Development of Storage Facility Model for Spent Fuels of VVER-1200 Nuclear Reactor and Cost Analysis

Year 2020, Volume: 20 Issue: 2, 362 - 373, 20.05.2020

Banu Bulut Acar

https://doi.org/10.35414/akufemubid.605394

Abstract

There are two methods to be applied in the management of spent fuels of nuclear power plants. Spent fuel can be reprocessed or disposed of in geological formations. However, since the geological disposal has not been realized yet, spent fuels are stored for a long time. In this study, a storage facility model has been developed for spent fuels of a nuclear power plant containing four VVER-1200 units and life cycle cost analysis of the facility has been performed for two storage scenarios. In the first part of the study, the amount of spent fuel to be discharged from the plant during its operational life is determined. Then, a storage facility model is developed for the storage of estimated spent fuel inventory and basic characteristics of the facility such as storage cask type, material, storage area is determined. Finally, life cycle cost analysis of the facility is performed for two storage scenarios by using “net present value” and “levelised unit cost” methods.

Keywords

VVER-1200, Spent fuel, Dry storage, Net present value, Levelised unit cost

VVER-1200 Tipi Nükleer Reaktörün Kullanılmış Yakıtları İçin Depolama Tesisi Modeli Geliştirilmesi ve Maliyet Analizi

Abstract

Nükleer güç santrallerinin kullanılmış yakıtlarının yönetiminde izlenebilecek iki yöntem mevcuttur. Kullanılmış yakıt yeniden işlenebilir veya jeolojik yapılarda bertaraf edilebilir. Ancak, günümüzde jeolojik bertaraf henüz gerçekleştirilemediği için kullanılmış yakıtlar uzun süreli depolanmaktadır. Bu çalışmada, dört adet VVER-1200 tipi reaktör ünitesi içeren bir nükleer güç santralinin işletilmesi sırasında oluşacak kullanılmış yakıtlar için depolama tesisi modeli geliştirilmiş ve iki farklı depolama senaryosunun uygulanması durumunda tesisin yaşam döngüsü maliyeti analiz edilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, işletme ömrü boyunca santralden çıkarılacak kullanılmış yakıt miktarı belirlenmiştir. Daha sonra, hesaplanan kullanılmış yakıt envanterinin depolanması için bir depolama tesisi modeli geliştirilmiş ve depolama varilinin tipi, malzemesi, depolama alanı büyüklüğü gibi tesisin temel özellikleri belirlenmiştir. Son olarak, iki farklı depolama senaryosunun uygulanması durumunda “net şimdiki değer” ve “seviyelendirilmiş birim maliyet” yöntemleri kullanılarak tesis için yaşam döngüsü maliyet analizi yapılmıştır.

Keywords

VVER-1200, Kullanılmış yakıt, kuru depolama, net şimdiki değer, Seviyelendirilmiş birim maliyet

References

• Referans 1: Al Saadi S. and Yi Y., 2015.Dry storage of spent nuclear fuel in UAE – Economic aspect, Annalsof Nuclear Energy, 75, 527–535
• Referans 2: Cho C., Kim T., Seong K., Kim H. and Yoon J.,2011.Cost comparisons of wet and dry interim storage facilities for PWR spent nuclear fuel in Korea, Annals of Nuclear Energy, 38, 976–981
• Referans 3: EPRI (Electric Power Research Institute), 2009. Cost Estimate for an Away-From-Reactor Generic Interim Storage Facility (GISF) for Spent Nuclear Fuel, California, USA
• Referans 4: EPRI (Electric Power Research Institute), 2010. IndustrySpentFuel StorageHandbook,California, USA
• Referans 5: IAEA (International Atomic Energy Agency), 2009.Costing of Spent Nuclear Fuel Storage, Nuclear Energy Series Technical Reports, Vienna, Austria
• Referans 6: IAEA (International Atomic Energy Agency), 2011. Status report 108 - VVER-1200 (V-491) (VVER-1200 (V-491)), Vienna, Austria
• Referans 7: Makarchuk T., 2015. Experience of Cask Technology for SNF Management, IAEA International Conference on the Management of SpentFuel in Nuclear Power Reactors, Vienna-Austria
• Referans 8: NaganoK.,2003.Systemanalysis of spentfuelmanagement in Japan (II) – methodologiesforeconomicanalysis of spentfuelstorage,Journal of Nuclear Science and Technology, 40 (4), 182–191
• Referans 9: OECD-NEA (Organization for Economic Co-operation and Development, Nuclear Energy Agency), 1994.TheEconomics of theNuclearFuel Cycle, Paris, France
• Referans 10: Rahayu D., Purwanto Y. and Salimin Z., 2018.Design of dry cask storage for Serpongmultipurpose reactor spent nuclear fuel, Urania,24(1), 61-72
• Referans 11: USNRC, 2001.Final EnvironmentalImpact Statement forthe Construction andOperation of an IndependentSpentFuel Storage Installation on theReservation of theSkullValleyBand of GoshuteIndiansandtheRelatedTransportationFacility in TooeleCounty (NUREG-1714)
• Referans 12: USNRC, Typical Dry Cask Storage System. https://www.nrc.gov/waste/spent-fuel-storage/diagram-typical-dry-cask-system.html. Yayıntarihi: Ağustos 9, 2017, Erişimtarihi: Haziran 7, 2018
• Referans 13: http://io.ua/13415586, ТВЕЛыизготовл. изциркония: Erişimtarihi: 10 Ekim, 2015
• Referan 14: RosatomNewsletter, New TUK CaskLicensedto Transport NuclearWaste, http://rosatomnewsletter.com/2017/07/28/new-tuk-flask-licensed-to-transport-nuclear-waste. Yayıntarihi: Haziran 3, 2017, Erişimtarihi: Mayıs 5, 2019
• Referans 15: USNRC, SpentFuel Storage in PoolsandDryCasks. https://www.nrc.gov/waste/spent-fuel-storage/faqs.html. Yayıntarihi:Ağustos 9, 2017, Erişimtarihi:Mayıs 5, 2019