1 / 37

Datum

Jádro Jan Osička. Název kurzu. Datum. Historie. 1951, USA: EBR-1 1954, SSSR: Obninsk 1954, USA: USS Nautilus 1956, VB: Calder Hall 1957, USA: Shippingport USA: tlakovodní (Westinghouse) a varné (GE) reaktory SSSR: tlakovodní (VVER) a grafitové (RBMK) reaktory

hanae-robles
Download Presentation

Datum

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Jádro Jan Osička Název kurzu Datum

  2. Historie 1951, USA: EBR-1 1954, SSSR: Obninsk 1954, USA: USS Nautilus 1956, VB: Calder Hall 1957, USA: Shippingport USA: tlakovodní (Westinghouse) a varné (GE) reaktory SSSR: tlakovodní (VVER) a grafitové (RBMK) reaktory VB, FRA: přírodní uran, plyn, grafit Kanada: přírodní uran, těžká voda,

  3. Jaderná energie atom – jádro (protony, neutrony) + obal (elektrony) jádro: elektrostatické x jaderné přitažlivé síly nejstabilnější atomy: nukleonové číslo okolo 60, sudé protonové a nukleonové číslo: Fe-56, Fe-58, Ni-60, Ni-62 těžší atomy (s vyšším nukleonovým číslem) jsou méně stabilní

  4. Energetický determinismus

  5. Jaderná energie Štěpitelné izotopy: U-233, U-235 a Pu-239 Štěpení: deformace tvaru a změna v rovnováze mezi přitažlivými a odpudivými silami, štěpné produkty: dvě menší jádra (např. Kr-89, Ba-144), 2-3 neutrony, záření. Uvolněná energie: 0,9 MeV (1,6 x 10e-19) na částici => na 235 částic tedy 210 MeV 80 % energie ve formě kinetické energie štěpných produktů 20 % se uvolní rychlým rozpadem primárních štěpných produktů

  6. Výroba elektřiny Reaktor – řízená štěpná reakce – neutrony narážejí do jader U-235 – nové částice se značnou kinetickou energií – zahřívání paliva – předání energie chladivu - generace páry. Palivo Moderátor – snižuje rychlost/kinetickou energii neutronů => „termální neutron“ Kontrolní tyče – z materiálu pohlcujícího neutrony (bor, kadmium) – ke kontrole i úplnému zastavení reaktoru. Chladivo – tekutina nebo plyn cirkulující aktivní zónou k odvodu tepla

  7. Výroba elektřiny Tlaková nádoba – ocelová nádoba obsahující jádro reaktoru, moderátor a chladivo Parogenerátor – sekundární okruh Containment – železobetonová schránka okolo tlakové nádoby

  8. Reaktory • Výkon: • tepelný (množství a kvalita páry, MWt) • Nominální (konstrukční výkon vycházející z generátoru za definované teploty kondenzátoru, MWe) • Čistý (výkon dodávaný do sítě po odečtení nároků elektrárny. Mwe)

  9. Varný reaktor (BWR) 2 okruhy pára o teplotě 285 °C samoregulační funkce moderátoru

  10. Tlakovodní reaktor (PWR) 3 okruhy 300 °C, dvojnásobný tlak (150 atm.)

  11. Těžkovodní reaktory (PHWR, CANDU) 3 okruhy neobohacené palivo, „obohacený moderátor“ nádoba: „calandria“ – vodorovné umístění paliva

  12. Plynem chlazené reaktory (Magnox, AGR) • palivové tyče v grafitovém jádře, chlazení CO2 (650 °C)

  13. RBMK Grafitem moderovaný, vodou chlazený – pozitivní zpětná vazba:

  14. Rychlý množivý reaktor (FBR) obložení stěny reaktoru vrstvou U-238 riziko proliferace (nový design – produkce Pu přímo v jádře reaktoru) velikostně menší, koncentrovanější termální produkce, chladivo s maximální tepelnou vodivostí a nulovou moderační schopností – sodík, olovo, bismut Vysoké obohacení paliva (15 – 30 %) 60x efektivnější využití uranu nejsou rozšířené: (1) nákladná konstrukce + levný uran(2) krátká tradice a diskutabilní životnost(3) Pu lze využít v palivech ze smíšených oxidů

