Paksot, ezt az aranyos kis duna-parti települést, Vácról akár a Dunán lecsurogva is megközelíthetnénk. Mivel visszafelé "kissé" nehezebb lenne, a csoportunk úgy döntött, hogy kényelmi szempontból a szervezett buszos látogatást választjuk.

A célunk nem a híres paksi halászlé kémiai vizsgálata lesz, hanem a fizika tantárgy keretein belül szakmai látogatást tenni a Paksi Atomerőműben. Azoknak, akik nem tudnák, a következő útvonalon lehet megközelíteni Paksot, becsatolom a google maps térképét:

.

forrás: https://www.google.es/maps [2017. március 24]

Mivel egy ilyen szakmai kirándulásra fel kell szakmailag is készülni, nem elég a rántotthúsos szendvics és kóla, a következő anyaggal szeretnénk segíteni saját csoportunk tagjainak csakúgy, mint másoknak, akik tervezik, hogy ellátogatnak családostul vagy baráti társasággal, esetleg osztálykirándulásként az Atomerőműbe. Rengeteg anyagot lehet találni az erőmű honlapján is, abból is szemezgettünk néhány fénykép, adat, stb erejéig. A forrásokat természetesen jelöljük a bejegyzésen belül vagy a végén.

A lehetőség mindenkinek adott, aki elmúlt 16 éves, és érdeklődik a témakörről.

A Látogató Központ és az Atomenergetikai Múzeum előzetes bejelentkezés nélkül is látogatható, fényképes személyi okmány bemutatásával. Ha egy kicsit mélyebben szeretnénk behatolni, és többet is megtudni, látni, na azt meg kell szervezni. Határozzuk el magunkat, szervezzük meg a csapatot (nem lehet több, mint 40 fő), de szerintem a 20 fős csapat az ideálisan kezelhető mennyiség.

Az energiatermelés, energia átalakítás, energiaszállítás és energiafelhasználás nélkülözhetetlen eleme életünknek. Lásd a sok kütyüdet, amit este, éjjel, reggel, napközben, szóval röpke 24 órán keresztül használsz, bújsz, és dugdosod a konnektorba. Már az általános, majd pedig a középiskolában is, minél előbb foglalkoznunk kell a természettudományos tantárgyak keretén belül az energia, energiatermelés, átalakítás és felhasználás formáival. Sajnos, jelenleg az energiatermelés, felhasználás környezetünk szennyezésének is jelentős forrása (fűtés, gyárak = légszennyezés, hűtővizek= vízi élőhelyek szennyezése, energiahordozók kitermelése= bányászat geológiai katasztrófák, élőhelyek elpusztítása, energiahordozók szállítása= tanker katasztrófák, olaj a tengerben = állatok pusztulása, stb stb). Az energiagazdálkodás újragondolása, és hatékonyabb szervezése, tervezése egyrészt környezetvédelmi feladat, másrészt gazdasági érdek. Mindennapjaink legégetőbb gondjainak többsége visszavezethető az energiagazdálkodás elégtelenségére. A hatékony és környezetkímélő energiagazdálkodás a jövő természettudományos és műszaki értelmiségének a kezében van, akiket szép számban bocsát útjára intézményünk, vagyis például a TI kezetekben! Napjaink egyik legfontosabb feladata, hogy felhívjuk a társadalom minden csoportjának figyelmét az energia-megtakarítás és a környezet védelmének fontosságára. Hol tehetnénk ezt effektívebben, célratörőbben, mint mindennapjaink oktatási helyszínein, az iskolákban. A tudatformálás mellett a motiváció és az érdekeltség megteremtése a legfontosabb célkitűzéseink, melyeket viszont csak és kizárólagosan tantermi, elméleti oktatással nem lehet elérni, kézzel foghatóvá kell tennünk a diákok szélesebb rétegei számára az energiagazdálkodás résztvevőit, alkotó elemeit. Az alapvető műszaki-, természet-, környezet- és közgazdaság-tudományi ismeretek elsajátítása mindenki számára fontos, nélkülözhetetlen kompetenciává kell, hogy váljon a XXI. században. A hazai energiaszektor legnagyobb energia-átalakítójánál tett szakmai látogatás a 11. és 12. évfolyamos fizika tananyagba szervesen illeszkedő, a későbbiekben feldolgozható szakmai anyagot is biztosító terepgyakorlatot testesít meg. Az Auchan pályázatán általunk elnyert pénzösszeg racionális felhasználásával ebben az évben 40 fős csoportunk látogathat el Paksra.

