.A Paksi Atomerőmű Zártkörűen Működő Részvénytársaság (PA Zrt.) jogelődje az 1976. január 1-jén létrehozott Paksi Atomerőmű Vállalat (PAV) volt. A vállalat megalapítása egy új hazai iparág megjelenését jelentette, nevezetesen az atomenergia alkalmazását villamos energia előállítására. Ennek az új iparágnak a megjelenése szoros összefüggésben van a világ más részein lezajlott atomenergetikai programokkal.
A paksi atomerőmű létesítése volt a XX. század legnagyobb ipari beruházása Magyarországon.
Az erőmű négy, VVER-440 típusú blokkját 1982-87 között helyezték üzembe. 1994-re az erőmű elvégezte a blokkok biztonságának teljes újraértékelését, emellett az eredeti 440 MW villamos teljesítmény a turbina átalakítás – a szekunder köri rekonstrukció révén – a hatásfoknövelésnek köszönhetően fokozatosan 470 MW lett.
A folyamatos fejlesztések és az 1996-2002 között végrehajtott biztonságnövelő intézkedések (BNI) program eredményeként a paksi blokkok biztonsági színvonala megegyezik a hasonló korú nyugati atomerőművek biztonsági színvonalával.
További hatékonyságnövelés a reaktor hőteljesítményének emelésével lehetséges, amit a nemzetközi tapasztalatok is megvalósíthatónak mutattak.
A szakemberek a teljesítménynövelési program szerint 2005-2009 között mind a négy paksi blokkon 8 %-os reaktor teljesítmény-növekedés mellett 500 MW blokkonkénti villamos teljesítmény elérést terveztek meg. Az átfogó fejlesztési programnak köszönhetően a névleges összteljesítmény – az 1., a 2. és a 4. blokkon végrehajtott teljesítménynövelés után – már 1970 MW lett. A 3. blokk teljesítménynövelési programja 2009-ben fejeződött be. A körültekintő megalapozó munka és a sokrétű átalakítások révén az atomerőmű négy blokkjának egyenkénti névleges teljesítménye 2009-től 500 MW.
A Paksi Atomerőmű a magyarországi villamosenergia-termelésben meghatározó szerepet tölt be, annak mintegy 40 %-át adja. 2008-ban az erőmű négy blokkja összesen 14 818 GWh villamos energiát termelt. A teljesítménynövelés és az üzemidő-hosszabbítás - a biztonság fenntartása és folyamatos prioritása mellett – hosszú távra biztosítja az ország villamosenergia-ellátásának nagy részét, a hazai nukleáris energetika jövőjét.
Az erőmű rövid története
A tervezési fázisban több terület is szóba került mint az atomerőmű lehetséges telephelye, de az alábbi összefoglalásban ismertetett szempontok miatt Paks mellett döntöttek a tervezők:
- a telephely környezete síkvidéki jellegű terület, a talajjellemzők miatt a feltöltési és alapozási munkák könnyen végezhetők,
- a területen a terepszint speciális kialakítása miatt az árvíz- és belvízvédelem biztosított,
- a Duna minimális vízhozama kb. 750 m3/s, és ennek az értéknek csupán 15-20 %-át használja fel az erőműhűtési célokra,
- a meteorológiai jellemzők kedvezőek, a település az erőmű szélárnyékában fekszik,
- az erőmű 30 km-es körzetében a népsűrűség az országos átlagnál kisebb,
- kedvező elhelyezkedése miatt javítja a déli országrész villamosenergia-ellátását, valamint a teljesítmény országrészek közötti elosztását,
- a telephely gazdaságosan csatlakoztatható az országos villamostávvezeték-hálózathoz,
- az építési anyagok és a nagyberendezések egy része vízi úton szállítható, könnyen biztosítható az üzemi terület csatlakoztatása a közúti és vasúti fővonalakhoz,
- Paks település – természeti és infrastrukturális adottságai miatt – jó lehetőséget biztosít az üzemeltetők elhelyezésére,
- a telephely adottságai lehetővé teszik a kapacitás későbbi növelését,
- a beruházás döntő jelentőségű a mezőgazdasági jellegű Tolna megye további ipari fejlődése szempontjából.
