Analiza charakterystyk i efektywności pracy bloku kogeneracyjnego z reaktorem SMR typu AP300
Analysis of performance characteristics and efficiency of cogeneration unit with AP300 SMR reactor
Natalia Kasińska, Bartosz Ceran
Streszczenie
W artykule przedstawiono model układu technologicznego oraz analizę energetyczną elektrociepłowni jądrowej
z małym reaktorem modułowym SMR typu AP300. Badania stanowią bezpośrednią kontynuację wcześniejszych prac Auto
rów, rozwijając je o kluczowy aspekt dekarbonizacji ciepłownictwa systemowego. Zaproponowane rozwiązanie stanowi od
powiedź na kryzys klimatyczno-ekonomiczny polskiego sektora ciepłowniczego, który mierzy się ze znacznym wzrostem cen
uprawnień do emisji dwutlenku węgla w systemie EU ETS oraz wymogami pakietu Fit for 55. Na podstawie symulacji i ob
liczeń wyznaczono charakterystyki operacyjne bloku jądrowego w pełnym zakresie obciążenia cieplnego miejskiej sieci cie
płowniczej od 0 do 500 MWt. Wykazano, że praca w skojarzeniu pozwala na osiągnięcie całkowitej sprawności elektrocie
płowni na poziomie 72,7%. Towarzyszy temu spadek jednostkowego zużycia energii paliwa jądrowego o ponad 53%, co do
wodzi wysokiej efektywności skojarzonej gospodarki energetycznej. Dzięki analizie wykazano również, że graniczny punkt
generowanej mocy cieplnej (500 MWt) stanowi limit konstrukcyjny zamodelowanej turbiny, wynikający z konieczności utrzy
mania minimum 15% znamionowego przepływu pary świeżej do skraplacza w celu chłodzenia ostatnich łopatek wirnika tur
biny. Przedstawiono dane pokazujące, że technologia SMR charakteryzuje się pełną elastycznością operacyjną i może stano
wić stabilną, bezemisyjną alternatywę dla obecnie eksploatowanych elektrociepłowni węglowych w Polsce.
z małym reaktorem modułowym SMR typu AP300. Badania stanowią bezpośrednią kontynuację wcześniejszych prac Auto
rów, rozwijając je o kluczowy aspekt dekarbonizacji ciepłownictwa systemowego. Zaproponowane rozwiązanie stanowi od
powiedź na kryzys klimatyczno-ekonomiczny polskiego sektora ciepłowniczego, który mierzy się ze znacznym wzrostem cen
uprawnień do emisji dwutlenku węgla w systemie EU ETS oraz wymogami pakietu Fit for 55. Na podstawie symulacji i ob
liczeń wyznaczono charakterystyki operacyjne bloku jądrowego w pełnym zakresie obciążenia cieplnego miejskiej sieci cie
płowniczej od 0 do 500 MWt. Wykazano, że praca w skojarzeniu pozwala na osiągnięcie całkowitej sprawności elektrocie
płowni na poziomie 72,7%. Towarzyszy temu spadek jednostkowego zużycia energii paliwa jądrowego o ponad 53%, co do
wodzi wysokiej efektywności skojarzonej gospodarki energetycznej. Dzięki analizie wykazano również, że graniczny punkt
generowanej mocy cieplnej (500 MWt) stanowi limit konstrukcyjny zamodelowanej turbiny, wynikający z konieczności utrzy
mania minimum 15% znamionowego przepływu pary świeżej do skraplacza w celu chłodzenia ostatnich łopatek wirnika tur
biny. Przedstawiono dane pokazujące, że technologia SMR charakteryzuje się pełną elastycznością operacyjną i może stano
wić stabilną, bezemisyjną alternatywę dla obecnie eksploatowanych elektrociepłowni węglowych w Polsce.