A mi 40 fős csapatunk ketté válva, egymás után fog behatolni az üzemi területre! Az előző évek tapasztalatai alapján a következőeket kértük (IGEN, lehet kérni, a kívánságokat, amennyiben az lehetséges, a Látogatóközpont munkatársai a legnagyobb mértékben figyelembe veszik!): a látogatás első állomása a A Karbantartó Gyakorló Központ (KGYK). Ez a legszuperebb hely az egész üzemben! Itt az atomerőműves szakemberek, szerelők gyakorolják be a az atomerőművi nagyberendezéseken végrehajtandó munkálatok mozdulatait, a protokoll szerint. Mert ugye azt senki nem gondolta, hogy egy atomerőműben a szaki csak úgy besétál egy ragtapasszal és a megfelelő méretű csavarkulccsal, és meghúzza a csavarokat :-) - Hajrá McGyver!

Ahogy azt az erőmű honlapján, és egyéb más helyeken is olvashatjuk, Pakson négy darab VVER tipusú reaktor van beállítva, párban. A VVER betűszó az orosz Víz-Vizes Energetikai Reaktor szó szerinti fordításából jön. Ez azt jelenti, hogy vízzel moderált és vízzel hűtött energiatermelő atomreaktorról beszélünk, aminek Paks esetében még a VVER mellett számjele is van, vagyis pontosan: VVER-440/216. Azaz 440 MWe elektromos kimeneti teljesítményt leadó reaktorok. Ez ma már nem igaz, mert a folyamatos fejlesztéseknek köszönhetően ennél többet tud megtermelni a rendszer, körülbelül 500 MWe-t, ugyanakkor ez az eredeti típusnév. Az elektromos kimeneti teljesítmény nagyban eltér a maghasadásból származó, felszabaduló hőteljesítménytől, ez az energiaátalakító rendszereink hatásfokának "köszönhető". (Az eredeti reaktorban felszabaduló hőmennyiség, kb 1200 MWt (=a kis t=termikus, vagyis hőenergiát jelez.)), jelenleg kb. 1500 MWt. 

Tehát ezek a típusú reaktorok egyfelől víz-víz típusúak, ami azt jelenti, hogy mind a moderátor, mind pedig a hűtőközeg sima víz. Másfelől nyomottvizesek (angol betűszó szerint: PWR - Pressurized Water Reactor), ami pedig azt jelenti, hogy az első körben (=primer vagy radioaktív körben), a reaktorban a víz nagy nyomáson található. Mekkorán? Ugye emlékszünk, hogy a légköri nyomás 101,325 kPa. Ezen a nyomáson a víz 100 Celsius-fokon forr. Pakson, 12,7 MPa (!!) nyomást biztosítanak a reaktorban, ahhoz, hogy a belépő 280 fokos és kilépő 300 fokos víz NE forrjon. Jó kis kukta, mi? Lássuk a medvét képen is!

1. ábra az egyik paksi reaktortartály beemelése a reaktoraknába - figyeld meg a 6 belépő és 6 kilépő csonkot a reaktortartály felső részén! (nem mind látszik)

A reaktortartály, ahogy azt a fotón láthatjuk,  függőleges elrendezésű, hengeres testű és elliptikus plattírozott fenekű óriási fémtartály. Azt, hogy nem egy kismanusról van szó, a tömege is jelzi, de a fényképen látható figurák sem Legó emberkék, hanem élő emberek! Ha mérlegre állna a kedves, 214 tonnát nyomna, ami ahogy azt tudjuk 214 000 kg! A tartályt nagy szilárdságú ötvözött szénacélból készítették a Skoda gyárban. Belső felülete korróziálló plattirozással bír. Ugye megnéztétek az előbbi linken, hogy mi az a plattírozás! Hogy miért kell korrózióállónak lenni, remélem nem kell különösebben magyarázni. Ahogy a képaláírásban is felhívtam a figyelmeteket, a tartály felső részén a csonkzónában 6-6 hidegági és melegági csonk került kiépítésre. Ezek szolgálnak a hőhordozó (=víz) ki- és belépésére. Az átmérőjük se piskóta, 500 mm! Ezek mellett, amikor a KGYK-ban lesztek, láthatjátok a ZÜHR szivattyúkról való hűtővíz bevezetésére szolgáló 4 db 250 mm átmérőjű csonkot is. A ZÜHR = zóna üzemzavari hűtőrendszer, vagyis egy biztonsági rendszer, ami zónabalesetnél a reaktorban található aktív zóna folyamatos hűtését hivatott elvégezni. Plusz egy kisebb csonkot is megfigyelhettek majd, ami a mérőműszerek kivezetésére szolgál. Mindenhol nagyon fontos a mérés, hiszen mért adatok nélkül nincs mire alapozni a döntéseinket. 

