Post on 10-Mar-2016
description
CENTRALE NUCLEAROELECTRICE
Date de referinta
2 dec. 1942 - primul reactor pus n functiune la Universitatea din Chicago (SUA)
21 dec. 1951 n Idaho (SUA), prima instalatie experimentala care a produs energie electrica, avnd o putere de 150 kW
1954 prima centrala nuclearo-electrica experimentala, pusa n functiune la Obrinsk (Rusia)
Evoluia produciei de energie la nivel mondial in funcie de sursa primar de energie
International Energy Agency: 2010 Key World Energy Statistics
Evoluia produciei de energie din resurse nucleare la nivel regional
International Energy Agency: 2012 Key World Energy Statistics
Principalii productori de energie nuclear, la nivel mondial
International Energy Agency: 2012 Key World Energy Statistics
Predictia productiei de energie electrica pentru perioada 2006 - 2030
Producia de energie electric n 2010 si 2011, n Romnia
Reacia de fisiune a U235
,, radiatii102211236
92
1
0
235
9221 f
AAEnvFzFzUnU
Radiaia alfa particule grele, cu sarcin electric pozitiv pot fi oprite de un strat de hrtie;
Radiaia beta electron foarte rapid (sarcin electric negativ) - poate fi oprit de aluminiu;
Radiatia gamma fotoni (fr sarcin electric) poate fi oprit de un strat gros de plumb este cea mai periculoasa pentru om!
Distributia medie aproximativa a energiei de fisiune
Energie prompta Energia cinetica a
fragmentelor de fisiune
167 MeV
Energia cinetica a neutronilor
prompti
5 MeV
Energia radiatiei prompte 5 MeV
Energie intarziata Energia particulelor din produsele de fisiune
7 MeV
Energia radiatiei din produsele de fisiune
6 MeV
Energia cinetica a neutronilor
intarziati
mica
Energia pierduta Energia particulelor neutrino 10 MeV
Total energie de fisiune ~ 200 MeV
Mine de uraniu de suprafa
Midnite Mine, Spokane Indian Reservation (SUA)
Rssing Uranium Mining Namib Desert (Namibia)
Ranger mine (Australia)
Comparatie intre ciclul unei centrale termoelectrice cu combustibil clasic si, respectiv cu combustibil nuclear
Reactor cu apa sub presiune (apa usoara) Pressurised Water Reactor
(cel mai raspandit in lume ~ 64% din reactoarele in functiune)
1 reactor, 2 elemente de combustibil, 3 bare de control, 4 mecanismul barelor de
control, 5 vas de expansiune, 6 generator de abur, 7 pompa principala de circulatie, 8
abur viu, 9 apa de alimentare, 10 turbina de inalta presiune, 11 turbina de joasa
presiune, 12 generatorul electric, 13 masina excitatoare, 14 condensatorul de abur, 15
apa de racire, 16 pompa de alimentare, 17 preincalzitorul de aer, 18 scutul de beton al
reactorului, 19 pompa pt. apa de racire
Combustibil: oxid de uraniu usor imbogatit (3-4%) sau amestec de uraniu si oxid de plutoniu
Presiunea apei din circuitul primar: 120 160 bar.
Reactor cu vaporizarea apei Boiling Water Reactor (22,5 % din centralele in functiune)
1 reactor, 2 elemente de combustibil, 3 bare de control, 4 pompa principala de
circulatie, 5 mecanismul barelor de control, 6 abur viu, 7 apa de alimentare, 8 turbina
de inalta presiune, 9 turbina de joasa presiune, 10 generatorul electric, 11 masina
excitatoare, 12 condensatorul de abur, 13 apa de racire, 14 preincalzitorul de aer, 15
pompa de alimentare, 16 - pompa pt. apa de racire, 17 scutul de beton al reactorului,
Combustibil: oxid de uraniu usor imbogatit
Presiunea apei din circuitul primar: 60 70 bar.
