Elektrownia jądrowa i CCGT w jednym

Elektrownia jądrowa i CCGT w jednym

Spektrum nowych technologii w zakresie konwersji energetycznej paliw kopalnych poszerzyło się o rozwiązanie zaproponowane przez brytyjską firmę PB Power. Jak podają autorzy technologia o nazwie NuGas łączy zalety technologii jądrowej z nowoczesnymi metodami generacji energii opartymi na układach skojarzonych z turbiną gazową (CCGT).

Rozwiązanie powstało z potrzeby zwiększenia sprawności elektrowni CCGT. W tej chwili wszelkie próby osiągnięcia sprawności w cyklu skojarzonym na poziomie 60% związane są z ogromnymi kosztami, bardzo trudne jest również uzyskanie sprawności na poziomie 60% bez wpływu awaryjność urządzeń.

Koncepcja NuGas polega na połączeniu obiegów parowych dwóch elektrowni, jądrowej i pracującej w układzie skojarzonym z turbiną gazową. Taka hybryda pozwala na zmniejszenie strat mocy nieuniknionych podczas procesu wytwarzania energii. Zabieg umożliwia osiągnięcie sprawności dla całego procesu na poziomie 63%. Jest to ok. 6% niż klasyczne elektrownie CCGT.

W pracach nad NuGas’em zastosowano m.in. metody komputerowe, umożliwiające zbadanie wielu modeli elektrowni jądrowych i z turbiną gazową. Jak się okazało sprawność na poziomie 63% udało się osiągnąć wykorzystując standardowy reaktor wodny ciśnieniowy (PWR). Istotne jest, że układ hybrydowy można zrealizować bez dokonywania jakichkolwiek przeróbek po stronie reaktora. Główne zmiany dotyczą konstrukcji jednostki CCGT, konkretnie walczaka i parownika zabudowanego we wnętrzu kotła odzysknicowego. Bez tych zmian odzysk ciepła i wytwarzanie pary przebiegałyby tak samo jak w standardowej jednostce CCGT. Zgodnie z koncepcją każdy z układów może pracować niezależnie (w swoim normalnym cyklu), np. w przypadku jeżeli zajdzie potrzeba wyłączenia w celach remontowych.

Zwiększona sprawność termiczna powstała wskutek zintegrowania obiegów parowych elektrowni jądrowej o mocy 1200 MWe z klasyczną jednostką CCGT o mocy 400 MW powoduje wzrost generowanej mocy o 42 MW bez spalania dodatkowych ilości gazu. Zwiększona sprawność procesu wytwarzania energii elektrycznej to również mniejsza emisja CO2 przypadająca na każdą jednostkę wytworzonej energii.

Opracowane rozwiązanie może zostać zastosowane zarówno w istniejących elektrowniach jądrowych, jak i nowo budowanych instalacjach. Zdaniem konstruktorów zainstalowanie systemu NuGas przy eksploatowanych elektrowniach jądrowych powinno przynieść znaczne korzyści finansowe, nie wspominając o zintegrowaniu systemu z nowo powstającymi jednostkami. Dodatkową zaletą rozwiązania jest minimalny wpływ na normalną pracę elektrowni jądrowej podczas instalowania jednostki CCGT.

Z ponad 400 obecnie działających na świecie elektrowni jądrowych odpowiednie kryteria do współpracy z systemem NuGas spełnia od 30 do 40 elektrowni. Najważniejszym kryterium jest tutaj odpowiednia przestrzeń, która umożliwiałaby instalację jednostki CCGT przy elektrowni jądrowej.