Nuclear Power Program of Turkey Turkish Electricity Autority (TEK) was the state own company responsible for construction and operation of the Nuclear Power Plants (NPP) in Turkey during 1970 s. A site for an NPP construction was selected by this company at Akkuyu in the Mediterranean Sea Coast of Turkey in 1974. The detailed studies of this site were carried out in accordance with International Atomic Energy Agency’s ( IAEA ) and U.S.Nuclear Regulatoy Commission’s recommendations and standarts. Finally, Akkuyu Site was approved to be suitable for the construction of an NPP and a site license was issued by Turkish Atomic Energy Autority (TAEK) in 1976. Following this, TEK called an International bid for the construction of an NPP at Akkuyu Site in 1978. The Westinghouse from USA, Framatom from France and KWU from Germany submited bids for a Pressurised Water Reactor ( PWR ) and General Electiric fom USA and Asea Atom from Sweden submited bids for a Boiling Water Reactor BWR. III. ve III+ Nesil Nükleer Reaktörler Nuclear Power Program of Turkey Önder Öner Önder Öner

III. ve III+ NESiL NÜKLEER REAKTÖRLER III. ve III+ NESİL NÜKLEER REAKTÖRLERİN GETİRDİĞİ YENİLİKLER : 1. Santral maliyetini düşürmek, - İnşaat süresini azaltmak ve - Lisanslamayı hızlandırmak için, - Standard ve modüler tasarım yapılmıştır, 2. İşletmesi kolay ve işletme problemlerine karşı daha az hassas santral tasarımı yapılmıştır

3. Yüksek oranda çalışabilirlik ve daha uzun işletme ömürleri vardır, 4. Reaktör kalbinin erime olasılığı çok azaltılmıştır, 5. Pasif güvenlik sistemleri kullanılarak olası bir reaktör kazasına müdahale olasılığı artırılmıştır, 6. Çevreye olacak olumsuz etkiler en aza indirilmiştir, 7. Yakıtı yüksek ‘yanma düzeyi’nde (‘burn-up’) kullanarak yakıt sarfiyatı ve radyoaktif atık miktarı azaltılmıştır ve

8. Yanabilen nötron yutucuları kullanarak yakıt ömrü artırılmış ve dolayısı ile yakıt değiştirme periyodu uzatılmıştır.

III+ Nesil Basınçlı Su Reaktörleri Evrimsel Güç Reaktörü EPR A) Evrimsel Güç Reaktörü (EPR) : AREVA NP Firması tarafından tasarımlanan ve pazarlanan dört devreli PWR tipi bir nükleer santraldır. AREVA NP daha önce Framatom ve NPI (Nuclear Power International) isimlerini kullanmış bir Fransız firmasıdır. EPR santralının özellikleri aşağıda verilmiştir : 1. EPR, III+ Nesil bir reaktör tasarımıdır.

2. Çıkış elektirik gücü 1600 MWe’tir. 3. EPR Fransız ve Alman Güvenlik Kurumlarının standardlarına göre tasarlanmıştır. 4. Yakıtın yanması (‘burn-up’) 65 GWd/t’a kadar çıkabilmektedir. 5. Termal verim %36’dır. 6. Santral 60 yıl hizmet verecek şekilde tasarlanmıştır. 7. EPR tipi santralın basit bir ‘yerleşim planı’ (‘layout’) Şekil 1’de görülmektedir.

8. Şekil 1’de görüleceği üzere reaktör koruma kabı: (1) Reaktör basınç kabını, (2) Buhar jenaratörlerini, (3) Basınçlayıcıyı ve (4) Reaktör soğutma suyu pompalarını içerir. 9. Koruma kabı: (5) İçi metal kaplamalı ve ön gerilimli betondan iç duvar ile (6) Dış beton duvardan oluşmuştur. (7) Reaktör kalbi tutulma alanıdır ve kalbi eritecek bir kaza olduğu zaman kalp bu alanda tutulup soğutulur.

Şekil 1. EPR Santral Yerleşim Planı

(8) Koruma kabının dış duvarı iç duvarı kapsamasının yanı sıra kullanılmış yakıt binasını ve dört ‘güvenlik’ (‘safeguard’) binasından ikisini de kapsar. (9) Dizel jenaratörleri fiziksel olarak tamamen ayrılmış iki binada bulunmakta olup, elektrik kesintisi halinde reaktör güvenlik sistemlerini beslerler. (10) Türbin binası düşük ve yüksek basınçlı türbinleri ve jenaratörü içerir.

