atomer őművi hűtővíz rendszerek Üzemzavari villamosenergia...

Atomerőművi hűtővíz rendszerekÜzemzavari villamosenergia-ellátás

Boros Ildikó, Dr. Aszódi Attila Atomerőművek2017. március 9.

2017.05.12. Atomerőművek 1

Atomerőművi hűtővíz

rendszerek


Kondenzátor hűtés, hűtővízellátás


Miért speciális atomerőművi kérdés?Mert az elvonandó hőteljesítmény 1000 MW-os gőzerőművi blokknál:

• atomerőmű: 2000 MW• hagyományos földgáztüz. erőmű: 1000…1300 MW• kombinált ciklus: max. 500-700 MW

Mert nagy teljesítményű egységblokkokról (és hatalmas tömegáramokról) van szó -> a legjelentősebb környezeti hatás lehet

Mert biztonsági szempontból létfontosságú a hűthetőség!

Kondenzátor hűtés, hűtővízellátás


Hűtővízellátás


• Frissvíz-hűtés

• Hűtőtavas hűtés

• Nedves hűtőtornyos hűtés

• Száraz hűtőtornyos hűtés

Pl. USA, 104 blokk60 frissvíz-hűtés35 nedves HT9 vegyes rendszer

Hűtővízellátás– frissvíz-hűtés


Frissvíz: folyóból: max. a vízhozam 1/3-a,

tengerből: visszafolyás megakadályozása

Erőmű

Vízkivételi mű: szűrés, szivattyúzás

G

Rekuperációs vízerőműCsővezetékesszállítás

szabadfelszínű csatorna

Kondenzátor tisztítás

1/3-nál nagyobb vízigény:duzzasztás

© Gács Iván

Hűtővízellátás – frissvíz hűtés


T [h/év]

Q [m3/s]

nagy vízhozamú év

kis vízhozamú év

átlagos vízhozam-tartósság

KÖQ, átlagos vízhozam

KKQLKQ

LNQ

KNQ

�LNQ: legnagyobb víz, az eddig észlelt legnagyobb vízhozam,�KNQ: közepes nagy víz, az évi maximumok átlaga,�KÖQ: közepes víz, sokévi átlagos vízhozam,�KKQ: közepes kisvíz, az évi minimumok átlaga,�LKQ: legkisebb víz, az eddig észlelt legkisebb vízhozam

© Gács Iván

Hűtővízellátás –frissvíz-hűtés

• Alacsony hőmérsékletű, nagy mennyiségű frissvíz-forrás kell hozzá

– Kondenzátorok hátadó felületét ez alapján kell tervezni (pl. UAE)

– Pl.: török NPP, 1% kimenő P különbség (Fekete-tenger vs. Földközi-tenger)

• NPP-nél szinte csak ez a szempont számít a telephely-választásnál

• Tengervizes hűtés: komolyabb anyagminőség-követelmények, de hatékonyabb hűtés (pl. EPR)

• Korlát kilépő hűtővíz-hőmérsékletre, emiatt több helyen korlátozás

• USA: környezetvédelmi törvény miatt folyó/tó vizes hűtés kiszorulóban


Margulova: Atomerőművek

Fukushima I.

Hűtővízellátás –hűtőtavas hűtés



Paksi Atomerőmű hatása(erősen kerekített értékek)

• PBT = 2000 MW (teljesítménynövelés után)

• elvonandó hőteljesítmény: 4000 MW

• Duna közepes vízhozama: 2200 m3/s

• Hőmérséklet-emelkedés 0,43ºC lenne teljes elkeveredés után

• KKQ-nál (850 m3/s) > 2ºC

• De nincs teljes elkeveredés!!


Atomerőművek

Hűtővízellátásfrissvíz hűtés

• Rekuperációs erőmű terve Pakson– Az építés óta tervezik– Terv: 35 GWh/év,

mátrix turbinás megoldással

– Több erőműben is létezik (Mo-n is)

– KÁT

www.wec-austria.at/

www.microva.hu

2017.05.12. 11


• Visszahűtéses rendszer!