Az ország nagy tervező, építő és szerelő vállalatai már túl voltak az ország számos helyén megvalósult beruházásokon: Ajka, Dunaújváros, Kazincbarcika, Ózd, Százhalombatta, Tatabánya, Tiszaújváros. Az ország nagyberuházásain szerzett tapasztalatokat és szakmai ismereteket Pakson újabbakkal kellett gyarapítani, mert itt nagy hangsúlyt kapott a minőségi munka és a biztonsági követelmények. Pakson nem hegeszthetett a hegesztő szakmunkás bizonyítvánnyal rendelkező egyén, előbb minősített hegesztői tanfolyamot kellett végeznie. Ám nemcsak a minőségi elvárások jelentettek új helyzetet, hanem a mennyiségi követelmények is. Az Erőmű Beruházó Vállalatnak 4 építő és 7 technológiai szerelő vállalattal volt fővállalkozási szerződése.
A háttérben 14 tervező- és kutatóintézet állt, 166 vállalattal és 1723 érvényben lévő szerződéssel. A magyar szakembereken kívül megjelentek szovjet, lengyel, cseh, német mérnökök és szakmunkások. Az építkezésen csúcsidőben közel 10 ezer ember dolgozott. Ezt a hatalmas létszámot nehéz volt Paksra irányítani, ezért igénybe vettek több mint 1000 fő honvédségi erőt, továbbá KISZ építkezéssé nyilvánították Paksot és a KISZ ide irányította a fiatal szakembereket.
Paks nagyközség élete felbolydult az építkezés megkezdésével, ám a tervezők – az előző nagyberuházások tapasztalatain okulva – külön városrész kialakításával igyekeztek csökkenteni a konfliktusokat. Úgy építették fel a lakótelepet, hogy az építők elvonulása után az üzemelők vehessék igénybe a lakásokat. A nagyközségi lakosság és az építők, majd az üzemeltetők közötti viszony a kezdeti nehézségek után aránylag gyorsan normalizálódott, Paks lakóinak száma megduplázódott – 21 ezer fő lett – és 1979. január 1-től városi rangot kapott a volt nagyközség.
Az atomerőmű építésének fontosabb fázisai az 1. blokk indításáig
1967. február 16. A Nehézipari Minisztérium (NIM) Villamosenergia-ágazat zsűrijén a paksi telephelyet fogadták el.
1969. április 7. A paksi atomerőmű területén a Dél-Dunántúli Áramszolgáltató Vállalat dolgozói megkezdték a felvonulási villamos hálózat építését. Ők az első „fecskék". Megkezdődött a hideg vizes csatorna kiásása és az üzemi terület feltöltése.
1969. december 31. Az építkezést leállítják, az év végéig 148 millió forintot használtak fel.
1971. október 21. A 3393/1971.sz. kormányhatározat 1973 első félévére írta elő egy 880 MW-os paksi telephelyű atomerőmű építését.
1972. szeptember Létrehozták az Atomerőmű Beruházás Titkárságát, és kinevezték az atomerőmű miniszteri biztosát Szabó Benjámin személyében.
1973. február A Gazdasági Bizottság ideiglenes engedélye alapján folytatódtak a félbehagyott terület-előkészítő munkálatok.
1973. augusztus A szovjet fél bejelentette: módosítja a biztonságtechnikai előírásokat.
1973. november 8. Kezdetét vette az üzemi terület feltöltésének második üteme.
1974. január 30. A hidegvizes csatorna 50 %-osan készen állt.
1974. április A 22. sz. Állami Építőipari Vállalat megkezdte tevékenységét az építkezésen.
1974. augusztus Megkezdődött az 1. és 2. blokkok építése.
1975. november 24. A nehézipari miniszter aláírta a Paksi Atomerőmű Vállalat alapítási okmányát.
1976. január 1. A Paksi Atomerőmű Vállalat megkezdte működését.
1976. március 30. Megindult a forgalom az új vasúti pályán Paks és az erőmű között.
1976. november 23. Elindult a távfűtés a beruházáson és a lakótelepen.
1978. július A 3308/1978. MT. sz. határozat alapján bevezették az építkezésen a folyamatos munkarendet.
1979. január 1-én Paks városi rangot kapott.
1979. július 1. Megalakult a PAV Üzembe Helyezési Főosztálya.
1979. december Kormányközi egyezménytervezet készült a paksi atomerőmű 2*1000 MW-os bővítéséről. Az előkészítő munkák egy részének elvégzése után a programot 1989-ben leállították.
