primer kör

Felépítés – Primer kör

Felépítés – Primer kör• Térfogatkompenzátor:

– Teljes térfogat: 59,47 m3

– Gőztérfogat névleges állapotban: 31,14 m3

– Tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/360 °C– Fűtőpatronok teljesítménye: 1600 kW– Belső átmérő: 2,28 m– Teljes magasság (lefújató szelepig): 16,27 m

• ZÜHR:– Passzív remanenshő-hűtőrendszer, 1 hőcserélő,

tervezési nyomás/hőmérséklet: 171 bar/343,3 °C– Nagynyomású hűtővíz-tartályok: 2 db, nyomástartás

primer-köri gőzzel, térfogat: 70,8 m3, tervezési nyom./hőm.: lsd előbb

– Hidroakkumulátorok: 2 db, térfogat: 56,5 m3, tervezési nyomás/hőmérséklet: 56 bar/148.9 °C

– Konténmenten belüli üa. átrakó medence (IRWST): 1 db, térfogat: 2092,6 m3, tervezési nyomás/hőmérséklet: 1,4 bar /65,6 °C

Felépítés – Turbogenerátor• Turbinák:

– 1 db kettős kiömlésű nagynyomású és 3 db kettős kiömlésű kisnyomású turbina egy tengelyen elhelyezve

– Nagynyomású házon 1-1 megcsapolás tápvíz előmelegítőbe és GTT-be, kisnyomású házakon 4 megcsapolás tápvíz-előmelegítőkbe

– Utolsó fokozat lapáthossza: 1372 mm– Frissgőz nyomás/hőmérséklet: 55 bar/271 °C– Fordulatszám: 1800 rpm (60 Hz), 1500 rpm (50 Hz)

• Kondenzátor:– Hűtővíz tömegáram: 37,85 m3/s– Hűtővíz hőmérséklete: 30,5 °C (hűtőtornyokkal)– Kondenzátor-nyomás: 0,091 bar

• Generátor:– 3 fázisú, szinkron– Névleges teljesítmény: 1250 MVA– Hatásos teljesítmény: 1200 MW– Névleges feszültség: 24 kV

– Működési frekvencia: 50/60 Hz

Névleges adatok

Termikus teljesítmény 3415 MWt

Elektromos teljesítmény (bruttó/nettó)

1200/1115 MVA

Bruttó/nettó hatásfok (hűtőtoronnyal)

35.1% / 32.7%

Hűtővíz/moderátor Könnyűvíz

Üa. dúsítás 4,95 % (kiégő mérgekkel)

Kampány hossza 18 hónap

Üa. tömege 84,5 t

Üa. Átrakáskor a friss üa. aránya

43 %

Éves radioaktív hulladék

(ILW és LLW)

35 tonna

Névleges adatok

Tervezett rendelkezésre állás

> 90 %

Tervezett üzemidő 60 év

Tervezett villamosenergia-ár

3,0–3,5 ¢/kWh ikerblokkokra

Tervezett működési tartomány

25-100%, 10%-os lépésekben

Tervezett építési idő 38 hónap (moduláris szerkezet, komponensek csökkentett száma)

Biztonság – Passzív berendezések• Passzív üzemzavari zónahűtés:

– Nem alkalmaznak külső energiaforrást (pl.: dízelgenerátorok)

– A gravitáció, természetes cirkuláció és nyomáskülönbség hajtja a rendszert

Biztonság – Passzív berendezések• Passzív konténment hűtőrendszer:

Biztonság – Passzív berendezések• Blokkvezénylő izolációja:

– Passzív módon, nagynyomású oxigéntartályokkal– 11 főre, 72 órára DBA esetén

Biztonság – Mélységi védelem

• Az AP1000-ben alkalmazzák azokat a technológiákat, amelyek más erőművekben biztonságvédelmi funkciót is ellátnak, de a Westinghouse erőművében ezek nem tartoznak a biztonságvédelmi rendszerek közé (nem szerepelnek a biztonsági elemzésekben sem), üzemszerűen alkalmazzák őket.

• A fent leírtakból következik, hogy egy esetleges üzemzavar esetén ezen technológiák további mérnöki gátakként viselkednek, többszörös diverzifitást biztosítva.

• Mivel nem látnak el biztonságvédelmi funkciókat, kevesebb karbantartást igényelnek. Ilyen rendszerek pl.: vízkémiai és térfogatkompenzátor rendszerek, üzemi remanenshő-elvonó rendszerek

Biztonság – DSA, PSA eredmények

• (Diverz) DSA és PSA vizsgálatok alapján az AP1000 a mai erőművekre elfogadott zónaolvadási gyakoriságnak (10-5) az 1%-át, a hasonló, 3+ generációs erőművek zónaolvadási gyakoriságának 5%-át produkálta

• CMF=4,2x10-7 külső hatások figyelembevételével és 2,4x10-7 üzem alatt, belső hatások figyelembevételével, operátori beavatkozás hatására (operátori beavatkozás nélkül 1,8x10-7)

Tervezett/folyamatban lévő építkezések

• A Westinghouse AP1000 erőműveket tervez építeni az USA-ban és Indiában, valamint két kínai blokk építés alatt áll:

Haiyang

Tervezett/folyamatban lévő építkezések

Sanmen

Az AP1000 - összefoglalva

• Passzív biztonsági rendszerek, nincs szükség operátori beavatkozásra

• Jelentősen csökkentett komponensszám (alacsonyabb beruházási költség)

• Kis karbantartási igény, egyserű felépítés (alacsony változó költség)

• Üzemeltetési tapasztalatok a legtöbb berendezés esetében (Doel/Tihange)

• Nagy rendelkezésre állás, hosszú kampány• Moduláris felépítés, rövid konstrukciós idő• Kis telephely• Hosszú élettartam• Versenyképes energiaár

AP1000

AP1000

AP1000