• Előnye: olcsó és egyszerű

• (Hűtőtoronyhoz képest) lassú párolgás, ezért kisebbek a veszteségek

• Hűtővízszivattyúk a parti műben vagy gépházban

• Kivétel és visszavezetés helyét térben szeparálni kell

• Hátrány: nagy felület, nagy tereprendezési munka, vízveszteségek (szivárgás kb. napi 1 mm, párolgás)



Clinton NPP, Illinois, USA



Erőmű

mle

mpmcs

mbe

∆me

mbe + mcs = msz + mp + mle + ∆membe · cbe = (msz + mle + ∆me) · c

mbe,min = (mp+∆me-mcs)/(1-cbe/cmeg)

1 MWe ÷ 1 haszóró-h űtők,cseppelragadás

víz tömegmérleg

só tömegmérleg

© Gács Iván

ahol c – só koncentráció

Indexekcs – csapadék, sz – elszivárgás talajba, p – párolgás, le – leeresztés, e – erőmű felhasználása, meg – megengedett

Hűtőtavas hűtés – Dél-UkránAtomerőmű


(Fotó: AA)

Hűtőcsatornás hűtés – TurkeyPoint• Turkey Point atomerőmű, Florida,

FPL

• A telephelyen 2 nyomottvizes blokk (700 MW) és 2 széntüzelésű blokk (400 MW) üzemel

• Hűtés: 270 km-nyi mesterséges csatornarendszer (60 m széles csatornák)

• Hátrány: elsózódó hűtővíz, hőmérsékleti korlátok tarthatatlansága (40 oC a belépő hőmérséklet határérték), hatás az ivóvízbázisra, algásodás

• Előny: talán a krokodiloknak


Hűtővízellátás –nedves hűtőtornyos hűtés


pótvíz

leeresztés

G

�természetes áramlású

�kényszeráramlású

© Gács Iván

Hűtővíz veszteség:• Párolgás• Cseppelragadás

-> töményedés-> leiszapolás


Leibstadt NPP,Svájc

Prairie Island NPP, Minnesota, USA



• Természetes áramlású hűtőtornyok –hatékony hűtés nagy levegő-víz érintkezési felülettel (fill)

• 120-200 m magasságig

• Előnyei:– kis helyigény

– Nem szükséges nagy hozamú folyó / frissvíz

• Biztonsági szempontok

• Hátránya a beruházási költség

• Kb. 3% párolgási veszteség (sokkal több, mint frissvíz hűtésnél)

http://www.gea-energytechnology.com2017.05.12. Atomerőművek 18


• Kényszeráramú hűtőtornyok – ventillátorokkal biztosítják a levegőáramot

• Típusok:– Ellenáramú

– Keresztáramú

• Jobb hűtés, de 1-1,2%-nyi önfogyasztás

• Max. 50 m magasak

• USA középső és nyugati részén (szélsőséges időjárás)

• Hűtőtornyok 2-5%-kal rontják az erőmű összhatásfokát a frissvízhűtéshez képest

• Hűtőtornyos hűtés kb. 40%-kal drágább

• Leiszapolási veszteség

eng-hvac.blogspot.com

Chinon B, Franciaország


Hűtővízellátás –száraz hűtőtornyos hűtés


pótvíz

G

G

�természetes áramlású

�kényszeráramlású

�nedvesített

apróbordás hőcserélő

• Jelentős energiaigény• Alacsony hatásfok• Ott alkalmazzák, ahol még nedves

hűtőtoronyhoz sincs elegendő frissvíz-ellátás (10%-a az igény a nedves hűtőtornyosnak)

• Lehetőség még a levegőhűtésű kondenzátor

• USA-ban és UK-ban kizárva az új atomerőművi blokk projektekből

• Biztonsági szempontok (LOOP)

© Gács Iván

Kondenzációs hőmérséklet csökkentése

Előny:

• javul a körfolyamat hatásfoka

Hátrány:

• nagyobb hűtővíz mennyiség (költség)

• nagyobb szivattyúzási munka (önfogyasztás)

• nagyobb kilépési sebesség miatt nő– az erózió

– a kilépési veszteség


Alacsony hűtővíz-hőmérséklet esetén érdemes csökkenteni a hűtővíz-áramot!