1980. október 20. Végleges helyére kerül az 1. blokk reaktortartálya.
1980. december Megérkezett az első üzemanyag-szállítmány.
1981. február Megkezdődött az 1. blokk technológiai rendszereinek üzembe helyezési műveletsorozata.
A blokkok párhuzamos kapcsolása
1. blokk: 1982. december 28.
2. blokk: 1984. szeptember 6.
3. blokk: 1986. szeptember 28.
4. blokk: 1987. augusztus 16.
Üzemidő-meghosszabbítás és bővítés
Az erőműben 2008 februárjától kisebb kapacitásbővítés és a blokkok élettartam-hosszabbítása folyik, így az eredetileg 2012-2017 között leállítandó reaktorok üzemideje 2032-2037-ig kitolódik. A bővítés lehetőségeit a Teller-projekt név alatt mérik fel.
Műszaki jellemzők
A Paksi Atomerőmű 1976-ban alakult, 4 darab VVER 440/213 típusú nyomottvizes reaktort tartalmaz, beépített teljesítménye 1850 MW. A négy blokk a világ élvonalába tartozik, évek óta az első 25 legbiztonságosabb blokk között szerepelnek. A reaktorok hatásos teljesítménye 3 x 460 + 470 MW, hőteljesítményük egyenként 1375 MW, ezáltal a hatásfokuk 34% körüli. Az 1-es blokk 1982-től üzemel, a 4-es blokk pedig 1987-től. Ez az erőmű adja az ország energiatermelésének 40 %-át, és a 2001-es évben 14180 GWh energiát táplált az országos hálózatba.
A reaktorok üzemanyaga urán-dioxid (UO2), amelyből egy reaktorban 42 tonnányi mennyiséget helyeznek el. Az urándioxidból 9 mm magas, 7,6 mm átmérőjű hengeres pasztillákat préselnek. Az uránpasztillákat egy cirkónium-nióbium ötvözetből készült, 2,5 m hosszú, 9 mm külső átmérőjű csőbe helyezik, amelyet feltöltenek héliumgázzal, és ezután hermetikusan lezárnak. A burkolat megakadályozza a hasadványok kikerülését a hűtővízbe. Az üzemanyag-tabletta és a burkolat együtt jelentik a fűtőelempálcát.
Mivel a több tízezer fűtőelempálca egyenkénti mozgatása, cseréje gyakorlatilag megoldhatatlan lenne, a fűtőelemeket kötegekbe foglalják. A fűtőelemkötegek (kazetták) hatszöges keresztmetszetűek, és egyenként 126 fűtőelemet tartalmaznak. A nyomottvizes reaktorok közül csak a VVER-ek kazettája hatszöges, a többié négyzet keresztmetszetű. A kazettákban lévő UO2 üzemanyag dúsítása 1, 6, 2, 4 vagy 3,6 % lehet, de egy kazettában rendszerint csak azonos dúsítású fűtőelemek vannak. A kazetták 14,4 cm laptávolságúak. Az aktív zónában összesen 349 kazetta fér el, ebből az üzemanyagkötegek száma 312.
A VVER-440 típusban a láncreakció szabályozásához a fűtőelemkötegekkel azonos méretű abszorbens (bóracélból készült) kazettákat használnak, amelyek felülről lógnak be az aktív zónába. A reaktorban összesen 37 ilyen szabályozó és biztonságvédelmi kazetta van, amelyek közül üzem közben 30 állandóan kihúzott állapotban, és az aktív zóna fölött helyezkedik el. Ezek a biztonságvédelmi rudak, amelyekkel a reaktor bármikor biztonságosan leállítható. A maradék 7 abszorbens kazettával az üzem közbeni teljesítmény-szabályozást végzik, de természetesen ezek is ellátnak biztonságvédelmi funkciót. A szabályozókazetták aljához egy-egy fűtőelemkazettát kapcsolnak, így a kihúzott abszorbensek helyén is üzemanyag található.