- Yüksek güvenlik seviyesine sahiptir, 10. EPR, dört devreli PWR tipi diğer nükleer santrallara nazaran aşağıda belirtilen ekonomik ve teknik üstünlüklere sahiptir: - Yüksek güvenlik seviyesine sahiptir, - Uzun ömürlü radyoaktif atık miktarı daha azdır, - İşletme ve bakım personelinin alacağı radyasyon dozları daha azdır, - Çevreye salınan radyoaktif madde miktarı diğerlerine nazaran % 30 daha azdır, -Yakıtın daha iyi kullanılması, - Santralın emre amadeliğinin daha yüksek ve - Santrala bakım gereğinin daha az olması sebebiyle, - Elektrik enerjisi üretim maliyeti daha düşüktür, a

- Diğer PWR tipi nükleer santrallarla aynı miktar elektrik enerjisini üretmek için EPR %17 daha az uranyum kullandığından, -Yakıt maliyeti daha düşük ve üretilecek radyoaktif atıkların miktarı daha azdır, - Normal yakıt değiştirme süresi kısaltıldığından, -Santralın kapasite kullanım faktörü %90’ın üzerine çıkabilmektedir. 11.Daha iyi tasarımlanmış yakıt çubukları ve yüksek türbin verimi sayesinde %17 daha az uranyum kullanılması, -Yakıt değiştirme zamanının 2-3 kat kısaltılması ile birlikte, -Yıllık enerji üretiminin diğer reaktörlere nazaran %36 daha fazla olmasını sağlamıştır.

12. Standart EPR tasarımı koruma kabının üzerine askeri uçak düşmesinden etkilenmeyecek şekilde yapılmıştır. 13. Finlandiya’da inşa edilmekte olan Olkiluato 3 nükleer santralı ise, koruma kabı ticari uçak düşmesine karşı dayanıklı olacak şekilde tasarımlanmıştır. 14. Olkiluato 3 tasarımı diğer nükleer santral müşterileri için de geçerlidir. 15. Reaktör güvenlik sistemleri aynı fonksiyonu yapan, birbirinden tamamen bağımsız dört grup halinde toplanmış olup, bu dört grup, dört ayrı binaya yerleştirilmiştir.

- ‘Güvenlik’ (‘safeguard’) binaları olarak adlandırılan bu binaların kesitleri Şekil 2’de görülmektedir. -Şekilde güvenlik binalarının yerleşimi (1) ile gösterilmiştir ve - (2) ile gösterilen reaktör binası ile birbirlerinden ayrılmışlardır. -Yanyana olan iki güvenlik binası dış koruma duvarı tarafından kapsanmıştır. -Bu yaklaşım, herbir güvenlik sistem grubunun aynı anda ve aynı sebeple devre dışı kalmasını önleme amaçlıdır.

Şekil 2. Reaktör Güvenlik Grupları

16. Finlandiya’da inşa edilmekte olan EPR tipi Olkiluato 3 nükleer santralı: -Olkiluato 3 dünyada inşa edilmekte olan ilk III+ Nesil nükleer santraldır. -Olkiluato santral yerinde halen, herbiri 860 MWe gücünde iki BWR tipi santral 1977 senesinden beri işletilmektedir. Bu iki santral İsveç’in Asea Atom Firması tarafından inşa edilmiştir. Asea Atom halen Westinghouse Grubu ile birleşmiştir.

-Ayrıca, Finlandiya’da Loviisa sahasında iki tane 488 MWe gücünde Rus VVER tasarımı nükleer santral işletilmektedir. Bu santralların reaktörleri Westinghouse koruma kapları ile kapatılmıştır. Olkiluato 3 Santralı AREVA NP ve Siemens PG Firmaları Konsorsiyumu tarafından anahtar teslimi olarak inşa edilmektedir. Olkiluato Santral Yeri Olkiluato 3’ün bitmiş halindeki temsili resmi ile Şekil 3’te görülmektedir.

Şekil 3. Olkiluato NPP Santral alanı

-Olkiluato 3 santralının sahibi TVO elektrik üretim firması olup, santralın lisanslanmasından sorumludur. - AREVA NP ‘nükleer ada’yı, kontrol ve enstrumantasyonu, BOP’yi, EPR simulatörünü ve ilk kalp yakıtını temin edecek ve ‘nükleer ada’ inşaatını yapacaktır. - Siemens PG ise türbin jenaratör takımını, turbo-jeneratör koruma ve kontrol sistemlerini temin edecek ve turbo-jeneratör binasının inşaatını yapacaktır. - Hafriyat ve bina inşaat işlerinin %42’si Fin firmaları tarafından yapılmaktadır.