Atomerőművek

Környezetvédelmi, társadalmi szempontok

• A trend a nedves hűtőtornyok alkalmazása

• Oka: vízvédelmi törvények (hőterhelésmiatt ökoszisztéma felborulása, vízi élőlények károsodása vízkivétel miatt)

• USA: Clean Water Act – gyakrolatilagmegtiltja az új blokkoknak az édesvizes frissvizes hűtést (és a régebbieknek is néhánynak át kell állni rá)

• Erőműves szakma vitatja – A hűtőtornyos hűtés vízvesztesége

nagyobb, mint a frissvíz-hűtésé az intenzívebb elpárologtatás és a nagyobb cseppelragadás miatt(1,8 l/kWh vs. 0,4 l/kWh)

www.ibtimes.com

2017.05.12. 22

Hűtővízellátás - szóróhűtés

• Előny: kis beruházási költség

• Hátrány: nagy vízveszteség (szél!)

• Kondenzátorhűtésre nem alkalmazzák atomerőműben

• De lehetséges:– Biztonsági hűtővízrendszer

– Csúcshűtés



Hűtővízellátás - szóróhűtés

• Volgodonszk


25

A paksi atomerőmű vízfelhasználása

• kondenzátor h űt ővíz 105 m 3/s = 378 e m 3/h

• biztonsági h űt ővíz 3 m 3/s = 10,8 e m 3/h

• technológiai h űt ővíz 2 m 3/s = 7,6 e m 3/h

• tüzivíz 0,21 m 3/s = 0,78 e m 3/h

• ivó- és szennyvíz 0,001 m 3/s = 0,035 e m 3/h

• Duna (h űt ő- és sótalan víz)

• Partisz űrés ű 30 m-es rétegvíz (tüzivíz)

• Csámpai 120-150 m-es rétegvíz (ivóvíz)

Az Atomer őmű vízforrásai


26

1: Hidegvíz csatorna2: Melegvíz csatorna 3:Parti szűrésű kúttelep

4: Zagymedencék5: Csámpai vízmű 6: Szennyvíztelep7: Halastavak

6-os út Pécs

6-os út Paks

5

3

7

12

4

810

11

9

6

© VITUKI Rt ARGOS Stúdióés Aradi János

AE vízellátása

8: Kondor-tó9: Övárok (átemelő sziv. ház)10: Faddi betáp 11: Csámpa-patak meder

2017.05.12. Atomerőművek

Forrás: PA26

27

• Duna vízhozama: 880-10.000 m 3/s• vízszint ingadozás: ~10 m• medermélyülés: ~1,5 m / 100 év• hossza: 2860 km

A Duna


29

1.sz.ábra – a Duna vízhozama

2.sz.ábra – a Duna vízállásának változása

3.sz.ábra – Vízállás-változás a Duna Vác-Mohács szakaszán


Forrás: PA

29

A Duna

30

Hidegvíz csatornaFeladata: az er őmű részére a szükséges mennyiség ű h űt ő- és nyersvíz biztosítása.

Fő adatok:• hvcs. max. kap: 220 m 3/s• LKV: 83,50 mBf• LNV : 95,59 mBf• hossza: ~ 1400 m• fenék szint: 81 mBf


Forrás: PA

30

31

Vízkivételi műFeladata: az er őművi technológiákhoz szükséges vízmennyiség hidegvíz csatornából történ ő kiemelése , tárolása és

fogyasztókhoz való eljuttatása .


Forrás: PA

31

33

Kondenzátor hűtővízrendszer

Feladata:a turbinák kondenzátoraihoz szükséges mennyiség ű és min őség űhűt ővíz biztosítása.


