[
NRG-PPT] > [
GEN IV]
Nucleaire Energiesystemen voor de Toekomst
Vierde Generatie Nucleaire Energiesystemen
Generation IV (Gen4)
[
Vorige pagina]
[
Inhoudsopgave]
Activiteiten van NRG
High Temperature Reactor (HTR)
Pebble Bed Modular Reactor (PBMR)
Elektriciteitsproductie met warmte-kracht (ACACIA)
Very High Temperature Reactor (VHTR)
Gas Cooled Fast Reactor (GCFR)
SWR-1000 en ESBWR
Super Critical Water Reactor (SCWR)
Speerpunt in het onderzoek naar toekomstige kernenergie is de modulaire hoge-temperatuurreactor. Deze leent zich om diverse redenen als mogelijke invulling van de nucleaire optie in Nederland, zoals het de hoge graad van veiligheid en de flexibele inzetbaarheid.
De ontwikkeling van dit reactortype is in de jaren '60 begonnen met als specifieke voordelen zijn hoge omzettingsrendement (van warmte naar elektriciteit) en de mogelijkheid van levering van proceswarmte voor warmte-krachtkoppeling of Productie van synthetische brandstoffen. Een belangrijke ontwikkelingsstap werd begin jaren '80 gezet naar het zogenoemde modulaire ontwerp dat geen noodkoelinstallatie meer nodig had. Door beperking van het vermogen, keuze van warmtebestendige materialen en een langwerpige vorm van de reactorkern is kernsmelting bij dit reactortype fysisch uit te sluiten.
Bij hoge-temperatuurreactoren zijn twee ontwerplijnen te onderscheiden. Een ontwerplijn met tennisbalvormige splijtstofelementen en een ontwerplijn met splijtstof in de vorm van prismatische blokken.
Een bijzonder hoge-temperatuurreactorproject is
PBMR. Dit staat voor Pebble Bed Modular Reactor, oftewel kogelbed modulaire reactor. Dit is een type hoge-temperatuurreactor met genoemde tennisbalvormige splijtstoffelementen dat door het gelijknamige bedrijf PBMR (Pty) Ltd. uit Zuid-Afrika wordt ontwikkeld. Er heeft zich reeds een klant gemeld: het Zuid-Afrikaanse elektriciteitsbedrijf ESKOM, het vierde grootste elektriciteitsbedrijf ter wereld. Ook heeft de Zuid-Afrikaanse regering in 2003 een zgn. Positive Record of Decision afgegeven, hetgeen zoveel wil zeggen als een positieve grondhouding tegenover het project.
NRG voert voor PBMR (Pty) Ltd. diverse opdrachten uit. Ter voorbereiding van de vergunningsaanvraag van ESKOM doet PBMR (Pty) Ltd. diverse berekeningen die door NRG met andere computercodes geverifieerd worden. Op deze manier kan NRG "meekijken in de keuken" van een nucleair bouwproject.
Een kleinschalige afgeleide van de
PBMR reactor is ACACIA. Met 160 MW is de PBMR relatief klein voor een kerncentrale, maar daaronder is nog een populair marktsegment in de energiemarkt van enige tientallen megawatts, zowel voor elektriciteitsProductie als warmte-kracht. De 23 MW ACACIA is hiervoor bedoeld. Ten opzichte van de PBMR heeft hij door het kleine vermogen een aantal vereenvoudigingen die kostenbesparingen met zich meebrengen zonder de veilgheid geweld aan te doen.
Eén van de vierde generatie reactorsystemen waar momenteel wereldwijd aan gewerkt wordt betreft een opvolgmodel van de
PBMR met nog hogere koelgastemperaturen, tot boven de 1000°C. Dit is de VHTR: de Very High Temperature Reactor. Het Amerikaanse energieministerie (Department of Energy) wil een demonstratiereactor van dit type bouwen in de staat Idaho, en heeft hiervoor bedrijven opgeroepen ontwerpvoorstellen te doen.
