Nyt patent ansøgt: Flere små atomreaktorer genbruger kulkraftværker og erstatter kedler

Plus1. februar kl. 05:2419
Nyt patent ansøgt: Flere små atomreaktorer genbruger kulkraftværker og erstatter kedler
Raikheda-kulkraftværket i Chhattisgarh, Indien. Illustration: Epagemakerwiki / Wikimedia Commons.
Siden årtusindeskiftet er verdens samlede kulkraftværkers kapacitet mere end fordoblet.
Artiklen er ældre end 30 dage

Kulkraftværker forurener og udleder mere CO2 end alle andre energiteknologier, men de kan på paradoksal vis komme til at spille en rolle i overgangen til en mere klimavenlig energiproduktion.

Det kan kulkraftværkerne, hvis man ‘retrofitter’ dem med små, modulære atomreaktorer (SMR’er).

Senest har amerikanske Holtec, der siden 1986 har udviklet en række forskellige ingeniørløsninger, meldt sig på banen med det, som virksomheden selv kalder for et »teknologisk gennembrud«.

Gratis adgang i 30 dage

Tegn et gratis prøveabonnement og få adgang til alt PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, helt uden binding eller betalingsoplysninger.

Alternativt kan du købe et abonnement
remove_circle
Har du allerede et PLUS-abonnement eller klip?
close

Velkommen til PLUS

Da du er ved at tilmelde dig en gratis prøve beder vi dig hjælpe os med at gøre vores indhold mere relevant for dig, ved at vælge et eller flere emner der interesserer dig.

Vælg mindst et emne *
Du skal vælge en adgangskode til når du fremover skal logge ind på din brugerkonto.
visibility
Dit medlemskab giver adgang
Som medlem af IDA har du gratis adgang til PLUS-indhold, som en del af dit medlemskab. Fortsæt med MitIDA for at aktivere din adgang til indholdet.
Oplever du problemer med login, så skriv til os på websupport@ing.dk
Abonnementsfordele
vpn_key
Fuld adgang til Ing.dk, Version2 og Radar
Fuld digital adgang til PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, tilgængeligt på din computer, tablet og mobil.
drafts
Kuraterede nyhedsbreve
Det seneste nye fra branchen, leveret til din indbakke.
Adgang til andre medier
Hver måned får du 6 klip, som kan bruges til permanent at låse op for indhold på vores andre medier.
thumb_up
Adgang til debatten
Deltag i debatten med andre kloge læsere.
19 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
18
1. februar kl. 22:33

Nu er en del af den termiske kraftvarme affaldsforbrændinger, som i runde tal kører hele tiden. Med de nuværende elpriser sker det nok også ofte, at de termiske værker kører for at sælge el til eksport. Det er ikke kun vind og sol, der har kronede tider, det har de termiske værker også.

14
1. februar kl. 21:20

Den lave carnot-virkningsgrad giver et øget kølingsbehov

Apropos Carnot usw - ved du hvor stor en del af vores el der bliver "tvunget" co-genereret med fjernvarme? Ifølge "kontrollrummet" eksporterer vi her og nu 2.4GWe men laver stadig ca 2GWe vha varmekraft. Kan man antage at de 2GWe fra termiske værker skyldes, at der skal være tilstækkelig fjernvarme til rådighed oder was???

13
1. februar kl. 17:49

Den lave carnot-virkningsgrad giver et øget kølingsbehov, og i danmark betyder dette nye kølevandstilladelser ved højere flow og mere termisk effekt i vandet.

Kul ligger omkring 40-45% svjv. Forslaget med det resulterende tab ryger under 30% med den nye kompressor. Selv med respektable 35% ville det give problemer.

Gamle danske kølevandstilldelser skal man nok ikke kunne forvente bare uden videre øges med 50% - de er givet under gamle regler, og det vil kræver nye VVM-vurderinger.

12
1. februar kl. 17:42

Her kom de frem til, at 80 procent af landets kulkraftværker kan konverteres til atomkraftværker.</p>
<p>I analysen anvendte forskernes SMR’en fra den amerikanske virksomhed NuScale, som Ingeniøren tidligere har omtalt, til et casestudie.

Det er et fatamorgana.