Forrás: PA

33

34

Hatósági korlátok• a Dunába visszavezetett hűtővíz hőfokának és a Duna

vízhőfokának különbsége 4 °C-os Dunavíz hőfok alatt max. 14 °C, 4 °C felett max. 11 °C lehet,

• az energiatörő műtárgytól 500 m-re lévő Duna kereszt-szelvényében a Dunavíz hőmérséklete sehol sem lehet 30 °C-nál magasabb.


35

melegvízcsatorna

hidegvízcsatorna

500 m-s szelvény

Duna

melegvíz csóva

1. sz. kőszórás

2. sz. kőszórás1.sz. ábra

2.sz. ábra

A melegvíz csóva


Forrás: PA

35

36

Feladata :a reaktor leh űtéséhez és szubkritikusállapotban való tartásához szükséges létfontosságú biztonsági fogyasztók ellátása h űt ővízzel.

A biztonsági hűtővízrendszerek fő fogyasztói

• FKSZ , SZBV közbenső hűtőkör hűtése,

• pótvízszivattyú motorok-, és olajrendszerük hűtése,

• reaktorakna-, BOX-, egyéb primerköri recirkulációsléghűtő rendszerek hűtése,

• Pihentető medence hűtőkör hőcserélői• ZÜHR hőcserélői-, valamint ezen rendszerek szivattyúi-, és

villanymotorjainak h űtése,• lehűtő kondenzátorok-, és lehűtő szivattyúk csapágyhűtése,

• főgőz rendszeri gamma detektorok hűtése,

• dízelgenerátorok hűtése.

Biztonsági hűtővíz rendszer


• normál esetben a technológiai rendszer fogyasztói, • normál lehűtés esetén a blokk leállításához, lehűtéséhez és a

leállított reaktor remanens hőjének elviteléhez szükséges fogyasztók,

• blokki üzemzavar esetén a blokk lehűtéséhez és a remanens hő elviteléhez szükséges fogyasztók részére.

A biztonsági hűtővíz rendszer biztosítja a megfelelő mennyiségű, minőségű és hőmérsékletű hűtővizet:



Külön villamos betáplálás a biztonsági villamosenergia-ellátó rendszerről (+DG)

• Folyamatos (szünetmentes) vízutánpótlás a blokki fogyasztók részére.• Méretezési alap vízigényét az egyik blokkon bekövetkezett nagycső-töréses üzemzavar

adja, amíg az ikerblokkon lehűtés zajlik• Nem üzemzavari esetben az egyes rendszerek vízoldali terhelése egyenletes legyen.• A hűtővíz szivattyúk a legkisebb Duna-vízszint alatt legyenek - Duna mederváltozása miatt

változó legkisebb vízszint (LKV) az erőmű teljes élettartama alatt is kellő ráfolyási magasságot tegyen lehetővé

• A Duna-víz változó mechanikai szennyezettsége ellenére biztosítható legyen a fogyasztók állandó minőségű hűtővize.

• A hűtővíz szivattyúk a tervezési körülmények között minden esetben elegendő mennyiségű hűtővizet jutassanak a fogyasztókhoz.

• A biztonsági hűtővíz radiológiai állapota folyamatos méréssel ellenőrizhető legyen.• A csővezetékek átmérője olyan legyen, hogy a szakirodalomban ajánlott 2,5 m/s-os értéket

ne haladja meg sehol, hogy káros eróziós folyamatok illetve túl nagy áramlási ellenállás ne alakuljon ki.

• Megjegyzések• A csőtörés által érintett hurokba betápláló ZÜHR alrendszer hatástalan, így hőelvitel funkcióra

sem képes, hiába tartozik hozzá ép BHV alrendszer. • A maradék két alrendszer közül az egyiken az egyszeres hibatűrés elvének megfelelően fel kell

tételeznünk egy rejtett hibát, ami az üzemzavar során az egyik alrendszer üzemképtelenségét okozza.

• Az üzemzavart a megmaradt rendszernek le kell tudnia kezelni zónakárosodás nélkül.

Tervezési alapkövetelmények



Forrás: PA


39

40

Feladata: a biztonsági és a kondenzátor hűtővízrendszerhez nem tartozó Duna-víz

hűtésű fogyasztókhoz hűtővíz, és a vegyészet számára nyersvíz biztosítása.