Az aktív zónát a 312 db üzemanyag-kazetta, a 37 db abszorbens rúd és a moderátor szerepét is betöltő hűtővíz alkotja. Az atomerőművet indulása után egy évvel leállítják, és kiszedik a már kiégett, eredetileg 1,6 % dúsítású kazettákat, és helyükre a 2,4 % dúsítású kazettákat rakják. A 3,6 % kezdeti dúsításúakat is átrakják (a 2,4%-osak helyére), és helyettük új üzemanyagot raknak a zónába. Ezután az erőművet évente leállítják, és kiveszik a leginkább kiégett üzemanyag-kazettákat. A kezdeti töltetet kivéve minden kazetta három évet tölt a reaktorban.
Az aktív zóna a függőleges elhelyezésű, hengeres reaktortartályban található, melynek teljes magassága 13,75 m, külső átmérője 3,84 m. A tartály acélból készült, falvastagsága az aktív zóna magasságában 14 cm, belülről pedig 9 mm vastag rozsdamentes acél bevonattal van ellátva a korrózióvédelem céljából. A tartályon különböző magasságban helyezkedik el a hűtőközeg be- és kivezetésére szolgáló hat belépő és hat kiömlő csonk.
Az elhasználódott üzemanyag-kazettákat áthelyezik a reaktor melletti pihentető medencébe, ahol víz alatt tárolják őket. Ekkor már nem folyik bennük nukleáris láncreakció, csupán a radioaktív bomlások eredményeznek kismértékű hőfejlődést. Öt év tárolási idő elteltével a kazettákat Oroszországba szállítják újrafeldolgozás céljából. Minden szállítmány külön megegyezést igényel. Hosszú távon egyelőre nincs megoldás a kiégett kazetták tárolására, a problémát rövid időre megoldja az erőmű területén épülő átmeneti tároló, de az elkövetkezendő 50 évben megoldást kell találni a végleges tárolásra.
Az atomreaktor teljes élettartamát a reaktortartály élettartama határozza meg, ezt a hatalmas szerkezetet ugyanis nagyon költséges lenne kicserélni. A tartály anyagának kristályszerkezete az állandó neutronsugárzás hatására rongálódik, emiatt az atomerőművek tervezett üzemideje 30-40 év. A Paksi Atomerőműben újabban eme élettartam meghosszabbítása érdekében a zóna szélére kiégett, ún. negyedéves kazettákat tesznek. Az ilyen kazettákban már kevés a hasadóképes U235, emiatt azokból jóval kevesebb neutron lép ki, így kisebb neutronsugárzás éri a reaktortartályt. Ebben az ún. alacsony kiszökésű zónában tehát már négy évet töltenek az üzemanyag-kazetták.
Érdemes megjegyezni, hogy a neutronsugárzás hatására bekövetkező anyagszerkezeti változásokat – a ridegedést – vissza lehet fordítani abban az esetben, ha a tartály anyagát magas hőmérsékletre hevítik fel. Ekkor a kristályhibák „megjavulnak", olyan új anyagszerkezet jön létre, mintha a tartály újonnan készült volna. Ilyen eljárást a világ több reaktorán alkalmaztak már, így hosszabbítva meg azok élettartamát
Az aktív zónában felszabaduló hő elszállítását a reaktor körül lévő 6 darab hűtőkör végzi. Egy hűtőkör felépítése: A névleges állapotban 297 oC-ra felmelegedett víz az ún. melegágon lép ki a reaktorból, és jut el a gőzfejlesztőbe. A gőzfejlesztő hatalmas (2,3 m átmérőjű, 12 m hosszú), fekvő henger alakú hőcserélő, amelyben a víz hőjének egy részét átadja a szekunder kör vizének, miközben a primer köri víz 267 oC-ra hűl le.
A radioaktív primer köri víz a gőzfejlesztőben 5536 db 16 mm átmérőjű fűtőcsövön áramlik át, így forralva fel a gőzfejlesztőben lévő inaktív szekunder köri vizet. A lehűlt hűtőközeg a hidegágon jut vissza a reaktorba. A víz cirkulációját keringető szivattyú biztosítja. Minden hűtőkör külön-külön lezárható az ún. főelzáró tolózár segítségével, melyből minden körben két darab található.