Det giver ingen mening at retrofitte en reaktor og genbruge en udtjent damptubine, med forkert enthalpi, forringet levetid, og en gigantisk hovedpine i integration, driftsforstyrelse under byggeri, sikkerhedsberegnigner og øget kølevandstilladelser.

Det som kan genbruges er switch-yard og elinfrastrukturen - alt andet skrottes.

MEEEN Atomværker vil meget gerne have redundante elforsyningerner, for det er vigtigt at falder en ud, så er der fortsat strøm til værket. Derfor har alle svenske reaktorer f.eks. 3 linier ind til værket - det er der ikke ved "genbrug" af et kulkraftværk, for det er ikke et designkriterie for el kulværk, ligesom afstand til civilbefolkning ikke er det.

JEg har enddog meget svært ved at se fornuften i "genbrug" - byg reaktoren ved siden af med egen turbine, og køleløsning, fast design, nul ændringer. Forbind eldelen. Luk kuldelen. OG fortsæt. MEn besparelsen bliver ikke speciel stor.

11
1. februar kl. 16:36

Om det er en god ide? Det aner jeg ikke! Først og fremmest viser det en branche, som kæmper for at finde på et eller andet, så økonomien i nye anlæg bliver tålelig...

Jeg har jo gang på gang hevdet at alene dampturbin med kondensator og generator og gratis damp inn er kostbarere inkludert investering og drift enn de beste solcelleparker. Så det er logisk at en prøver å hoppe over investering av dampturbindelen for å oppnå noe som likner på økonommisk drift!

10
1. februar kl. 16:06

Jeg tror ikke at effektiviteten på el siden bliver imponerende efter disse krumspring. Det gør dog mindre hvis anlæget kan sælge varmen.

Det handler om at genbruge det eksisterende anlæg, ikke om at få en højere elvirkningsgrad. Ideen om at "genbruge" eksisterende kraftvarmeværker til SMR er meget oppe i tiden i de kredse.

Om det er en god ide? Det aner jeg ikke! Først og fremmest viser det en branche, som kæmper for at finde på et eller andet, så økonomien i nye anlæg bliver tålelig...

9
1. februar kl. 15:56

Dampen sendes gennem en kompressor for at opnå det nødvendige tryk og temperatur for at kunne drive turbinen. Er det så turbinen der driver kompressoren?

Uden at have kigget i Mollier diagrammet vil jeg tro at kompression hæver både tryk og temperatur og det kan tilpasses så overhedningen af dampen bevares, hvs man f. eks. hæver data fra 50 bar, 300 grader til 200 bar, 500 grader.

Det fremgår ikke af artiklen men det kan måske gøres ved at udtage en delstrøm af dampen og lade den trække en turbokompressor som hæver tryk og temperatur af hovedstrømmen, så man ikke behøver at modificere selve kraftværksturbinen? Det vil dog nok til en turbogenerator på 400 MWe kræve 3 af disse Holtec enheder.

Jeg forstår dog stadig ikke hvordan det kan hænge sammen, for hvis man er klar med denne løsning om 10 - 15 år så må de kulkraftværker, der er tale om, være tæt på at være udtjente? Vil man hurtigt have en CO2-gevinst så kunne man i stedet straks ombygge disse værker til gasfyring, der er relativt simpelt og billigt og kan gøres på under 2 år, og man vil opnå mere end en halvering af sit CO2-udslip!

8
1. februar kl. 15:01

Jeg benoves over de forskellige udtryk der bruges vedrørende sikkerheden.

‘naturlig cirkulation’, som teoretisk set kan forhindre en kernenedsmeltning. Det ‘skubbes’ derfor ‘naturligt’ op igen til en varmeveksler, hvorefter processen gentages ‘af sig selv’.

Det lyder for mig som ikke afprøvet salgsmateriale, måske for at få snablen ned i en statskasse.

7
1. februar kl. 14:28

Dampen sendes gennem en kompressor for at opnå det nødvendige tryk og temperatur for at kunne drive turbinen. Er det så turbinen der driver kompressoren?