• 3. és 5. sz. víztisztítók hűtése

• nem létfontosságú szivattyúk hűtése

• technológiához szükséges kezelt vizek forrása (pl. pótvíz előkészítő üzem)

• turbinagépházi nagyteljesítményű villamos motorok-, és szivattyúk csapágy hűtése

• szekunderköri vegyészeti mintavételi rendszerek hűtése

• hűtőgépházi folyadékhűtők kondenzátor hűtése

• hidrogén fejlesztő hűtése

Technológiai hűtővíz rendszer


41

Technológiai szivattyú ház


Az új blokkok hűtése - a Duna

2017.05.12.Atomerőművek 42

A Duna vízhőmérsékletének várható időbeli alakulása az elmúlt évek mért értékei alapján:• +0,7 °C/10 év növekedés

a legmagasabb hőmérsékletek esetén

• +0,5 °C/10 év növekedés az átlagos vízhőmérsékletek esetén


A hűtővíz rendszer hidraulikai tervezése szempontjából az egyik fontos peremfeltétel a Duna vízállása. A műtárgyak és gépészeti berendezések (szivattyúk, szalagszűrők, gerebek stb.) tervezési alapja a blokkok üzemideje végén várható vízszintek kell, hogy legyenek!

Az öblözet vízállásának várható időbeli alakulása az elmúlt évek mért értékei alapján:• +4,17 cm/év növekedés a

legmagasabb vízállások esetén

• -0,8 cm/év csökkenés átlagos vízállásra

• -1,7 cm/év csökkenés legkisebb vízállásra

Elmondható, hogy általánosságban a szélsőséges vízállások gyakorisága nő, míg az átlagos vízállás kvázi állandó marad.



A hűtővíz-elkeveredési számítások egyik peremfeltétele a dunai vízhozamok becsült alakulása. A vízállások és vízhozamok számított értéke között összefüggés van, melyben fontos szerepet játszik az adott Duna-szelvény medermorfológiája. Méretezési vízhozam 1500 m3/s.

A vízállásának várható időbeli alakulása az elmúlt évek mért vízállásaira alapozva:• +54,5 m3/s/év növekedés

a legmagasabb vízállások esetén

• -1 m3/s/év csökkenés átlagos vízállásra

• -4,5 m3/s/év csökkenés legkisebb vízállásra

Elmondható, hogy általánosságban a szélsőséges (főleg maximális) vízhozamok gyakorisága nő, míg az átlagos vízhozam – a vízállásokhoz hasonlóan - kvázi állandó marad.


Az új blokkok hűtése• Mind a frissvizes, mind a hűtőtornyos

hűtésre készültek vizsgálatok

• Vizsgálati szempontok: műszaki-tervezési (biztonsági!), környezetvédelmi, gazdasági szempontok

• Vizsgált lehetőségek:– hűtőtorony: természetes huzatú nedves (ld.

fent), hibrid (páraelnyomásos) hűtőtorony, ventilátoros rásegítésű nedves hűtőtorony (ld. alul)

– frissvizes hűtés• különböző elrendezések hidegvíz- és

melegvíz-csatornára

Atomerőművek 45 2017.05.12.

Az új blokkok hűtése


Az új blokkok hűtése – frissvíz-hűtés

• Figyelembe kell venni a klímaváltozás hatásait (Dunavíz-hőmérséklet növekedése)

• Vizsgálni kell az új hideg- és melegvíz-csatornák nyomvonalait, a kiépítés hatásait

• Hatósági korlátok:– a visszavezetett hűtővíz és a Duna

vízhőfokának különbsége max. 14 ill. 11 °C lehet (Dunavíz hőm. < vagy >4 °C)

– az energiatörő műtárgytól 500 m-re a Dunavízhőmérséklete sehol sem lehet 30 °C-nálmagasabb.