Reactor cu apa grea (D2O) sub presiune Pressurised Heavy Water Reactor, filiera CANadian Deuterium Uranium (CANDU)
Structura reactorului const din ase tipuri de materiale componente: materiale combustibile, materiale de
control i reglare, materiale de acoperire, materiale de moderare (pentru reactorii termici, n vederea
ncetinirii neutronilor rapizi eliberai prin fisiune), materiale de protecie, materiale de rcire
Combustibil: uraniu natural sau usor imbogatit (1-2 %)
Presiunea in circuitul primar de abur: 50 100 bar
Considerente economice privind utilizarea filierei CANDU
CANDU folosete circa 15% mai puin uraniu pe o perioad de via de 30 de ani, prin comparaie cu un reactor asemntor cu ap obinuit (PWR)
sistemul CANDU poate fi adaptat fr schimbri eseniale la un ciclu independent cu toriu
folosirea uraniului natural extinde sursele de aprovizionare i permite o fabricaie mai simpl
indicii ridicai de utilizare sunt realizabili datorit marii fiabiliti, bazat n primul rnd pe realimentarea n timpul produciei
eventualele indisponibiliti ale mainii de ncrcare nu nseamn scoaterea imediat din funciune a reactorului
reparaia canalelor de combustibil n timpul duratei de via a centralei este relativ uoar
ansamblul reactorului CANDU poate fi transportat preasamblat sau poate fi asamblat pe antier, nuntrul sau n afara cldirii reactorului
greutatea de transport a ansamblului calandriei este redus
apa grea este uor de procurat sau poate fi produs pe plan local
Considerente de siguranta privind utilizarea
filierei CANDU
utilizarea tuburilor de presiune prezint ca avantaj major faptul c orice fisur se face vizibil prin ea nsi, prin scurgeri
din cauza costului ridicat al apei grele, CANDU este prevzut cu un sistem de detectare care indic din vreme defectele incipiente ale canalelor, conductelor i cazanelor
topirea total a miezului este mai puin posibil dect n reactoarele cu cazane de presiune
separaia dintre agentul de rcire i moderator
circuitul primar de conducte pentru transportul cldurii are dimensiuni mai mici dect cele de la reactoarele care folosesc ap obinuit
caracteristic important de siguran este faptul c aranjamentul laticei este aproape de limita maxim a radioactivitii
miezul reactorului CANDU este o surs de energie mai puin compact dect aceea a reactorului cu cazan de presiune
reactoarele CANDU conin dou sisteme separate, independente de scoatere din funciune
reactoarele CANDU conin un sistem de nlturare a cldurii reziduale
mecanismele de oprire i control sunt amplasate n afara limitelor sistemului de transport a cldurii sub presiune
n sistemul CANDU nu apare nici o problem de stare critic din cauza combustibilului uzat depozitat sub ap
Considerente de fiabilitate privind utilizarea filierei CANDU
CANDU este un produs tehnic verificat
realimentarea cu combustibil n timpul functionarii
sistemele de control cu ajutorul calculatoarelor sunt foarte avansate
acces usor pentru ntreinerea i reparaia ntregului sistem nuclear i a
componentelor sale
problemele de chimie sunt minimizate
fabricaia tuburilor de presiune de calitate superioar necesit un control de
calitate mai simplu dect fabricarea unui cazan de presiune masiv
Reactor racit cu gaz Gas Cooled Reactor
Moderator: grafit
Mediu de racire: bioxid
de carbon, heliu
Reactor RBMK (Rusia)
Moderator: grafit, Mediu de racire: apa
1 uraniu, 2 tuburi sub presiune, 3 moderator grafit, 4 bare de control, 5 gaz
protector, 6 apa lichida/abur, 7 separator de umiditate, 8 conducta de abur spre turbina,
9 turbina cu abur, 10 generator, 11 condensator de abur, 12 pompa de condensat, 13
conducte transport agent termic, 14 pompa de alimentare, 15 preincalzitor apa, 16 apa
de alimentare, 17 circulatia apei, 18 pompa de circulatie, 19 rezervor de apa, 20
carcasa de otel, 21 scut de beton, 22 cladirea reactorului
Reactor FBR (Fast Breeder Reactor)
Trei bucle de fluide: bucla primara de sodiu
topit, bucla secundara de sodiu topit, bucla
tertiara de apa Miezul reactorului
Alti utilizatori ai centralelor nucleare
Spargatoare de gheata si
portavioane (PWR)
Submarine cu
propulsie nucleara
(PWR)
Noi tipuri de reactoare nucleare
APWR: Advanced Pressurized Water Reactor
Depunerea materialelor radioactive in organism
Accidente nucleare
7 - accident nuclear major: emisie masiv de materiale radioactive, cu efecte asupra sntii i mediului, care necesit implementarea planului de msuri de diminuare a efectelor;
6 - accident serios: emisie semnificativ de materiale radioactive, care necesit implementarea planului de msuri de diminuare a efectelor;
5 - accident cu consecine extinse: emisie limitat de materiale radioactive care necesit implementarea unor msuri de diminuare a efectelor, cteva decese datorate radiaiilor;
4 accident cu consecine locale: emisie minor de materiale radioactive care impune luarea anumitor msuri de diminuare a efectelor, controlul alimentelor produse local si cel puin un deces datorat radiaiilor;
3 incident serios: expunerea n exces a personalului din central la de cel puin zece ori limita de radiaie anual, probleme de sntate neletale (arsuri ...);
2 incident: expunerea unei persoane din afara centralei la o radiaie de peste 10 mSv i/sau expunerea personalului la o radiaie peste limita anual admis;
1 anomalie: expunerea n exces a unei persoane din afara centralei, peste limita admis anual, probleme minore ale sistemelor de siguran ale centralei cu efecte n funcionarea normal, pierderea sau furtul de material radioactiv din central.
