CANDU dla Polski?

1. CANDU dla Polski? in cooperation with Trade Commissioner's Office of Poland, Montreal presents… Canada-Poland Chamber of Commerce of Toronto 1

2. Produkcja paliwa do ciężkowodnego reaktora CANDU jest dużo prostsza niż do lekkowodnego reaktora PWR Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 2

3. 37-elementowa wiązka paliwa elektrowni typu CANDU Darlington 4 x 935 MW(e) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 3

4. Część paliwa w reaktorze CANDU wymienia się codziennie, z zachowaniem ruchu reaktora. Reaktor CANDU pracuje długotrwale, z tą samą reaktywnością rdzenia i stałymi parametrami chemicznymi obiegu chłodzenia – w przeciwieństwie do reaktorów cyklicznych (PWR, BWR) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 4

5. Różnice między paliwem do CANDU i do PWR’s Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 5

6. CANDU – wiele możliwych rodzajów paliwawg udanych prób AECL (na razie bez licencji), szybkim wdrożeniem cyklu torowego bardzo zainteresowane są Chiny Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 6

7. Wg udanych prób AECL, zużyte (radioaktywne) paliwo z PWR można rozcinać, przepakowywać w wiązki i dopalać w reaktorach CANDU jako opcję DUPIC (direct use of PWR fuel in CANDU) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 7

8. Co się dzieje z wypalonym paliwem?Maszyny Przeładowcze (F/M’s) wrzucają wiązki paliwowe do Basenu Paliwa Radioaktywnego (Irradiated Fuel Bay) Paliwo z reaktora przebywa w basenie przez kilkanaście lat. Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 8

9. Po kilkunastu latach pobytu w basenie, schłodzone wiązki można już składować w stanie suchym. (składy konstruowane na sto lat eksploatacji) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 9

10. Elektrownia CANDU podzielona jest na trzy strefy (Zones 1, 2, 3) o zwiększającym się prawdopodobieństwie wystąpienia skażeń i odpowiednio zmniejszającym się ciśnieniu. • Powietrze płynie ze strefy 1 do 2 i 3 a następnie przez osuszacze i filtry do komina. • Przechodząc ze strefy 3 do 2, z 2 do 1 lub wychodząc poza obszar stref trzeba sprawdzić, że nie ma skażeń. Międzystrefowy Monitor skażeń: Międzystrefowy Monitor do małych przedmiotów: Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 10

11. Elektrownia DNGS, 4 x 935 MW(e) bruttoNegative Pressure Containment System: Wieża (próżniowa) Lokalizacji Awarii (Vacuum Building) Budynki Reaktorów Bloków 4, 3 , 2 z kominami (Stacks) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 11

12. Airlock (“śluza powietrzna”) Śluza powietrzna separująca atmosferę bunkra reaktora (gdzie może być Tryt i inne skażenia) od reszty elektrowni Końcówki 480 kanałów reaktora w Darlington (Blok D-2) Pracownik w chroniącym przed trytem i innymi skażeniami, wentylowanym ubraniu plastykowym (Air supplied plastic suit) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 12

13. Wszystkie systemy elektrowni CANDU są uporządkowane wg pięciocyfrowych numerow USI (Uniform Subject Index)W ten sposób są zorganizowane wszystkie specyfikacje techniczne, rysunki i instrukcje eksploatacyjne itd. (Design Manuals, Drawings, Operating Manuals etc.) USI Title 32000  MODERATOR & AUXILIARIES SYSTEMS  32110 MODERATOR MAIN CIRCUIT COMPONENTS  32111 Heat Exchanger  32112 Pumps & Motors  33000 PRIMARY HEAT TRANSPORT SYSTEM  33100 HEAT TRANSPORT MAIN CIRCUIT  33103 Valves  33108 Hangers & Restraints 33109 Piping  33110 STEAM GENERATOR 40005 Turbine Generator - General TURBINE MAIN STEAM   41110 CYLINDERS  41120 ROTORS 41130 BLADES  41150 TURBINE TURNING GEAR  41160 TURBINE MAIN STEAM VALVE 41161 Turbine Emergency Stop Valves 41162 Turbine Governing Valves  Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 13

14. „BIBLIA” Elektrowni Atomowej systemu CANDU: OP&P’s Bezpieczny ruch elektrowni zapewniają rygorystycznie przestrzegane Zatwierdzone Zasady Eksploatacji(Operating Policies and Principles)kontrolowane przez Dozór Jądrowy CNSC (Canadian Nuclear Safety Commission) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 14

15. Ewolucja CANDU (PHWR) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 15

16. Nowe rozwiązania:Enhanced CANDU-6 – 740 MW, i ACR - 1000 przedstawił na konferencjach w Warszawie w 2007 roku Dr inż. Stefan Doerffer (AECL). Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 16