• Csúcshűtés megoldása (kibocsátási hőmérséklet korlát és a klímaváltozás miatt). Lehetséges megoldások:• Blokkok visszaterhelése

• Hűtővíz térfogatáram növelése

• Kiegészítő hűtés alkalmazása


A hidegvíz csatorna tervezett mélyítése/bővítése

ELŐ

NY

HÁ

TR

ÁN

YE

LŐ

NY

HÁ

TR

ÁN

YHűtőtorony Frissvizes hűtés

Jelenleg nincs jogszabályi korlátozás a

levegő hőterhelésére vonatkozóan

Tájképbe illeszthetősége problémás

(FAND rendszer a NDCT helyett)

Szigorú előírások a Duna

hőterhelésére vonatkozóan

Közel azonos beruházási költség a

teljes rendszerre vonatkozóan

Közel azonos szivattyúzási munka

Tiszta „tercier” kör, a biológiai és kémiai

szennyeződések kezelése egyszerű

A kémiai/biológiai szennyeződések

eltávolítása megfelelő technológiai

megoldásokat igényel

Nincs tájképbe illesztési probléma

Jelentős termeléskiesés az általánosan

magasabb kondenzátornyomás miatt

Minden környezeti hőmérséklet mellett

legalacsonyabb kondenzátornyomás

A hűtővíz utánpótlás és a vegyszeres

kezelés jelentősen megnöveli az

élettartam-költséget!

Magas üzemeltetési és karbantartási

költségek a pótvíz-rendszer miatt

Mérsékelt üzemeltetési és

karbantartási költségek

A vízkészletjárulék a hűtőtornyok pótvíz-

költségéhez képest alacsony, lényegesen

kedvezőbb élettartam-költség

Az új blokkok hűtése


Példa – új blokk Pakson• EPR, 1600 MWe, 37%-os

hatásfok

• Hatósági korlát: max. 11oC felmelegedés frissvíz hűtésnél

• Milyen tömegáramot igényel a frissvizes kondenzátorhűtés?

• Nedves hűtőtoronnyal hűtve mekkora tömegáram kell? (Csupán az elpárolgással elvitt hőt tekintve)


Pe=1600 MWe, η=0.37, ∆T=11oCPth= 4300 MWElvonandó: Pel=2700 MW

� ∗ �� ∗ Δ� = � =� 2.7 ∗ 10� J/s-> �� =58 000 kg/s

Hűtőtorony esetén: Elpárolgott vízre: �� = � ∗ ��

L=2257 kJ/kg-> �� =1200 kg/s

DE: nedves tornyos hűtés vízmérlege:M=E+D+Bd(elpárolgás+elragadás+leiszapolás)D ~ vízforgalom 0,3-1%-aBd ~ elpárolgás 50%-a

Végső hőnyelő elvesztéseLUHS – Loss of ultimate heat sink: a végső hőnyelő vagy az ahhoz vezető technológiai kapcsolatok (ezáltal a hűtési biztonsági funkció) elvesztése.UHS – Ultimate heat sink: végső hőnyelő egy olyan közeg (tipikusan egy nagy vízkészlet vagy az atmoszféra), amelybe a maradványhőmindig elvezethető, még akkor is, ha az egyéb hűtési módok elégtelenek.

– Primary ultimate heat sink : elsődleges végső hőnyelő – az erőmű méretezési alapja szerinti végső hőnyelő.

– Alternative ultimate heat sink: alternatív végső hőnyelő – az elsődleges végső hőnyelőtől független végső hőnyelő, amelybe a remanens hő elvezethető, függetlenül az elsődleges végső hőnyelő rendelkezésre (nem) állásától. Secondary feed & bleed


Végső hőnyelő elvesztése - Paks• Biztonsági hűtővíz rendszer szerepe – fő

kapcsolat az erőmű hűtőrendszerei és a Duna közt

– 6 szivattyú/ikerblokk

– Normál üzemben 3×1 szivattyú üzemel, üzemzavar esetén 6

– mindegyik redundáns ágon egy-egy 100 m3-es puffer tartály

– Tartályig 2-2 blokkra közös rendszer

– BHV rendszer villamos betáp: II. kategóriájú, biztonsági létfontosságú 6kV-os rendszerről

