Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technologie jądrowe w planach inwestycyjnych przedsiębiorstw ciepłowniczych – podsumowanie badania ankietowego dla Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Dekarz Dariusz

Energetyka

|

2023

|

nr 2

96--100

PL

Przeprowadzone w 2021 r. przez „Energopomiar” Sp. z o.o. wśród elektrociepłowni zawodowych i przemysłowych oraz ciepłowni badanie ankietowe pokazało, jak dużym zainteresowaniem cieszy się w Polsce wdrożenie technologii jądrowych. Zastosowanie reaktorów skali małej (SMR – Small Modular Reactor) i mikro (MMR – Micro Modular Reactor) jest postrzegane jako sposób na rezygnację ze spalania paliw kopalnych (dekarbonizacja) i dążenie do osiągnięcia neutralności klimatycznej. Perspektywa zastosowania technologii jądrowych w ciepłownictwie wydaje się jednak na chwilę obecną raczej odległa, stąd też poszczególne przedsiębiorstwa szukają rozwiązań dostępnych aktualnie na rynku.

2

Safeguard w małych reaktorach modularnych −SMR

Rzymkowski Krzysztof

Postępy Techniki Jądrowej

|

2022

|

z. 2

22--28

PL

W opracowaniu przedstawiono podstawowe cechy systemu zabezpieczeń w projektowanych Małych Reaktorach Modularnych – SMR. Rozpowszechnienie małych reaktorów jądrowych budzi uzasadnioną obawę przed ewentualnym rozprzestrzenieniem materiałów jądrowych. Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) opracowuje zalecenia dotyczące kontroli tych materiałów w nowo powstających małych reaktorach o bardzo różnorodnych konstrukcjach na etapie projektowania.

EN

The paper presents the basic features of the safeguard at the designed Small Modular Reactors – SMR. The spreading of small nuclear reactors gives rise to a well-founded fear of the possible proliferation of nuclear material. The International Atomic Energy Agency (IAEA) is developing recommendations for the control of these materials in newly developed small reactors of a wide variety of designs at the design stage.

3

Preliminary computational and experimental design studies of the ISHTAR thermostatic rig for the high-temperature reactors materials irradiation

Talarowska Anna, Lipka Maciej, Wojtania Grzegorz

Nukleonika

|

2021

|

Vol. 66, No. 4

127--132

EN

The Ir radiation System for High-Temperature Reactors (ISHTAR) thermostatic rig will be used to irradiate advanced core material samples in conditions corresponding to those prevailing in the high-temperature reactors (HTRs): these conditions include a stable temperature extending up to 1000°C in the helium atmosphere. Computational and experimental studies concerning the design have been conducted, proving the possibility of these conditions’ fulfi llment inside the rig while maintaining the safety limits for MARIA research reactor. The outcome is the thermostatic rig design that will be implemented in the MARIA reactor. Appropriate irradiation temperature will be achieved by a combination of electric heating with the control system, gamma heating, and a helium insulation gap with precisely designed thickness. The ISHTAR rig will be placed inside the vertical irradiation channel, which is located in the reactor pool. The device is being developed from scratch at the Nuclear Facilities Operation Department of the National Centre for Nuclear Research as a part of the GOSPOSTRATEG programme

4

Numerical modelling of modular high-temperature gas-cooled reactors with thorium fuel

Oettingen Mikołaj, Cetnar Jerzy

Nukleonika

|

2021

|

Vol. 66, No. 4

133--138

EN

The volumetric homogenization method for the simplified modelling of modular high-temperature gas-cooled reactor core with thorium-uranium fuel is presented in the paper. The method significantly reduces the complexity of the 3D numerical model. Hence, the computation time associated with the time-consuming Monte Carlo modelling of neutron transport is considerably reduced. Example results comprise the time evolutions of the effective neutron multiplication factor and fissionable isotopes (233U, 235U, 239Pu, 241Pu) for a few configurations of the initial reactor core.

5

Analiza możliwości wykorzystania reaktorów wysokotemperaturowych w warunkach polskich

Terlikowski P.