17. Model eksportowy CANDU-9 (935 MW) byłby większym, w pełni ciężko-wodnym reaktorem opartym na świetnie pracujących blokach w elektrowni Darlington. ACR – 1000 (Advanced CANDU Reactor ) • Będzie stosował lekkowzbogaconyUran;chłodziwem będzie lekka, a moderatorem ciężka woda. • Ma być tańszy inwestycyjnie, prostszy w obsłudze i posiadać dłuższy okres eksploatacji (bardziej trwałe materiały). • Zalety CANDU, takie jak: wysoki współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej (wymiana paliwa w ruchu), pozostaną w ACR zachowane. Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 17

18. BEZPIECZEŃSTWO JĄDROWEPodstawowe zasady bezpieczeństwa eksploatacji elektrowni atomowej (typu CANDU i innych) The 3 „C’s” CONTROL ! COOL ! CONTAIN ! Czyli: Reguluj, chłódź i lokalizuj Bezpieczeństwo reaktorów CANDU analizowane jest wg modeli deterministycznych i probabilistycznych w symulacjach komputerowych Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 18

19. Specjalne Systemy Zabezpieczeń Reaktorów CANDU Współczesne reaktory kanadyjskie, jak np. wersja eksportowa CANDU-6 (700MW class), posiadają następujące specjalne systemy zabezpieczeń (Special Safety Systems): I System AwaryjnegoOdstawianiaReaktora(Shutdown System I ) (całkowicie niezależny od układu regulacji mocy – w przeciwieństwie do np. EPR Arevy) II System AwaryjnegoOdstawianiaReaktora(Shutdown System II)(całkowicie niezależny od I Systemu Odstawiania Awaryjnego i od układu regulacji mocy) System AwaryjnegoChłodzeniaRdzenia(Emergency Core Cooling) System Lokalizacji Skażeń (Awarii)(Containment System) Wielopoziomowe bezpieczeństwo ruchu zapewnia budowa reaktorów CANDU oraz zabezpieczenia o wysokiej niezawodności. Niezawodność jest analizowana ilościowo wg modeli matematycznych. Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 19

20. Wymiana paliwa w ruchu umożliwia uzyskiwanie wysokich współczynników wykorzystania mocy zainstalowanej. Przyodpowiednim ustawieniu przeglądów i remontów możliwy jest ruch ciągły bloku przezdwa lata idłużej Rankingi niektórych bloków CANDU w 2006 roku

21. Rankingi reaktorów zmieniają się z roku na rok, bloki CANDU zawsze lokują sięwśród 25 najlepszych reaktorów świata (patrz: Darlington 3 i Darlington 2 w 2008 roku) D-2 pracuje dziś bardzo dobrze, ale był pierwszym blokiem w Darlington i miał problemy rozruchu; stąd niższe jego notowania w kategorii „od uruchomienia”

22. Terminowa budowa bloków CANDU-6 : 2007r. Cernavoda-2(Rumunia): uruchomiona na czas i w ramach kosztorysu, w 2008 roku zanotowała doskonałe wyniki eksploatacyjne (Wsp. Wyk. Mocy Zainst. >97%) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 22

23. Qinshan III (Chiny): wcześniejsze uruchomienie – ok. pół miliarda UDS zysku dla klienta Wyniki budowy elektrowni CANDU-6 w Chinach Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 23

24. Transfer technologii CANDU do krajów docelowych i lokalizacja dostaw na rynku miejscowym : z bloku na blok coraz więcej urządzeń i usług dostarczały rynki lokalne (nowe miejsca pracy w Korei Płd. i w Chinach) Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 24

25. Zarzuty w stosunku do CANDU rozprzestrzeniane i powtarzane w Polsce – czy są zasadne? Zarzut Nr 1: CANDU swoją budową i fizyką przypomina RBMK w Czarnobylu. Co więcej, w CANDU w czasie wypadku reaktywność rośnie z temperaturą (dodatni współczynnik temperaturowy). ODPOWIEDŹ: Reaktor w Czarnobylu (RBMK) miał kanały i pozytywny, bardzo duży współczynnik reaktywności pęcherzy gazowych. Kanały i współczynnik reaktywności pęcherzy gazowych - to cechy fizyczne podobne do CANDU. Ale: RBMK był pionowy (CANDU poziomy), moderowany grafitem (CANDU ciężka wodą), sterowany ręcznie (CANDU komputerowo), w przeciwieństwie do CANDU nie posiadał dwóch, automatycznych, szybkich i całkowicie niezależnych systemów odstawiania awaryjnego, a wreszcie: pręty wyłączenia awaryjnego reaktora w Czarnobylu miały końcówki z GRAFITU co DOKŁADAŁO reaktywności do rdzenia przy rozpoczęciu odstawiania awaryjnego. Współczynnik temperaturowy chłodziwa i moderatora CANDU jest pozytywny skutecznie kompensowany przez układy regulacji, a współczynnik temperaturowy paliwa jest negatywny (negative temperature fuel coefficient). Pozytywny jest współczynnik reaktywności pęcherzy gazowych w pełni ciężkowodnego CANDU. Jest on jednak kompensowany przez odpowiednie parametry automatycznego odstawiania reaktora (trip parameters and speed and response time) i kontrolowany podczas rozruchu przez tzw. ‘power holds’. ACR(Advanced Candu Reactor) ma negatywny współczynnik pęcherzy gazowych, ale i lekko wzbogacone paliwo 2.2% nie 0.7% U-235. Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 25