– BHV elvesztése = végső hőnyelőelvesztése

– Villamos betáp teljes kiesése = BHV vesztés

• Sótalanvíz rendszer: 3*900 m3 tartály ikerblokkonként

– Szekunder kör hűtővíz-ellátása ÜTSZ vagy KÜTSZ-ön keresztül

– 2 napi hűtésre elegendő


2. kiépítés sótalanvíz-tartályok (Fotó:AA)

100 m3

+ 33 m

1. blokk

2. blokk

1. blokk

1. blokk

2. blokk

2. blokk

.V N = 0,46 m3/sp N = 6,25 barn = 990 f/percP = 0, 5 MW

100 m3

+ 33 m100 m3

+ 33 m

Végső hőnyelő elvesztése - Paks• Végső hőnyelő tartós elvesztése a külső villamos betáplálás rendelkezésre állása

esetén– Primer kör hűtése természetes cirkulációval

– GF: gőz elvitel atmoszférába, vízellátás ÜTSZ/KÜTSZ segítségével

– sótalanvíz-tartályok mellett GF és táptartályok vízkészlete használható

– Ezek kiürülése után alternatív források

• tüzivíz rendszer (időkorlát nélkül, parti szűrésű kúttelepről, ha van villamos ellátás!)

• Alternatív források– mobil vízkivétel közvetlenül a

Dunából, a Duna hidegvíz csatornájából, időlegesen a melegvíz csatornából vagy a halastavakból

– konténmentbe GF tápvíz oldalról is juttatható víz

2017.05.12. Atomerőművek 52(Forrás: PA Zrt, CBF)

ÜZEMZAVARI ENERGIAELLÁTÁS (EMERGENCY POWERSYSTEMS – EPS)


Villamos ellátás elveszítése• LOOP – Loss of off-site power: külső villamosenergia-hálózat elvesztése– a

telephely minden külső hálózati áramellátásának az elvesztése (a hálózat összeomlása vagy a hálózati kapcsolatok elvesztése). DBA (esetleg AOO) esemény.

• SBO – Station Blackout: teljes feszültségvesztés– minden telephelyen kívüli és belüli normál üzemi AC betáp és az üzemzavari AC források (üzemzavari dízelgenerátorok) elvesztése. Nem értendő bele a DC (akkuk) és az azokhoz kapcsolódó inverterek elvesztése. BDBA esemény.

Munka a sötét blokkvezénylőben, Fukushima, 2011. március, Forrás: TEPCO


Üzemzavari villamosenergia-ellátás• Normál üzemi villamosenergia-

ellátás– Országos hálózatról

• Alternatív villamosenergia-ellátás– Más külső dedikált forrásból– Más telephelyi forrásból (másik

blokk, egyéb)• Több különböző alrendszer

– AC rendszer a megszakítható betáplálású fogyasztóknak

– Üzemzavari AC áramforrás (tipikusan dízelgenerátorok, melyek adott biztonságvédelmi jelre indulnak)

– DC rendszer (szünetmentes), AC rendszer tölti

– Szünetmentes AC rendszer (DC rendszerből táplált inverterekenkeresztül)


Akkumulátortelep

Biztonsági és nem-biztonsági fogyasztók

Betáp villamos hálózatról

Üzemzavari villamosenergia-ellátás – Dízelek, Paks

• 1. kiépítés– blokkonként 3 darab 15D100

típusú, 10 ikerhengeres, kétütemű, szovjet (ukrán) gyártású dízelgenerátor

– névleges teljesítménye egyenként 1,6 MW, de 10 órán át 1,8 MW-ig is terhelhetőek

– névleges fordulatszáma 750/perc, felfutási ideje 15 másodperc.

