BWRX-300 Reaktori
Renko, Joonatan (2023)
Kandidaatintyö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023042739076
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023042739076
Tiivistelmä
Tämän kandidaatintyön tavoitteena on luoda katsaus BWRX-300 pienydinvoimalan pääpiirteisiin ja erityisominaisuuksiin, sekä vertailla laitosta muihin kehitteillä oleviin pienydinvoimaloihin. Työssä pohditaan myös pienydinvoimaloiden roolia tulevaisuuden energiajärjestelmässä. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena avoimien lähteiden avulla.
Tarkastelun kohteena oleva BWRX-300 on GE Hitachi -ydinenergiayhtiön kehittämä pienydinvoimala, jonka kilpailuetuna suuriin perinteisiin ydinvoimalaitoksiin nähden toimii muun muassa joustavan skaalautuvuuden mahdollistava laitoksen pieni koko, modulaarinen rakennustapa, sekä pienemmät investoinnin pääomavaatimukset. Kustannuslähtöisen suunnittelun ohella laitoksen turvallisuusratkaisuihin on kiinnitetty erityistä huomiota. Yksinkertaisten passiivisten turvallisuusjärjestelmien toiminta perustuu painovoimaan ja konvektioon luoden edellytykset kalliiden aktiivisten turvallisuusratkaisujen poistoon.
Voimalaitosprosessin kannalta laitos toimii samalla tavalla kuin perinteiset ympäri maailmaa käytössä olevat kiehutusvesilaitokset. Merkittävimmän pesäeron näihin laitoksiin luo ratkaisu toteuttaa reaktorin jäähdytys luonnonkiertoon perustuvalla järjestelmällä sekä normaaliajossa, että onnettomuustilanteessa. Työssä luodaan katsaus luonnonkiertoon kokonaisuutena, sekä pohditaan kyseisen toteutuksen etuja ja haasteita ydinvoimalaitoksen viitekehyksessä. The aim of this bachelor's thesis is to provide an overview of the main features and special characteristics of the BWRX-300 small modular reactor, as well as to compare it to other SMR projects under development. The thesis also examines the role of small nuclear power plants in the future energy system. The work has been carried out as a literature review using open sources.
The BWRX-300 is a small modular reactor developed by GE Hitachi Nuclear Energy company. Its competitive advantages over large traditional nuclear powerplants include flexible scalability achieved by its small size, modular construction method and lower capital investment requirements. In addition to cost-oriented design, special attention has been paid to plant’s safety solutions. The working principle of simple passive security systems are based on gravity and convection creating conditions for the elimination of expensive active safety solutions.
From the perspective of the power plant process, the BWRX-300 operates in the same way as conventional boiling water reactors used around the world. The most significant difference to these reactors is the solution to use a natural circulation-based cooling system for the reactor in both normal operation and accident situations. The work provides an overview of the natural circulation as a whole and discusses the advantages and challenges of this implementation in the context of a nuclear power plant.
Tarkastelun kohteena oleva BWRX-300 on GE Hitachi -ydinenergiayhtiön kehittämä pienydinvoimala, jonka kilpailuetuna suuriin perinteisiin ydinvoimalaitoksiin nähden toimii muun muassa joustavan skaalautuvuuden mahdollistava laitoksen pieni koko, modulaarinen rakennustapa, sekä pienemmät investoinnin pääomavaatimukset. Kustannuslähtöisen suunnittelun ohella laitoksen turvallisuusratkaisuihin on kiinnitetty erityistä huomiota. Yksinkertaisten passiivisten turvallisuusjärjestelmien toiminta perustuu painovoimaan ja konvektioon luoden edellytykset kalliiden aktiivisten turvallisuusratkaisujen poistoon.
Voimalaitosprosessin kannalta laitos toimii samalla tavalla kuin perinteiset ympäri maailmaa käytössä olevat kiehutusvesilaitokset. Merkittävimmän pesäeron näihin laitoksiin luo ratkaisu toteuttaa reaktorin jäähdytys luonnonkiertoon perustuvalla järjestelmällä sekä normaaliajossa, että onnettomuustilanteessa. Työssä luodaan katsaus luonnonkiertoon kokonaisuutena, sekä pohditaan kyseisen toteutuksen etuja ja haasteita ydinvoimalaitoksen viitekehyksessä.
The BWRX-300 is a small modular reactor developed by GE Hitachi Nuclear Energy company. Its competitive advantages over large traditional nuclear powerplants include flexible scalability achieved by its small size, modular construction method and lower capital investment requirements. In addition to cost-oriented design, special attention has been paid to plant’s safety solutions. The working principle of simple passive security systems are based on gravity and convection creating conditions for the elimination of expensive active safety solutions.
From the perspective of the power plant process, the BWRX-300 operates in the same way as conventional boiling water reactors used around the world. The most significant difference to these reactors is the solution to use a natural circulation-based cooling system for the reactor in both normal operation and accident situations. The work provides an overview of the natural circulation as a whole and discusses the advantages and challenges of this implementation in the context of a nuclear power plant.