Elektroenergetyka : współczesność i rozwój

|

2017

|

Nr 2(17)

65--69

PL

W artykule przedstawiono zarys technologii HTR z wyszczególnionymi jej zaletami i wadami. Omówiono doświadczenia z dotychczasowych projektów HTR na świecie, zarówno wersji demonstracyjnych, jak i wdrożeń komercyjnych. Część pracy poświęcono analizie możliwości polskiego przemysłu do wykorzystania reaktorów. Przeprowadzono analizę SWOT dotyczącą rozwoju HTR w Polsce.

EN

The article presents an overview of HTR technology, with its advantages and disadvantages. The experience of existing HTR projects in the world, both demo versions and commercial implementations, is discussed. Next part of the work is the analysis of the Polish industry's ability to use reactors. A SWOT analysis of HTR development in Poland was finally performed.

6

Monte Carlo analysis of the battery-type high temperature gas cooled reactor

Grodzki M., Darnowski P., Niewiński G.

Archives of Thermodynamics

|

2017

|

Vol. 38, no. 4

209–-227

EN

The paper presents a neutronic analysis of the battery-type 20 MWth high-temperature gas cooled reactor. The developed reactor model is based on the publicly available data being an ‘early design’ variant of the U-battery. The investigated core is a battery type small modular reactor, graphite moderated, uranium fueled, prismatic, helium cooled high-temperature gas cooled reactor with graphite reflector. The two core alternative designs were investigated. The first has a central reflector and 30×4 prismatic fuel blocks and the second has no central reflector and 37×4 blocks. The SERPENT Monte Carlo reactor physics computer code, with ENDF and JEFF nuclear data libraries, was applied. Several nuclear design static criticality calculations were performed and compared with available reference results. The analysis covered the single assembly models and full core simulations for two geometry models: homogenous and heterogenous (explicit). A sensitivity analysis of the reflector graphite density was performed. An acceptable agreement between calculations and reference design was obtained. All calculations were performed for the fresh core state.

7

Analysis of possible application of high-temperature nuclear reactors to contemporary large-output steam power plants on ships

Kowalczyk T., Głuch J., Ziółkowski P.

Polish Maritime Research

|

2016

|

nr 2

32--41

EN

This paper is aimed at analysis of possible application of helium to cooling high-temperature nuclear reactor to be used for generating steam in contemporary ship steam-turbine power plants of a large output with taking into account in particular variable operational parameters. In the first part of the paper types of contemporary ship power plants are presented. Features of today applied PWR reactors and proposed HTR reactors are discussed. Next, issues of load variability of the ship nuclear power plants , features of the proposed thermal cycles and results of their thermodynamic calculations in variable operational conditions, are presented.

8

Lab-scale simulation of coal-nuclear synergy. Utilization of high temperature reactor excess heat in synthesis gas and hydrogen-rich gas production

Smoliński A

Polityka Energetyczna

|

2015

|

T. 18, z. 1

69--83

EN

The paper presents the results of the experimental study on simulated application of High Temperature Reactor (HTR) excess heat in the allothermal coal gasification to synthesis gas and hydrogen-rich gas. The effects of application of gasification agents pre-heating was tested in a laboratory scale fixed bed reactor installation. The installation was equipped with a specially designed auxiliary pre-heating system for gasification agents applied (air, oxygen or steam), simulating the utilization of the HTR excess heat. The results of the study proved the feasibility of the utilization of the external excess heat in air and steam coal gasification.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych zastosowania ciepła nadmiarowego z wysokotemperaturowego reaktora jądrowego (HTR) w procesie allotermicznego zgazowania węgla do gazu syntezowego i gazu bogatego w wodór. Określono wpływ wstępnego przegrzania czynnika zgazowującego na wyniki procesu zgazowania w laboratoryjnej instalacji z reaktorem ze złożem stałym. Instalacja została wyposażona w specjalnie do tego celu zaprojektowany układ wstępnego przegrzania czynnika zgazowującego (powietrze, tlen lub para wodna), symulujący wykorzystanie ciepła nadmiarowego z reaktora HTR. Wyniki badań potwierdziły możliwość wykorzystania zewnętrznego źródła ciepła nadmiarowego w procesie zgazowania węgla powietrzem i para wodną.