26. Zarzuty w stosunku do CANDU rozprzestrzeniane w Polsce (2) Zarzut Nr 2: Technologia CANDU sama w sobie jest przestarzała, a Polacy chcą coś nowego. Nowe opracowania kanadyjskie są w powijakach. ODPOWIEDŹ: Technologia CANDU jest tak przestarzała, jak trzon technologii lekko-wodnej PWR. Fizyka reaktorowa się nie zmienia. Natomiast każda kolejna elektrownia CANDU stosuje bardzo wiele nowych rozwiązań technologicznych. System CANDU jest stale rozwijany: Ewolucyjny model EC-6 (Enhanced CANDU-6 740MW) chcą zakupić Chiny, zainteresowanealternatywnym cyklem paliwowym opartym na Torze. Chiny mają już bloki CANDU-6. Gotowy jest też projekt Advanced CANDU Reactor - ACR-1000 (1200 MW). Dwa bloki zostały zaoferowane w Kanadzie firmie Ontario Power GenerationInc. dla elektrowni Darlington B, której budowa ma się wkrótce rozpocząć. Do nowych opracowań CANDU może dołączyć model CANDU-9 (>900 MW) oparty na doskonale pracujących blokach w elektrowni Darlington A. Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 26

27. Zarzuty w stosunku do CANDU rozprzestrzeniane w Polsce (3) • Zarzut Nr 3: Brytyjczycy odrzucili w 2009 roku Advanced CANDU Reactor i rozważają jedynie EPR Arevy i AP1000 Westinghouse’a. • ODPOWIEDŹ: ACR-1000 nie został odrzucony przez Brytyjskiego Regulatora Przemysłu Jądrowego NII (Nuclear Installations Inspectorate). Kanadyjczycy sami wycofali się z oferty w Wielkiej Brytanii w celu zogniskowania sił i środków na wygranie przetargu w Ontario. EPR i AP1000 również nie posiadają jeszcze certyfikacji w Wielkiej Brytanii. Nuclear Installations Inspectorate będzie nad tym pracował w 2010 i 2011 roku. Co do AP1000: brytyjski Health and Safety Executive’s Nuclear Directorate, (podobnie jak amerykański NRC) ma zastrzeżenia odnośnie użycia płyt stalowych przełożonych betonem, zamiast konstrukcji żelbetowych.

28. Zarzuty w stosunku do CANDU rozprzestrzeniane w Polsce (4) • Zarzut Nr 4: CANDU nie posiada certyfikacji w żadnym kraju europejskim poza Rumunią. • ODPOWIEDŹ: Struktura systemów zabezpieczeń reaktora wynika z rozwiązania odpowiednich równań różniczkowych dla szczególnych warunków brzegowych, odpowiadających szczególnym przypadkom, możliwych awarii (postulated accidents). Przeprowadza się symulacje komputerowe oparte na kodach (programach) napisanych wg wspomnianych równań różniczkowych i warunków brzegowych. Te obliczenia dla najnowszego reaktora CANDU ACR-1000 zostały pomyślnie przeprowadzone. Mogłyby więc, z całą pewnością, uzyskać certyfikację dozoru jądrowego w jakimkolwiek państwie członkowskim Unii Europejskiej. EPR i AP1000 również nie mają certyfikacji w Wielkiej Brytanii. Rumunia uruchomiła drugi blok CANDU-6 w elektrowni Cernavoda już po wejściu do Unii Europejskiej i będzie budowała kolejne, dwa nowe bloki.

29. Zarzuty w stosunku do CANDU rozprzestrzeniane w Polsce (5) • Zarzut Nr 5: Polska nie chce być miejscem eksperymentu, stąd niechęć do niesprawdzonych modeli. • ODPOWIEDŹ: W lipcu 2009r. brytyjski Regulator Przemysłu Jądrowego NII (Nuclear Installations Inspectorate) znalazł połączenie (wspólne elementy) układu regulacji mocy i systemów bezpieczeństwa nowego, francuskiego reaktora EPR (European Pressurized Reactor znany też jako Evolutionary Power Reactor). Ponieważ system regulacji i systemy zabezpieczeń powinny być całkowicie niezależne, (tak, jak to jest w CANDU), NII zażądał w tej sprawie wyjaśnień od AREV-y. Harmonogram budowy EPR w Wielkiej Brytanii, planowany przez państwowego, francuskiego inwestora EDF nie jest realistyczny. Budowa EPR w Finlandii (Olkiluoto-3) jest już 3 lata opóźniona. Inwestycję, zaczętą w 2003 roku, planowano zakończyć w 2007. W marcu 2010r. wyznaczono kolejną datę jej zakończenia na drugą połowę 2012. Dotychczasowe koszty opóźnień są szacowane na 2.300 mln. Euro.