Gőzfejlesztők elhelyezkedése a reaktortartály körül
A VVER típusú reaktorok nyomottvizes rendszerűek, azaz a primer körben nagy nyomás fenntartásával biztosítjuk azt, hogy a hűtőközeg ne forrjon fel (a víz forráspontja 1 bar nyomáson 100 oC, a primer körben uralkodó 123 bar nyomáson viszont már 330 oC körüli). A nyomás állandó értéken tartására szolgál a térfogatkompenzátor vagy nyomáskiegyenlítő. Minden blokkhoz 1 db térfogatkompenzátor tartozik, amely az egyik hurok melegágához csatlakozik. A térfogatkompenzátor egy álló elrendezésű tartály, melynek alját az egyik hűtőkör melegágával, tetejét (szelepeken keresztül) az egyik hidegággal kötik össze. A tartályban 325 oC-os, telített állapotú víz, és felette gőzpárna található.
A szekunder körben történik a reaktorban megtermelt hő átalakítása mozgási, majd villamos energiává. A gőzfejlesztőben lévő 223 oC-os, 46 bar nyomású tápvizet a csövekben keringő 297 oC-os primer köri víz 258 oC-ra melegíti, és felforralja. A keletkező gőzből a vízcseppeket el kell távolítani, ugyanis a turbinalapátokat károsítják a vízcseppek. Erre szolgálnak a kilépő gőz útjába helyezett cseppleválasztó zsaluk. Ezek olyan terelőlemezek, amelyeken áthaladva a vízcseppek lecsapódnak, így a kilépő gőz nedvességtartalma már alacsonyabb, mint 0,25 %.
A gőzfejlesztőből kilépő, mintegy 450 t/h tömegáramú gőz a turbinára kerül, és meghajtja a turbina lapátjait. Egy adott blokkban lévő 6 gőzfejlesztőből 3 együtt táplál egy turbinát. A Paksi Atomerőműben 8 darab turbina és 8 darab 230 MW-os generátor van. A turbinában egy tengelyen helyezkedik el egy nagynyomású és két kisnyomású ház, valamint a generátor fogórésze. A turbina nagynyomású háza 6 fokozatú, azaz a gőz expanziója és munkavégzése 6 fokozatban történik. A nagynyomású turbinaházban a gőz hőmérséklete kb. 140 oC-ra csökken, nedvességtartalma pedig 12 %-ra nő. Emiatt a kisnyomású házba való belépés előtt a cseppleválasztó és gőztúlhevítő berendezésbe kerül, ahol a turbinára káros vízcseppeket eltávolítják, és a telítési hőmérséklet fölé melegítik. A két kisnyomású ház 5-5 fokozatú.
A már munkát végzett gőz a kondenzátorba kerül, ahol csaknem 13 000 csőben a Dunából kivett hűtővíz áramlik. A hűtőcsöveken a gőz kb. 25 oC-os hőmérsékleten lekondenzálódik. Minden turbinaegységhez két kondenzátor tartozik, amelyekben 0,035 bar nyomást (vákuumot) tartanak fenn. A turbinán a munkagőzt a gőzfejlesztő és a kondenzátor közti nyomáskülönbség hajtja át.
A cseppfolyósodott munkaközeget különböző tisztító és előmelegítő berendezéseken keresztül a tápszivattyúk visszajuttatják a gőzfejlesztőbe. Az előmelegítésre az erőmű jobb hatásfoka miatt van szükség. Az előmelegítést a turbináról vett gőzzel végzik, melynek során a kondenzátorból kilépő 25 oC hőmérsékletű víz 9 hőcserélőben végezetül 223 oC hőmérsékletűre melegszik fel. A tápvíz ezen a hőmérsékleten lép be a gőzfejlesztőbe, ahol újra felmelegíti a primer köri víz hőenergiája.
Minden egyes blokknak külön vezénylőterme van, ahová befutnak a reaktor és a turbina üzemi adatai. Az erőműben két reaktorcsarnok van, mindegyikben két reaktor található. A turbina, a generátor, és a hozzájuk kapcsolódó berendezések a turbinacsarnokban vannak.
A paksi telephelyről származik a hazai termelés közel 40 %-a. Jelenleg (és évek óta) igen magas, 74 % körüli a paksi atomerőmű üzemeltetésének társadalmi elfogadottsága.
A Magyar Országgyűlés 2009. március 30-án 330 igen, 6 nem szavazat és 10 tartózkodás mellett elvi jóváhagyását adta Pakson új atomerőművi blokk(ok) létesítésének előkészítését szolgáló tevékenység megkezdéséhez.
Forrás: www.npp.hu
villany.uw.hu