9

Thermal – hydraulic analysis of fuel block in high temepera-ture reactor

Królikowski I., Kępisty G., Orliński M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9278--9285, CD3

EN

Thermal hydraulic analysis of the reactor core is important since it allows to optimize the nuclear reactor operation and to avoid too high temperature in the fuel. Enhancement of the reactor core increases the safety and the efficiency of the reactor operation and it has positive impact on the logistic in the nuclear sector. The thermal analysis of the fuel block column of the high temperature reactor is presented. The 3D power density profile has been used in the thermal calculations to obtain the temperature field within the column of the nine fuel blocks. The hot spot for the critical power profile is found. Temperature profiles obtained in the analysis have been compared with the reference data to check the numerical model, which has been used in the CFD calculations. Obtained temperatures are consistent with the reference data, it proves that the numerical model is correct.

10

Thermodynamic modeling of high-temperature combined cycle for hydrogen and electricity co-production

Dudek M., Jaszczur M., Kolenda Z., Polepszyc I.

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2015

|

Vol. 22, no. 4

315--327

EN

The high (HTGR) and very high (VHTR) temperature nuclear reactors are the most innovative designs and belong to the most advanced fourth generation gas-cooled reactor technology. These types of reactors are designed to have an outlet temperature between 800–1000°C for the HTGR and the VHTR respectively. Such systems are able to generate electrical energy and supply process heat in a broad spectrum of high temperature and energy-intensive non-electric and thermal processes. In this paper, a numerical analysis of high temperature the HTGR/VHTR combined cycle with co-production of hydrogen and electricity is conducted. The presented cycle consists of three subsidiary circuits with gas turbine and two steam turbines for electric energy generation, and two heat exchangers for hydrogen production at high or medium temperature. The results show that such a combination allows a significant increase of thermal efficiency to about 50% at the reactor outlet temperature of 1273 K and a decrease in cost of hydrogen production.

11

Analiza możliwości wykorzystania ciepła z reaktorów HTR w procesie zgazowania paliw kopalnych za pomocą ditlenku węgla

Jastrząb K., Piotrowski O.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 4

309--320

PL

W pracy przedstawiono wyniki rozważań teoretycznych nad możliwością wykorzystania energii pochodzącej z wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych (HTR) do prowadzenia silnie endotermicznego procesu zgazowania paliw kopalnych za pomocą ditlenku węgla. Otrzymany w tym procesie gaz syntezowy mógłby być wykorzystany do syntez chemicznych np. produkcji metanolu, bądź płynnych paliw syntetycznych. Równocześnie praktyczna realizacja takiego procesu pozwoliłoby na ograniczenie emisji ditlenku węgla do atmosfery. Następowałoby to w dwójnasób: poprzez ograniczenie ilości spalanego paliwa (węgla) niezbędnego do realizacji procesu, jak również poprzez wykorzystanie ditlenku węgla jako substratu. Niestety ograniczeniem takiego rozwiązania jest względnie niska temperatura czynników grzewczych pochodzących z reaktora HTR (< 800°C), co niekorzystnie wpływa na równowagę procesu zgazowania. W celu oceny opłacalności realizacji analizowanego procesu opracowano metodykę obliczenia składu równowagowego powstającego gazu syntezowego. Założono, że proces zgazowania węgla (paliwa) zachodzi w dwóch następujących po sobie etapach. Są to: szybka piroliza paliwa, połączona z wytworzeniem gazu popirolitycznego i karbonizatu, a następnie zgazowanie powstałego karbonizatu mieszaniną czynników zgazowujących (CO2, H2O, O2) i gazów popirolitycznych. Dla takiego układu stworzono model chemiczny, umożliwiający na podstawie bilansu stechiometrycznego i danych termodynamicznych obliczenie składu równowagowego mieszaniny poreakcyjnej. Opracowana metodyka umożliwia wykonanie obliczeń dla dowolnego gatunku węgla przy zastosowaniu mieszaniny ditleneku węgla, pary wodnej i tlenu o dowolnych proporcjach i nadmiarze w stosunku do ilości zgazowywanego węgla. Niezbędna jest do tego jedynie znajomość podstawowych właściwości fizykochemicznych paliwa oraz zależności składu gazów popirolitycznych i wydajności pirolizy od temperatury. W pracy przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń składu równowagowego w zakresie 600-900°C. Odpowiada to temperaturze czynnika grzewczego pochodzącego z reaktora HTR. Analiza wpływu różnych czynników (np. rodzaju węgla, temperatury, składu początkowego czynników zgazowujących) pozwoli dokonać optymalizacji procesu zgazowania pod kątem minimalizacji zużycia tlenu oraz uzyskania gazów o dużej zawartości wodoru czy też doboru węgla o najlepszych właściwościach do niskotemperaturowego zgazowania.

