Su Kadar Doğaliçindekilere geri dön
Bu ay, VVER-I reaktörlü yeni bir küçük nükleer santrale değinmek istiyoruz. OKB Gidropress şirketinde tasarlanan bu santral, doğal soğutucu sirkülasyonu olan entegre modüler bir reaktöre sahip.
İç kısmının öne çıkan özellikleri
VVER-I tipi reaktör basınç kabı (RPV) bir kor, bir düşey boru ünitesi, buhar jeneratörü ve gerekli diğer dahili bileşenleri barındırır. Soğutucu görevi gören su, yalnızca RPV içinde dolaşır. Daha yüksek bir sıcaklığa ve daha düşük bir yoğunluğa sahip olduğundan, reaktör çekirdeğinden buhar jeneratörlerinin gövde tarafına gider, burada soğutulur ve aşağı inen borulardan çekirdeğe geri döner. Buhar jeneratörlerinin ve reaktör çekirdeğinin farklı yüksekliklerde konumlandırılması doğal sirkülasyonu sağlar. 3 MPa basınç ve yaklaşık 290°С sıcaklıktaki aşırı ısınmış buhar, buhar jeneratörlerinden türbine geçerek ısı eşanjörlerinde dolaşır. Ana soğutma sıvısı döngüsü bu nedenle reaktör basınç kabına entegre edilmiştir. Reaktör, temel versiyonunda 250 MW termal güç üretme kapasitesine sahiptir. Ancak tahminler, RPV ve buhar jeneratör modüllerinin yüksekliğinin 1,5-2 metre yükseltilmesiyle, tasarımda malzeme değişikliği olmaksızın termal çıkışının 400 MW’a çıkarılabileceğini gösteriyor. Bu durum, müşterilerin gereksinimlerinin kolayca karşılanmasını sağlar.
Entegre modelin avantajları
Reaktörün entegre modeli, ihtiyaç duyulan ekipman listesini ve nükleer adanın boyutlarını düşürürken, büyük çaplı boruları da devre dışı bırakır. VVER-I tipi reaktördeki en büyük yüksek basınçlı soğutma sıvısı borusunun çapı 100 mm’den azdır. Bu sayede daha az güvenlik sistemine ihtiyaç duyulurken, bunların tümü pasif olabilir, bu ise yeni reaktörün tartışılmaz bir başka avantajı özelliği taşır. Tasarımı, insan tetiklemeli herhangi bir aktif güvenlik sistemi sağlamaz.
Modülerlik ilkesi tüm reaktör için geçerlidir. RPV, bakımı, onarımı ve hatta gerektiğinde değiştirilmesi kolay yedi modüler buhar jeneratörüne sahiptir. Reaktörün kendisi de modüler olup bu sayede iki veya üç reaktör tek bir koruma binasına yerleştirilebilir.
Doğal sirkülasyonun avantajları
VVER tipi reaktörler, doğal sirkülasyon modundayken nominal güçlerinin %10’undan fazlasını, bir başka ifadeyle yaklaşık 300 MW termal güç üretebilir. Bu durum testlerle onaylanmıştır. Bunu dikkate alan mühendisler, sirkülasyon döngüsündeki hidrolik direnci azaltarak ve sürekli doğal sirkülasyon için farklı koşullar yaratarak aynı RPV ile daha fazla güç elde etmeyi planlıyorlar. Bu çözümün doğruluğu, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) modellemesi ile onaylanmıştır. Rosatom iştiraki OKB Gidropress Termal Fizik Bölüm Başkanı Mihail Bykov, konuya ilişkin, “Aslında sirkülasyon pompalarının RPV’ye nasıl entegre edilebileceğini icat etmeye ve bu pompaları beslemeye veya bakım yapmaya gerek yok. Şahsi fikrim, ekipman ne kadar az karmaşıksa ve tasarımı ne kadar basitse, bir o kadar güvenilir anlamı taşıyor” dedi.
Kanıtlanmış yaklaşım
OKB Gidropress’te mühendislik aşamalarında birçok reaktör tasarım önerisi değerlendirilip analiz edildi. Analizler sonucunda, zamana göre test edilmiş teknolojilerin kullanılmasına karar verildi, ancak yine de birçok yeni çözüm daha üretmeleri gerekiyordu. Mikhail Bykov, konuyla ilgili olarak şunları kaydetti: “RPV, 1.000 reaktör yılından fazla bir dönemdir faaliyette olan VVER-1000 tipi reaktörlere benziyor. Buhar jeneratörlerini ve koru buna sığdırmak zorunda kaldık, ancak bu noktada bir çelişki yaşadık: Soğutucu sıvı buhar üreteci borusunu yıkamalı mı yoksa tam tersine ikincil döngü gövde tarafında mı düzenlenmeli? Sürekli doğal sirkülasyonu sağlamak için düşey boru ünitesi nasıl yapılır? Zaman zaman bu tür ikilemler ve sorunlarla karşılaştık. Ve gençlerin en başından beri çalışmalarımıza dahil olması harikaydı.”
Gençler cesur fikirler sunarken, seçenekleri analiz etti ve en iyi çözümleri seçti. Daha tecrübeli arkadaşlar ise gençlere yol gösterdi. Bir VVER-I reaktörü için teknik teklif nihayet bu geliştirme aşamasının gerektirdiğinden daha fazla detaylandırıldı. Ekip, bu belgeye dayanarak, reaktör geliştirme sürecinin bir sonraki aşaması olacak olan VVER-I taslak tasarımı için görev tanımlarını hazırladı.
Taslak tasarım, tüm nükleer santral konseptini ve ihtiyaç duyulan ekipman ve sistemlerin kapsamını elde etmek için baş tasarım yöneticisi ve Ar-Ge sorumlusu ile yakın iş birliği içinde geliştirilecektir. Mikhail Bykov, “Rosatom’un bu pazar segmentindeki liderliğini daha da güçlendirmek için birlikte, maliyet etkin, uluslararası müşteriler için cazip ve geçerli tüm güvenlik gereklilikleriyle uyumlu VVER-I tabanlı küçük bir nükleer enerji santrali geliştirebileceğimize inanıyorum” ifadelerini kullandı.
OKB Gidropress, çeşitli tipteki enerji santrallerine yönelik nükleer reaktörlerin tasarım mühendisliği, hesaplama, deneysel testler, araştırma ve geliştirme alanlarında kapsamlı hizmetler veriyor. Şirket ayrıca, tasarlanan ekipmanların kullanım ömrü boyunca mühendislik denetimi hizmeti de sunuyor.