Accidente nucleare (1952 ... 2011)
33 accidente nucleare, din care: - 2 de tip 7 (Fukushima,Japonia 2011 i Cernobil,Ukraina, 1986)
- 1 de tip 6 (Maiak,Rusia 1957)
- 3 de tip 5 (Chalk River Nuclear Lab.,Canada 1952, Winscale Pile, UK 1957 i Three Mile Island, USA 1979)
- 6 de tip 4 (Fleurus,Belgia 2006, Tokaimura,Japonia - 1999, Tomsk,Rusia 1993, Saint Laurent des Eaux,Frana 1980, Jaslovske Bohunice,Cehoslovacia 1977)
- 5 de tip 3 (Sellafield,UK 2006, Paks,Ungaria 2003, Yanangio,Peru 1999, Ikitelli,Turcia 1999, Vandellos,Spania 1989)
- 5 de tip 2 (Forsmark,Suedia 2006, Atucha,Argentina 2005, Ishikawa,Japan 1999, Cadarache,Frana 1993, Tsuraga,Japonia 1981)
- 11 de tip 1
World Association of Nuclear Operators - WANO
1989: fondarea Asociaiei Exploatatorilor de Centrale Nucleare (WANO)
Scop: maximizarea siguranei i fiabilitii centralelor nucleare astfel nct prin cooperare si susinere mutual, schimb de informaii i utilizarea bunelor practici, s se evalueze si s se stabileasc parametrii de referin, respectiv s se imbunteasc performanele tuturor centralelor nucleare.
n prezent include ~ 440 reactoare nucleare, din 33 ri
MOTTO: Safety First
Cultura siguranei nucleare
International Nuclear Safety Group (INSAG), IAEA International Atomic Energy Agency
1991: introduce termenul de cultura siguranei nucleare, ca fiind ansamblul de caracteristici i de atutudini ale unei companii i a personalului su, care stabilete ca siguranei centralei nucleare s i se acorde, cu prioritate, atenia necesar.
Cultura siguranei nucleare
Managementul
centralei
Personalul de
exploatare al centralei
Politica de siguran asumat i obiectivele acesteia
Mediul de lucru creat de
managementul centralei
Atitudinea individual la toate nivelurile
Experiena privind sigurana n exploatare la nivelul centralei
Cultura siguranei nucleare: managementul centralei
Dedicaia managementului centralei nucleare de a pune sigurana nuclear naintea produciei de energie electric.
Vizibilitatea importanei siguranei nucleare prin inspecii periodice, audituri ...
Dezvoltarea de practici privind raportarea erorilor n vederea creterii siguranei nucleare.
Cultura siguranei nucleare: personalul de exploatare
Responsabiliti clare i practicarea acestora la toate nivelurile;
Interesul pentru respectarea procedurilor de lucru, analiza mental naintea aciunii n situaii neprevzute;
Pregtirea i testarea periodic a personalului de exploatare.
In loc de concluzii, o perspectiva:
Centrala termoelectrica cu emisii zero
Putere instalata: 68 MWe
Drachten (OLANDA)
250 ktone CO2 sechestrate anual
www.zeroco2.no/projects/the-seq-2018zero-emission-power-plant2019-project
Randamentul producerii energiei electrice: comparatie intre centralele clasice si Proiectul ZEP
www.zeroco2.no/projects/the-seq-2018zero-emission-power-plant2019-project