Az 1. ábrán látható reaktortartály nem az egész szerkezet, ugyanis a reaktortartály felső részére még rákerül az SZBV - vagyis a szabályozó és biztonságvédelmi rudak. A mellékelt 2. ábrán láthatjuk a teljes összerakott reaktort, ami különböző modulokból áll.

2. ábra a reaktor és az alapadatai

3. ábra a működő reaktor reaktorfedele, ezt láthatjuk a látogatói folyosóról

A KGYK-ban egy valódi reaktor (még nem használt! egy meg nem épült erőműből vásárolta Paks), gőzfejlesztő és más nagyberendezések találhatók, amelyekbe be is lehet menni. Vagyis egy gőzfejlesztő belsejébe lehet leereszkedni, és megszemlélni a csöveket. Itt a szétszedett, valós méretű üzemanyag (fűtőanyag) kazettákat is meg lehet fogni, nézni.

4. ábra az üzemanyag (fűtőanyag) kosár a reaktor aljában. ide csatlakoznak be a fűtőrudak.

5. ábra Nukleáris üzemanyag, ezeket töltik bele az üzemanyag kazettákba - anyaga urán-dioxid - figyeljétek meg az átmenő furatot (=lyukat) - magyarázat a szövegben!

a kép forrása:http://www.tvel.ru/wps/wcm/connect/tvel/tvelsite.eng/presscenter/production/ [2017.március 25]

A KGYK-ban eltöltött idő után egy idegenvezetővel (=alien driver? :-))) - hahaha Hadházi Lászlótól hallottam ezt a szóviccet - angolosok előnyben) az atomerőmű üzemi területére vezetnek minket, és itt üvegfolyosóról nézhetjük meg a reaktorfedeleket, lásd 3. ábra, (amit a KGYK-ban meg is tapizhattunk) és a vezénylőtermet, ahol a sok kopaszodó nagyagy ül a kezelőfelület előtt, és azután átmehetünk a turbinaterembe.

6. ábra a vezénylőterem - a számítógép monitoron a reaktortérkép látható

Az 6. ábrán, a vezénylőteremben a számítógép monitorán az adott reaktor zónatérképét láthatjuk. Ezen a zónatérképen a reaktorzóna különböző paramétereinek az eloszlását láthatják az operátorok. Színnel vagy számszerűen is ábrázolhatják az értékeket. A különböző színű pöttyök mellett két szürkés ablak látható, ezekben az ablakokban látható például egy adott kazetta lineáris teljesítményének axiális eloszlása. Alatta pedig egyéb olyan reaktorértékeket láthatnak az operátorok, amik a döntéshozatalban fontosak a számukra.

Évekkel ezelőtt, az egyik kedvenc csoportommal utaztunk le Paksra, és egy nagyon érdekes utastársunk is volt, ugyanis az egyik diákunk édesapja az atomerőmű építésében vett részt fiatal gépészmérnökként! Neki is, nekünk is nagy élmény volt ez a látogatás, hiszen ő még az egyik Skoda gyártmányú reaktor beemelésében is részt vehetett! 

7. ábra a főberendezések sematikus rajza Paks forrás:atomeromu.hu [2017. március 25]

Kövessük az ujjunkkal vagy egy tollal a maghasadásból származó hőenergiával felmelegített víz útját a 7. ábrán:

Pakson, az üzemi hőmérséklet a reaktorba belépő víz esetén 280 Celsius-fok, míg a kilépő esetében 300 Celsius-fok. Azt hogy ezen a hőmérsékleten ne forrjon a víz, egy 12,7 MPa-os nyomással biztosítják. A kilépő víz ugyan nem teljesen tiszta, tehát tartalmaz valamennyi gőzt, de nem forr.  A víz első lépésként a TK-ba, vagyis a Térfogatkiegyenlítő tartályba jut el, majd a Főelzáró Tolózár érintésével lép be a Gőzfejlesztőbe. A Főelzáró Tolózár feladata a hurok kizárhatóságát biztosítani mind a hideg- mind a melegágon. Ugyanis egy reaktorhoz 6, azaz HAT hurok kapcsolódik. A biztonság miatt! Ez jóval több, mint ami kellene, az amerikai ilyen PWR típusú gyártmányokon 2-3 hurok található. Hiszen ez borzasztóan megdrágítja a kereskedelmi reaktorok előállítását. A Gőzfejlesztőben, ahogy azt a neve is sugallja, fejlődik a gőz. Mivel a Gőzfejlesztő az a berendezés, ami hermetikusan elválasztja a radioaktív primerkört a nem radioaktív szekunder körtől, mindkét körhöz egyformán tartozik, különösen fontos a szivárgásmentessége. A VVER-440-nél a Gőzfejlesztő vízszintes elhelyezkedésű. Ha jól emlékszem, a KGYK-ban lévő Gőzfejlesztőbe a hidegági kollektoron keresztül lehet bemászni nézelődni. Mindenki nagyon figyeljen, mert ennyi csövet egyszerre egy helyen nem sűrű lehet ám látni! 

