Regisztráció és bejelentkezés

IV. generációs atomerőművel történő energiatermelés műszaki és gazdasági aspektusai

Napjainkban egyre jelentősebb kérdéssé vált a folyamatos, megbízható és környezetvédelmi szempontokból megfelelő energiatermelés kérdésköre. A fosszilis energiaforrások kimerülőben vannak, illetve a jelenlegi felhasználásuk jelentős terhelést jelent az ökoszférára is. A megújuló energiaforrások ugyan környezetkárosító hatással nem bírnak üzemidejük során, ám a vízerőművek kivételével nagymértékben ki vannak szolgáltatva az időjárás változékonyságának, így az alacsony csúcskihasználási óraszámuknak köszönhetően alap energiaforrásként nem alkalmazhatóak.

Dolgozatunkban egy IV. generációs atomerőművi egység segítségével megvalósított kapcsolt energiatermelés lehetőségét vizsgáljuk. Ez alatt nem az atomerőművek esetén jellemző kis teljesítményű távhő kiadásra alkalmas rendszert értjük, hanem a reaktorhoz kapcsolódó nagyméretű ipartelep kogenerációját, ahol a nagymértékű hőenergia igényt a nukleáris létesítmény segítségével elégítjük ki. Az erőmű és annak primer körének felépítése illetve tulajdonságai jelentős mértékben eltérnének a napjainkban elterjedt nyomott vizes konstrukciótól. Az reaktor hűtőközege és moderátora a most használt könnyűvíz helyett hélium, illetve grafit lesz. A hélium, mint gáz alkalmazása hűtőközegként abban a tekintetben fontos számunkra, hogy ennek segítségével 700, vagy akár 1000°C-os primerköri kilépő hőmérsékletet érhetünk el, ami jelentősen meghaladja a víz esetében elérhető, körülbelül 300°C-ot. Ez azért fontos a számunkra, mivel a végfelhasználót lényegesen jobb minőséggel rendelkező gőzzel tudjuk ellátni, mint az eddig használt konstrukciók estében.

Ennek szemléltetésére a számítógépes modellalkotás tűnt a legmegfelelőbb megoldásnak, amit a Cycle-Tempo programkörnyezetben valósítottunk meg. Az általunk alkalmazott program lehetőséget biztosít a hőkörfolyamatok modellezésére, illesztési és optimalizációs feladatok elvégzésére. A vizsgálatok során több potenciális telephely is elemzés alá került, amelyek a modell globális jellege miatt összehasonításra kerültek. A modellekből származó eredmények alapján lehetőségünk volt megállapítani a műszaki szempontból legoptimálisabb tűnő konstrukciót.

A mérnöki szempontú vizsgálatokon túl, a piac igényinek való megfelelést is fontos szempontnak tartjuk, így az elkészült körfolyamathoz illesztettünk egy gazdasági modellt is. Ennek a keretein belül elsődlegesen az új erőmű létesítésével járó költségek megtérülését vizsgáltuk, amely számos előre nehezen becsülhető paramétertől függ. Mivel ezen elemek kismértékű változása nagyban befolyásolhatja a projekt sikerességét, így ezen változókhoz illesztettünk több érzékenység vizsgálatot is. Ezek megmutatják számunkra, hogy mely tényezők miként befolyásolják a beruházás végkimenetelét, és hogy melyekre kell nagyobb hangsúlyt fektetni a pontosabb végeredmény érdekében.

De hiába a messzemenő műszaki és gazdasági optimum elemzések összessége; vajon megéri-e a jövő társadalmának pénzt és időt áldoznia ezen elgondolásnak?

szerzők

  • Urbán András
    Gépészmérnöki mesterképzési szak
    mesterképzés (MA/MSc)

  • Velenyák Tamás
    Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
    alapképzés (BA/BSc)

konzulens

  • Dr. Kiss Attila
    egyetemi adjunktus, Atomenergetika Tanszék