Tænker at damp v 48 barg/312ºC barg ikke er helt nok i HP dampturbiner i kulkraftværkerne (fordi temperaturen i reaktoren ikke er høj nok en meget hurtig google siger at dampen er 500-600º)?). Men ved at tilføje en kompressor på denne damp kan man booste trykket/temperaturen/energien af dampen - så den kan bruge kulkraftværkets turbine. Energien til denne kompressor kommer sikkert rigtig nok fra kraftværket. Det er jo ikke en evigmedsmaksine men en måde at få den der SMR til at virke med de eksisterende turbiner. Ialt kommer der jo den energi ud af SMR reaktoren der kommer, og så er der noget mekanisk effektivitet der går tabt - men resten må jo gå i dampen. SÅ der skal jo nok være overskud...

BTW passer 700 psig og 312ºC ikke sammen (med minder det er overophedet damp?)

700 psig= 48 barg, men mættet damp v 312ºC er 100 barg? Kan ikke lige se hvordan dette design kan overophede dampen? Troede at kernen var dækket af vand?

6
1. februar kl. 13:41

*Holtecs system, som de har indgivet patent på, ‘booster’ derfor entalpien i SMR’ens damp med en flertrinskompressorer (yderligere oplyses ikke om systemet) til det ønskede niveau.

Dette »nødvendige enthalpi-boost kan modificeres for at understøtte ethvert anlægs turbogenerator og vil i de fleste tilfælde ikke kræve nogen ekstern energitilførsel,« hævdes det.

Dampen sendes gennem en kompressor for at opnå det nødvendige tryk og temperatur for at kunne drive turbinen. Er det så turbinen der driver kompressoren?

4
1. februar kl. 13:32

Har svært ved at se det: For at genbrug en turbine der ikke længere passer til tryk og temperatur af dampen, tilføjes en ekstra kompressor = turbine som bruger energi. Denne energi skal tages fra generator effekten af det eksisterende generator / turbine setup. Effektiviteten 40% af energinen til elektrisk effekt. Hvor gang med putter 1 Jule ind i kompressoren får man altså kun 0,4 Jule ud som elektrisk energi igen. Jeg tror ikke at effektiviteten på el siden bliver imponerende efter disse krumspring. Det gør dog mindre hvis anlæget kan sælge varmen.

2 andre muligheder.

Køb en ny turbine der passer til tryk og temperatur der kommer fra reaktoren.

Kør dampen direkte på den eksisterende mellemtryksturbine.

3
1. februar kl. 12:59

Jeg har læst at de store atomreaktorer betaler sig ikke uden statsstøtte. Derfor er det ikke sandsynligt at mindre reaktorer kan det. Og de genererer jo også atomaffald, som vi allerede har for meget af og ved ikke hvorhen med det. Lad os da investere i mere af vedvarende energiformer, som sol, vind og geotermisk.

2
1. februar kl. 12:16

Artikkelens overskrift: "Siden årtusindeskiftet er verdens samlede kulkraftværkers kapacitet mere end fordoblet". En annen måte å si det på er at bruken av kull har gått ned med 18% siden et toppunkt i 2014 frem til 2020 etter jevnt synkende etter 1990, så kraftig oppgang frem til 2011 og flatt til 2014. Se: https://www.iea.org/reports/coal-fired-electricity

I 2020 stod EU og Canada, Chile, Israel, UK og New Zealand for 3% av verdens forbruk av kull. Tyskland stod alene for halvparten (1,5%) og vil være kullfrie i 2030. USA skjærer hurtig ned på sin kullbruk (alt for dyrt i tillegg til klima/miljøutfordringer). Det er store land under rask utvikling som Kina, India, Brasil, Indonesia med flere som står bak økning og senere senking av kullforbruk.

Med hensyn til eksisterende kullkraftverk rundt i verden, er det vel mer sannsynlig at dampen etter hvert produseres av stadig billigere hydrogen (fra vind og sol) enn fra atomreaktorer. Fremtidens "kull"kraftverk skal stadig mer produsere balansekraft og da er reaktorer en dårlig løsning da de forutsetter 100% kf for å ha noenlunde lønnsomhet. Det er Tysklands politikk og fase ut naturgass og bruke hydrogen i stedet, men vi får se. Å kvitte seg med kull hurtigst mulig i hele verden, bør være hovedprioritet.

1
1. februar kl. 11:07

Vi bruger vel SI enheder i Danmark?

Vedrørende kompressoren, vil det oplagte vel være at placere den på samme aksel som turbinerne og generatoren, så den trækkes af dampen? Momenttilpasningen sker via generatoren (som sædvanlig)...