30. Co więc system CANDU ma do zaoferowania Polskim firmom energetycznym? Możliwość dywersyfikacji zakupów uranu kopalnianego do CANDU (około 18 krajów produkujących uran) i uniezależnienie od producentów uranu wzbogaconego (główna grupa: Rosja, USA, Francja). Uniwersalność paliw: uran naturalny, tor, lekko wzbogacony uran, czy zużyte paliwo z reaktorów lekko-wodnych PWR, przepakowane w wiązki CANDU. Możliwość ulokowania wielu dostaw na runku miejscowym, w tym również elementów reaktora. Efekt: m.in. wzrost produkcji i zatrudnienia w Polsce. Terminowość realizacji budowy i przeszkolenie personelu wg kosztorysu (np.: Korea, Chiny, Rumunia). Transfer technologii i know-how (narzędzia analizy, symulatory, itd.) do Polski , której silna kadra informatyczna potrafi doskonale przyswoić wysoce skomputeryzowany system CANDU. Sprawdzona od 48 lat technologia (nie ma technologii idealnych), ale ta jest bezpieczna, przewidywalna i wiadomo na co zwrócić uwagę, co umożliwia pomyślna inwestycję. Możliwość skorzystania z doświadczeń wielu (przynajmniej 100) Polaków pracujących w kanadyjskim przemyśle atomowym oraz w instytucjach związanych z bezpieczeństwem nuklearnym, jak np. CNSC. Doskonały trening kadr w Kanadzie i w Polsce z pomocą kanadyjską. CANDU ma dokumentację i materiały treningowe przygotowywane w języku angielskim przez ludzi posługujących się na codzień tym językiem. To wielka różnica, niż kiedy Francuz szkoli Polaka po angielsku, który dla obu jest językiem obcym. Wysoki współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej elektrowni dzięki bieżącej wymianie paliwa bez potrzeby odstawiania reaktora. Po przyswojeniu technologii CANDU - szansa na eksport polskiej myśli technicznej na cały świat, na Wschód i na Zachód (także do Rumunii i do Kanady) w ramach COG (CANDU Owners Group). Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 30

31. Polacy w przemyśle jądrowym w Kanadzie...kilka przykładów:- Paweł Leksiński – Dyrektor zmiany w elektrowni Darlington NGS (4 x 935 MWe), - Leszek Siekierski i Paweł Jaskuł – Inżynierowie Dyżurni Ruchu w Bruce NGS A i B, - Emil Broś – kierownik szkolenia operatorów oraz instruktor fizyki reaktorowej, - Stefan Doerffer – realizator projektów i kierownik działu licencji (certyfikacji) reaktorów konstruowanych przez AECL, - Andrzej Banaś, ekspert w CNSC (Regulator Przemysłu Jądrowego), Polaków można spotkać wśród inżynierów w sekcjach technicznych, wśród mechaników, elektryków, obchodowych bloków (operatorów) w wielu elektrowniach jądrowych. Polacy pracują też przy remontach reaktorów >>>> Ontaryjska firma Promation Nuclear Inc. zajmuje się remontami kapitalnymi reaktorów i produkcją robotów , które znakomicie skracają czas i obniżają koszty takich remontów. Prezesem Promation Inc. (poprzednio Promation Engineering Ltd.) jest Mariusz Zimny, absolwent Politechniki Wrocławskiej. Nowo otwarta siedziba w Oakville, Ontario 31 Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU

32. CANDU dla Polski? , Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne, oraz szkolenie w kanadyjskich elektrowniach jądrowych Zaprezentował: mgr inż. Dariusz Kulczyński, P. Eng. Przygotowali: mgr inż. Dariusz Kulczyński, P. Eng. Dr inż. Emil Broś, P. Eng. mgr Wojciech Śniegowski Przy współpracy: Dr inż. Stefan Doerffer, P. Eng Dr hab. Jerzy Sawicki Mariusz Zimny, P. Eng. Acknowledgements/ podziękowania: Fred Dermarkar, P. Eng.Martin Nowak, Mrkt. Spec. Dr Ala Alizadeh Więcej? http://www.nuclearfaq.ca/index.html#toc Wyniki i doświadczenia eksploatacyjne CANDU 32