De primaire functie van de VHTR zal waterstofProductie zijn. Ook NRG heeft op dit gebied onderzoek gestart. In het kader hiervan is een studie verricht naar de waterstofactiviteiten in Nederland. Welke toepassingen heeft waterstof nu en in de toekomst, waarop ligt de nadruk met betrekking tot het onderzoek, welke bedrijven spelen een grote rol en welke productie- en consumptiecijfers gaan hiermee gepaard. Daarnaast is er gekeken naar de diverse productiemethoden van waterstof en dan speciaal de nucleaire productiemethode.
In 2005 start een groot Europees project op VHTR gebied onder Franse leiding.
Een vierde generatie doorontwikkeling van de hoge-temperatuurreactor in de richting van maximale duurzaamheid is de gasgekoelde snelle reactor. Dit is buitengewoon lastige technologie, en men rekent dan ook pas met leverbaarheid in 2030 als commerciële centrale. Als we dit voor elkaar krijgen hebben we wel een reactor die zestig maal zuiniger is dan de huidige generatie kernreactoren, en veel beter in staat is zijn eigen afval op te stoken. Ook op dit gebied werkt NRG samen in Europees verband onder Engelse leiding.
De watergekoelde reactoren zijn directe opvolgmodellen van de reactoren van de Nederlandse centrales Dodewaard en Borssele.
Het gaat er bij het onderzoek hieraan om het gedrag van de reactor en alle hulp- en veiligheidssystemen tijdens allerlei ongevalssituaties steeds beter te voorspellen. Dit zijn projecten in Europees verband, waarbij met een aantal bedrijven en onderzoeksinstellingen elk een deel van het werk uitvoeren. Eén partner heeft dan een experimentele opstelling, waar het samen met anderen metingen aan uitvoert, en de anderen maken modellen van de opstellen in computerprogramma's, en kijken of ze de gemeten resultaten kunnen narekenen. De rekenmodellen worden dan net zo lang verbeterd totdat de computerresultaten overeenkomen met de gemeten resultaten. Met de op deze manier verkregen rekenmodellen kunnen vervolgens echte reactoren met hulpsystemen worden gemodelleerd, en het gedrag onder diverse omstandigheden voorspeld worden. Zo kun je b.v. temperaturen en drukken bepalen in reactorontwerpen nog voordat de eerste is gebouwd. Deze gegevens heeft een bedrijf die later zo'n centrale wil laten bouwen nodig om een vergunning te krijgen.
NRG levert een bijdrage aan twee Europese projecten voor watergekoelde reactoren. Generatie 3+ ontwerpen waar dit onderzoek op van toepassing is zijn de Amerikaanse ESBWR en de Duitse SWR-1000.
De SCWR is een vierde generatie waterreactor, waarbij het koelwater onder zo'n hoge druk (ca. 250 bar) staat, dat er geen onderscheid meer is tussen vloeistiof en damp. Het water is dan in de "superkritische toestand". Het gevolg is dat het voordeel van de eenvoudige directe stoomcyclus van de kokendwaterreactor (BWR) gecombineerd kan worden met het voordeel van het compacte reactorvat van de drukwaterreactor (PWR).
NRG werkt hieraan op het gebied van de thermohydraulica. Vanwege de bijzondere toestand van het water in deze reactor wordt er een nieuw rekenmodel ontwikkeld en gevalideerd. In 2006 is de start gepland van een Europees samenwerkingsprogramma onder Duitse leiding waar NRG in zal deelnemen.
[Vorige pagina]
[Inhoudsopgave]
More information:
NRG, Plant Performance & Technology
Mrs. A.I. van Heek, PO Box 25, 1755 ZG Petten, The Netherlands
Tel +31-224 56 4507, Fax +31-224 56 8490, Email: vanheek@nrg.eu
back to top of page
![[menubar_home]](../../../../images/menu/prodbar.gif){kind=small}
![[MailBox]](../../../../images/mailbox2.gif)