EN

Paper presents results of theoretical deliberations on the possibility to utilize energy deriving from high temperature nuclear reactors (HTR) to drive highly endothermic fossil fuels gasification by the assistance of carbon dioxide. Synthesis gas resulting in this process could be utilized for chemical syntheses e.g. to produce methanol or liquid synthetic fuels. At the same time practical implementation of such a process would make it possible to reduce carbon dioxide emissions to the atmosphere. This reduction would be realized in a twofold way: through a reduction of the amount of fuel burnt ( bituminous coal ) that is necessary to process execution as well as through utilization of carbon dioxide as a reaction substrate. Unfortunately the limit of such a solution has been relatively low temperature of the heating media coming out of the HTR reactors (< 800°C), which negatively influences on the gasification process equilibrium. In order to evaluate the economic feasibility of the process in question, the methodology to calculate the equilibrium composition of the synthesis gas was developed. It was assumed that coal gasification process takes place in two consecutive stages. They are referred to as: quick pyrolysis of the fuel associated with production of the after pyrolysis gas and carbonizate and consecutive gasification of the resulted carbonizate by means of the gasifying mixture of gases (CO2, H2O, O2) and after pyrolytic gases. For such a system the chemical model was created that enables to calculate equilibrium composition of the after reaction gas mixture based on stoichiometric balance and on thermodynamic data. The methodology that was developed makes it possible to produce calculations for any species of coal with the application of mixture of carbon dioxide , steam, and oxygen at any proportions and excess in relation to the amount of the gasified coal. What is necessary is only knowledge of the basic physical and chemical characteristics of fuel and dependence of the after pyrolytic gases composition and pyrolysis intensity on temperature. In this paper the exemplary calculation results of the equilibrium composition in temperature range of 600-900°C are presented. This corresponds to temperature of the heating medium from the nuclear reactor HTR. Analysis of the influence of various factors (e.g. coal species, temperature, initial composition of the gasifying media) will enable the optimization of gasification process at an angle of oxygen consumption minimization and obtaining gases with high hydrogen concentration, or selection of coal with the best characteristics to low temperature gasification.

12

Synergia Węglowo-Jądrowa : perspektywa technologiczna dla wielkiej syntezy chemicznej w Polsce

Pieńkowski L.

Chemik

|

2008

|

Vol. 61, nr 11

587-593

PL

Program synergii węglowo-jądrowej może stać się ważnym elementem drogi do podjęcia kluczowych decyzji w sprawie budowy elektrowni jądrowych w Polsce. Jego realizacja przyniesie korzyści zarówno dla przemysłu chemicznego, jak i na polu trwałej redukcji emisji CO2 z elektrowni węglowych. Jednym z proponowanych działań jest rozpoczęcie starań zmierzających do utworzenia w Polsce ośrodka kompetencyjnego dla wysokotemperaturowych technologii (powyżej 600°C). Umieszczenie wizji budowy takiego ośrodka w europejskiej strategii energetycznej może okazać się jednym z pierwszych istotnych kroków na drodze do wykorzystania w Europie reaktorów wysokotemperaturowych typu HTR w przemyśle, do budowy w Polsce prototypowej europejskiej instalacji około 2020 roku.

EN

The goal of the nuclear-coal synergy project is the development and demonstration of the technologies that can efficiently use the nuclear process heat for clean coal technologies (CCT), coal to liquid fuels conversion (CTL) and chemical synthesis. Coordination on the European level of the efforts to implement high temperature nuclear reactor (HTR) technologies is performed by European High Temperature Reactor Technology Network (HTR-TN). Nuclear coal synergy project can also play an important role in the process to implement nuclear power plants in Poland.