  15. Reaktory ve světě

  16. Reaktory ve světě USA: 104 (100 683 MWe) Francie: 58 (63 130) Japonsko: 54 (46 823) Rusko: 32 (22 693) J. Korea: 21 (18 665) Indie: 20 (4 391) VB: 19 (10 097) Kanada: 18 (12 569) Ukrajina: 15 (13 107) Čína: 13 (10 048) … ČR: 6 (3 678) ----- Svět: 442 (374 914)

  17. Reaktory ve světě - rozestavěné Čína: 27 (27 230) Rusko: 11 (9 153) J. Korea: 5 (5 560) Indie: 5 (3 564) Bulharsko: 2 (1 906) Ukrajina: 2 (1 900) Slovensko: 2 (782) -- Svět: 65 (62 862)

  18. Export - Austrálie 70m povrchové doly (80 %) 78 % produkce exportováno 2004 – 2006: nárůst zaměstnanců na 35 000 kvalita, homogenita nedostatečná infrastruktura FOB náklady 21 – 44 USD/t

  19. Generace JR • prototypy • série • III, III+ standardizovaný design jednodušší a robustnější konstrukce delší životnost bezpečnost palivová efektivita delší cykly výměny paliva (až 3,5 roku) pasivní bezpečnostní prvky

  20. IV. generace konvergence designu: 7 prototypů silná mezinárodní spolupráce (GIF) - levné, bezpečné, šetrné, nevhodné k vojenskému použití, výroba vodíku, uzavřený palivový cyklus.

  21. Palivový cyklus Těžba – zpracování – konverze – obohacení – výroba paliva Těžba: tradiční metody (povrchová x hlubinná) in-situ metody (kyselina) Zpracování: ruda (0,1 % U) – „žlutý koláč“ (80 %)

  22. Konverze Konverze: Smolinec U3O8 – UO3 (přírodní palivo) U3O8 – UF6 (obohacení) Rusko, Francie, USA, Kanada, Čína, Irán, Brazílie

  23. Obohacení zvýšení obsahu U-235 na 3-5 % SWU: funkce množství a úrovně obohacení Separační membrána (vysoká energetická náročnost) Centrifuga (náročné na materiály) Separační tryska (energetická náročnost) Laser (ve vývoji) Ochuzení HEU Rusko, USA, Francie, VB, Německo, Nizozemí, Japonsko, Argentina, Indie, Pákistán, KLDR, Irán

  24. Trh – nejvýznamnější hráči

  25. Trh Nákladný transport – až 70 % výsledné ceny Pouze kvalitní uhlí, co nejkratší vzdálenosti => dva regionální trhy: atlantický a pacifický

  26. Trhy

  27. Trhy Cena uhlí: Nabídka x poptávka (mezní náklady) Transport: nezávislí přepravci, smluvní ceny, aktualizované sazby za definované trasy, vysoká konkurence, nízké vstupní náklady..Cena transportu: nabídka x poptávkaJAR – ARA, Capesize, 2008: 50 – 60 – 8 USD/t (mezní náklady 9 – 14 USD/t) Další: konkurence dalších energetických surovin, investiční cyklus, výstavba nových elektráren, fronty v přístavech, nehody, stávky, dostupnost zkušené pracovní síly a pokročilé techniky, hladina vody na vnitrozemských tocích..

  28. Trhy

  29. Zpracování a výroba paliva Konverze UF6-UO2 – mísení – filtrování – stlačení – tvarování – lisování - spékání. Palivové tabletky Palivové tyče Palivové články PWR: západní – čtverec 14x14 – 18x18ruské: šestiúhelníkové

  30. Trhy

  31. Trhy

  32. Palivové články BWR: čtverec 6x6 – 10x10nepoužívají kontrolních tyčí – kontrola moderátorem, nebo tyčemi v kostře aktivní zóny

  33. Palivové články PHWR, Candu: 50x10 cm, po 28,37 nebo 43 kusech

  34. Palivové články AGR: kruh o 36 tyčích, nerezová ocel + grafit.

  35. Palivové články RBMK: Svazek: 18 tyčí, 365 x 8 cm Článek: 2 svazky, 1000 x 8 cm

  36. Palivo ze smíšených oxidů (MOX) Přeměna U-238 na Pu-239 – Pu-242 Svět: 70 tun Pu ročně Vyšší palivová účinnost o 12 – 22 % Evropa, Japonsko

More Related