Pienten modulaaristen reaktoreiden turvallisuus ja taloudellisuus

Kehusmaa, Maiju (2020)
 
Avaa tiedosto
Lataukset: 



Kehusmaa, Maiju
2020

Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Degree Programme in Engineering and Natural Sciences, BSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-05-20
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005075037
Tiivistelmä
Pienet modulaariset reaktorit (small modular reactor, SMR) ovat sähköteholtaan alle 300 MW:n modulaarisia ydinvoimaloita. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan kirjallisuuslähteiden avulla, miten SMR:ien turvallinen toiminta voidaan taata ja millaiset kilpailumahdollisuudet SMR:illä on energiamarkkinoilla. SMR:ien turvallisuutta tarkastellaan selvittämällä, millaisia turvajärjestelmiä SMR:issä voidaan käyttää sekä mitä asioita on huomioitava SMR:ien turvallisessa sijoittamisessa ja ydinjätehuollossa. Taloudellisuuden kannalta tutkitaan SMR:ien kustannusrakennetta ja arvioita niiden kustannuksista. Lisäksi verrataan SMR:ien arvioituja kustannuksia muiden energiantuotantomuotojen kustannuksiin. Työssä keskitytään vesijäähdytteisiin kevytvesireaktoreihin.

Työssä selvisi, että SMR:ien keskeisimmät turvalaitteistot ovat säätösauvat, jälkilämmönpoistojärjestelmä, ruiskutusjärjestelmät sekä reaktorin suojakuori. Eri turvalaitteistoille on useita eri ratkaisuja ja usein laitteistot ovat passiivisia, eli niiden toiminta perustuu esimerkiksi veden luonnolliseen kiertoon tai paine-eroihin. Eräänä tavoitteena on, että SMR:t voitaisiin sijoittaa hajautetusti niin, että sähkö ja kaukolämpö voitaisiin tuottaa lähellä asutusta. Passiivisten turvajärjestelmien ja pienen ydinpolttoaineen määrän ansioista SMR:ien sijoittaminen lähelle asutusta voisi olla mahdollista, mutta vaatii vielä lisätarkastelua. Ydinjätehuollon osalta SMR:t eivät eroa juurikaan perinteisistä ydinvoimaloista, kun käytössä on sama polttoaine. SMR:illä kyseeseen voi kuitenkin tulla keskitetty jätehuoltomalli, mikä vaatisi muutoksia lainsäädäntöön ainakin Suomessa.

Työssä ei saatu selville millaisiksi SMR:ien kustannukset muodostuvat, sillä SMR:iä ei ole vielä juurikaan rakennettu. Kävi kuitenkin ilmi, että Venäjällä toimivan KLT-40S-tyypin kelluvan kevytvesireaktorin kustannukset ovat huomattavasti korkeammat kuin venäläisellä VVER-1200-painevesireaktorilla. SMR:ien etuna pidetään mahdollisuutta sarjatuotantoon, sillä se jakaa suunnittelukustannuksia useammalle reaktorille sekä lyhentää voimalan rakennusaikaa. SMR:t voisivat siis olla tulevaisuudessa kilpailukykyisiä, mutta vielä siitä ei ole näyttöä.
Kokoelmat