• Üzemanyag: 12*100 m3-es, föld alatti tárolók (120 órai üzemre elég)

• Hűtésükhöz a BHV rendszer kell


Az 1. kiépítés egyik dízelgenerátora (Fotó: AA)

• 2. kiépítés– blokkonként 3 darab GANZ-

SEMT PIELSTIK típusú, 18 hengeres, négyütemű, négyszelepes, 2,1 MW névleges teljesítményű magyar gyártású dízelgenerátor

– névleges fordulatszáma 1500/perc, felfutási ideje 15 másodperc

• Üzemanyag: 12*100 m3-es, föld alatti tárolók (120 órai üzemre elég)

• Hűtésükhöz a BHV rendszer kell


Üzemzavari villamosenergia-ellátás – Dízelek, Paks

A 2. kiépítés egyik dízelgenerátora (Fotó: AA)

Üzemzavari villamosenergia-ellátás - Paks• Blokk saját fogyasztóit a háziüzemi transzformátorok látják el normál üzemben a

generátorról, üzemen kívül pedig a 400 kV-os, vagy a 120 kV-os hálózat felől• Üzemzavari helyzetben, a biztonsági fogyasztókat tápláló sínek a dízelgenerátoroktól

kapják az energiát • Lépcsőzetes Indítási Program• A háziüzemi villamos energia ellátás szempontjából a rendszereket a feszültség-

kimaradás időtartamát tekintve három kategóriába lehet sorolni: • I. kategória

– A betáplálás kimaradása a másodperc tört részéig sem megengedett– I. kategóriájú villamos betáplálási rendszerek végső tápforrásai mindig az akkumulátor telepek– Az akkumulátorok kapacitása legnagyobb terhelés mellett is minimum 3,5 órára elegendő– A dízelgenerátorok – üzembelépésük után – ezeket az akkumulátorokat is töltik.

• II. kategória– A betáplálás kimaradásának időtartama néhány percig terjedhet (biztonsági létfontosságú

fogyasztók energiaellátó-rendszere)– A II. kategóriájú villamos betáplálási rendszerek végső tápforrásai

a dízelgenerátorok. • III. kategória

– A betáplálás kimaradásának időtartamára nincs megkötés – Tápforrásuk a blokk és a tartalék háziüzemi transzformátorok

2017.05.12. Atomerőművek 58(Forrás: PA Zrt, CBF)

Tervezési alapon túli villamosenergia-ellátás - Paks• Villamos betáplálás teljes, tartós elvesztése (SBO, BDBA esemény)

– a blokkon az összes váltóáramú fogyasztó leáll– automatikus védelmi működés (ÜV-1)– sem a hőhordozó felbórozására, sem a blokk üzemszerű lehűtésére nincsen lehetőség– szekunderköri nyomás az atmoszférába redukáló szelepek nyitásával stabilizálható– az így lefúvatott gőz egy ideig biztosítja a hűtést, de a GF-ben a vízszintek csökkennek– Névleges teljesítményről indulva négy és fél órával a feszültségkiesés után a gőzfejlesztők kiszáradnak– A primer körben a nyomás és a hőmérséklet emelkedni kezd– Primer köri lefúvatás a konténment felé � primerköri vízkészlet fogy, az aktív zóna szárazra kerül– Az aktív zóna sérülése 10 órával a feszültségkiesés után várható– Pihentető medence: legrosszabb esetben (frissen kirakott kazetták) forrás 4 óra, üzemanyag-sérülés

19 óra elteltével• Súlyos baleset esetén

– Blokkonként egy, 100 kW-os mobil dízelgenerátor– Mérő, ellenőrző és beavatkozó rendszerek ellátására –

pl. a primer kör nyomáscsökkentése, a reaktorakna elárasztása, szükség esetén a gőzfejlesztők hermetikus téren belüli lefúvatása

– Blokkok közötti áttáplálás a nagyfeszültségű rendszer kiesése esetén is lehetséges (6 kV-os hálózaton)

– Lepróbált, egymástól független, térben szeparált külső betáplálási lehetőség a Dunamenti Gázturbinás Erőműből és Litéri Gázturbinás erőműből


(Forrás: PA Zrt, CBF)

atomer őművi hűtővíz rendszerek Üzemzavari villamosenergia...

Documents