- Santral yerinde, normalde 600 kişi çalışmakta olup, yoğun çalışma dönemlerinde bu sayı 3000’i bulmaktadır. 17. Olkiluato 3 projesindeki önemli adımlar aşağıya listelenmiştir: - Ocak 2004: Sözleşmenin yapılması, - Ocak 2005: Fin Nükleer Güvenlik Kurumu STUK’un ön lisans vermesi, - Ocak 2005: AREVA NP’ nin reaktör basınç kabının inşaatına başlaması, - Şubat 2005: Konsorsiumun inşaat sahasını TVO’dan teslim alması, - Şubat 2005: Fin hükümetinin TVO’ya inşaat lisansını vermesi, - Şubat 2005: Reaktör binasının inşaatına başlanması,

- Mayıs 2005: Türbin binasının inşaatına başlanması. - Mayıs 2006: İç koruma kabı metal kaplamasının yerleştirilmesi. - Eylül 2004 – Kasım 2006: Birincil devre bileşenlerinin Fransa’da imalatı. - Mart 2007: İç koruma kabı betonunun dökülmesi. 18. 2009 yılında tamamlanması planlanan inşaatta, AREVA NP kaynaklarına göre 8-9 aylık bir gecikme vardır. 19. TVO firmasının ilk hesaplarına göre Olkiluato 3 projesi 3 milyar Euro’ya malolacaktır.

20. EPR için USNRC’den ‘Tasarım Onay Belgesi’ (‘Design Certification’, DC) almak üzere Aralık 2007 de müracaat edilmiştir. 21. Finlandiya Teknoloji Üniversitesi tarafından yapılan bir araştırma Finlandiya’nın 30 yıl sonra tekrar nükleere dönme sebeplerinden biri olmuştur. Bu araştırmanın sonucu Şekil 4’deki grafikte görülmektedir. 22. Halen Finlandiya’da elektrik enerjisinin %24’ü nükleerden elde edilmektedir. Finlandiya Kyoto protokolunu imzalamış olup, fosil yakıtlı santralların sera gazı tutma sistemlerini kullanmaları mecburidir. Şekil 4’teki grafikte bunun etkisi görülmektedir.

Şekil 4. Nükleer Santralın Fosil Yakıtlılarla Mukayesesi Finlandiya Teknoloji Üniversitesi tarafından hazırlanmıştır. Şekil 4. Nükleer Santralın Fosil Yakıtlılarla Mukayesesi

23. Fransız EDF elektrik şirketi Ocak 2007’de AREVA NP’ye Flamanville’de inşa edilmek üzere EPR tipi bir nükleer santral ısmarlamıştır. 24. Çin, AREVA NP’ye 2013-2014 yıllarında ticari işletmeye geçecek şekilde Guangdong Eyaleti’nin Taishan mevkiinde inşa edilmek üzere iki EPR ısmarlamıştır. 25. AREVA NP Güney Afrika’da açılan ihaleye iki ünite EPR teklifi vermiştir.

Gelişkin Basınçlı Su Reaktörü APWR B) Gelişkin Basınçlı Su Reaktörü (APWR): Mitsubishi Firması tarafından geliştirilen ve pazarlanan APWR’lar, çıkış elektrik güçleri 1350 MWe’den 1700 MWe’e kadar olacak şekilde tasarlanmaktadır. 1. APWR için USNRC’den DC almak üzere Aralık 2007 de müracaat edilmiştir. 2. APWR, dört devreli PWR olup diğer dört devreli PWR’lardan üstünlükleri şunlardır:

- Termal verim, hafif sulu reaktörler (LWR) için en yüksek değer olan %39’a çıkarılmıştır, - MW başına üretilen kullanılmış yakıt miktarı, diğer dört devreli PWR’lara nazaran %28 daha azdır, - Santral bina alanları diğer PWR’lara nazaran %20 daha azaltılmıştır, - Gücü 1700 MWe’e yükseltilerek daha ekonomik elektrik enerjisi üretimi amaçlanmıştır, - Pasif güvenlik sistemleri geniş bir şekilde kullanılmıştır,

-Yakıt 55 GWd/t’den daha yüksek ‘yanma’ (‘burn-up’) değerlerine eriştirilebilmiştir. -Reaktör güvenlik sistemleri EPR’de olduğu gibi aynı fonksiyonu yapan dört gruba ayrılmıştır. Diğer dört devreli PWR’lara nazaran %90 daha az ‘işletmeyi durdurma’ gereği vardır. -İşletme ve Bakım personelinin aldığı radyasyon dozları azaltılmıştır. -Bu reaktörde MOX (Pulutonyum Oksit + Uranium Oksit) yakıt kullanılabilir, Şekil 5’te bir APWR santralının yerleşim planı görülmektedir.

Şekil 5. APWR Santral Layout

NPP AKKUYU SANTRAL ALANI TURKEY