8. ábra Gőzfejlesztő

A KGYK és a Látogatófolyosó után belépünk a Turbinaterembe:

9. ábra turbinaterem

Ha eddig nem nyűgözött le valakit az atomerőmű a méreteivel, nos itt aztán kapkodhatja a fejét.

Ide már nyugodtan üzemlátogathatnak a civil csoportok, ugyanis ez a szekunder-kör. Ez olyan, mint bármely hőerőmű turbinaterme. 

Ahogy azt a fenti, 7. ábrán és a 9. ábrán láthatjuk, hogy a turbina három részből áll, egy NNYH = Nagynyomású Ház -ból és két KNYH = Kisnyomású Házból áll. A fényképen és az életben is leellenőrizhetjük, miszerint a házak lineárisan vannak elhelyezve a térben, amit esetleg nem veszünk észre, a tengelyeik mereven vannak összekötve. Így végül az utolsó kisnyomású turbinaegység a generátorhoz csatlakozik (=generátorral alakítjuk át a mozgási energiánkat villamosenergiává).

Nézzünk bele mi is történik a turbinaházakban:

Az NNYH-ban a gőzfejlesztőből érkező többé-kevésbé száraz gőz munkát végez, így a hőmérséklete és nyomása folyamatosan csökken, a víztartalma pedig nő. (Miért? Azért mert a többé-kevésbé száraz gőzből a hőmérséklet és a nyomás csökkenésével kicsapódnak a vízcseppek). Sajnos a vizes gőz különböző okok miatt munkavégzésre nem alkalmas, betegállományba kellene küldenünk...DE hol az a mérnök, aki ennyi energiát, amit ez a vizes gőz hordoz magával, kárba hagyna veszni! Hajrá, válasszuk szét a vizet a gőztől! Vagyis kell egy szerkezet erre, ezt nagyon találóan cseppleválasztónak nevezték el, majd a megmaradt gőzt túlhevítik, és a KNYH-ba vezetik, ahol az ifjonti erővel, de már kisnyomáson, kiadja magából az utolsó energiáit is. Miért kell a vízcseppeket leválasztani? Nos az egyik legnagyobb ok, hogy ezek a vízcseppek károsak a turbinalapátokra például. Miután a gőz elvégezte a munkáját, és már nem alkalmas további munkavégzésre, a kondenzátorba kerül, ahol vízzé kondenzálódik, majd visszakerül a hűtőkörbe.

Összefoglaló a mai napról:

- hurrá megyünk Paksra! KGYK + Látogatófolyosó (primer kör + vezénylő) + Turbinaterem,

- a Paksi Atomerőmű 4 darab VVER 440/213 típusú nyomottvizes (PWR) reaktort tartalmaz,

- beépített teljesítménye ennek megfelelően 4*500 = 2000 MWe,

- a reaktorok hatásos teljesítménye 4*500 MWe, hőteljesítményük egyenként 1485 MWt, ezáltal a hatásfokuk 33,7% körüli,

- reaktorok üzemanyaga urán-dioxid (UO2)

- lekövettük ujjunkkal a víz, majd gőz, majd ví útját az energiatermelés rögös útján

Eddig a gépészeti oldalról néztük az erőművet. A következő bejegyzésben megnézzük a "kazán", vagyis ebben az esetben a reaktor működéséhez szükséges alapelveket, mielőtt még belépnénk az üzemi területre.

Viszlát holnapig! Búcsúzásul lássuk az atomerőmű vázlatos rajzát:

10. ábra VVER-440-es reaktorral szerelt atomerőmű vázlatos rajza 

Felhasznált irodalom:

http://www.atomeromu.hu [2017.március 25]

http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2010-0017_61_atomenergetikai_alapismeretek/ch04.html [2017.március 25]

T.H. Margulova: Atomerőművek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977

Üdvözlettel,

ScienceGuruk