Hoe wordt een kerncentrale ingeschakeld.

Op 1 november 2012 17:58:49 schreef Evarist:
-Hoe vangt het net plots een injectie van 1GW op?

Die vat ik even niet. Het feit dat je opeens 1GW meer aan vermogen KAN leveren betekent toch niet dat je opeens 1GW aan vermogen MOET leveren?

Toch wel KIF. Een kerncentrale kan niet geregeld worden. Ze werkt of ze werkt niet.

Een kerncentrale is toch eigenlijk een heel ouderwets ding, ze maakt gewoon stoom. En als je die stoom niet gebruikt doordat de generator niet draait ga je xtra koelen. Zoiets?
En vanaf de stoom gaat het synchroniseren precies hetzelfde als bij een kolen of aardgascentrale.

Op 1 november 2012 18:07:31 schreef Evarist:
Toch wel KIF. Een kerncentrale kan niet geregeld worden. Ze werkt of ze werkt niet.

Nou, dat is een beetje kort door de bocht. Je kan een kernreactor op laag vermogen laten lopen, je kan vollast gaan, en alles daar tussen. Maar als de brandstofstaven niet mooi gelijkmatig "opbranden" heb je een probleem met het restproduct als de boel vervangen moet worden. Daar is op internet, in diverse wiki page's wel info over te vinden.
Opstarten van zo'n ding betekent in geval er ook andere centrales staan, (bijv. olie, kolen of gas gestookte) dat je die een beetje naar beneden stelt, om je vermogen kwijt te kunnen.

Nucleair plants in Frankrijk draaien meestal niet allemaal vollast, ze hebben bijna geen fossiele brandstof gestookte plants die ze als regelvermogen zouden kunnen gebruiken.

vooral in belgie is dit de reden dat de straatlampen de ganse nacht branden , om de kerncentrales te belasten. toch als er een centrale van 1GW wordt aangezet is dat het hele vermogen wat de centrale levert. meestal zijn dat meerdere units die dus ingezet worden als het moet. en deze kunnen ook apart worden ingezet en dus maar 1/4e van het max vermogen leveren.

scroll op deze pagina naar het midden toe , daar is te zien wat het actuele geleverde vermogen per soort centrale is.. http://www.essent.nl/content/overessent/activiteiten/opwekking/vrij_in…

momenteel draait de amer 9 vrijwel alles voor essent dus.. claus a verbruikt zelfs een megawatt , goed rendement...

@Echte Pino. 1GW afkoelen?
En hoe gaat dat synchronisren dan?

Op 1 november 2012 18:27:27 schreef mvdk:
Opstarten van zo'n ding betekent in geval er ook andere centrales staan, (bijv. olie, kolen of gas gestookte) dat je die een beetje naar beneden stelt, om je vermogen kwijt te kunnen.

Er moet een paar seconden teveel of te weinig geproduceerd worden. Dit kan niet op 0.1sec.

Op 1 november 2012 18:27:27 schreef mvdk:
Nucleair plants in Frankrijk draaien meestal niet allemaal vollast, ze hebben bijna geen fossiele brandstof gestookte plants die ze als regelvermogen zouden kunnen gebruiken.

De Fransen hebben heel veel kleine en grote stuwmeren die ze kunnen vullen en weer leeglaten. Daarmee regelen zij hun stroom.
Edit/// Het is Essent en niet Tennet, sorry.

@Testman, interessant!! Offtopic maar ik begrijp het niet goed. België heeft een vermogen van 6 tot 14GW nodig (uiterste pieken), maar in NL moet dat ongeveer het dubbel zijn. Ik vind dat niet terug.

Ja testman, heel lievv, maar er staat nog wel wat meer in nl dan essent alleen. Ik betwijfel of dat verhaal van de belgische straatverlichting iets met nucleair power van doen heeft, ze hebben daar ook nog met andere brandstoffen gestookte centrales, waarmee ze kunnen regelen.

@Evarist: het is als het trekken van een kar door een heleboel mensen, je haakt aan, en gaat langzaam meehelpen. Het elektriciteitsnet heeft ook wel een beetje elasticiteit, het vermogen van 1 centrale kan ook plots wegvallen. In een ander topic heb ik al iets verteld hoe jaren terug bij Lage Weide bij Utrecht een branderstoring optrad. Toen ging het wel mis. De boel is uitgerekend dat zonder uitval van het overige net, zo'n hele unit op een slag afgeschakeld kan worden.

[Bericht gewijzigd door mvdk op donderdag 1 november 2012 18:53:37 (46%)]

De verlichting gaat hier tegenwoordig 's nachts uit zodus dat is het ook al niet. Wij hebben nog veelgas en kool centrales evenals de waterval(len) van CO :| hoe dat het voor de rest zit weet ik niet.

Er moet een paar seconden teveel of te weinig geproduceerd worden. Dit kan niet op 0.1sec.

Er word in eerste instantie stoom geproduceerd dat word dan gewoon ietjes heter in die 0.1. of 1Sec. In het stoom zit een kleine energie buffer.

En hoe gaat dat synchronisren dan?

Het hoofdnet loopt op 50,0Hz als je moet synchroneseren moeten de fasen precies gelijk lopen. Dat je moet dan sneller of langzamer dan 50hz door 49,9 of of lager of 50,1 of hoger te gaan kan je de eigen snelheid aanpassen totdat je weer helemaal gelijk loopt.

Ik hoor dat verhaal van die lampen vaak door Nederlanders zeggen. In België hoor ik het niet. Broodje-aap?
Alleszins is het niet meer nodig. Het minimumverbruik is België is meer (geworden) dan de productie van de kerncentrales.

de pieklast in nl is rond de 17.000 MW meen ik . het totaal opgesteld vermogen is 28.000 MW en loopt op naar 30.000 MW . het verbruik in 1 maand is wel aardig , een 109.000 GWH voor het hele land bijelkaar

overigens is dat lampen verhaal nog van de tijd dat je met de auto op vakantie naar de ardennen ging en dat vele licht viel op tov nederland .. tegenwoordig hoeft dit niet meer want er zijn landen die niet zat eigen energie centrales hebben en energie inkopen via het 380 KV koppelnet . belgie kan dus overige energie doorsluizen naar frankrijk , duitsland en verder nog.. de windenergie uit bijv DE gaat vaak wel voor , want deze moet ergens verbruikt worden anders gaat het fout blijkbaar..

In de netwerken van de nationale transportnetbeheerders, zoals in nl dus TeNNeT, zitten op strategisch gekozen plekken regeltrafo's met dezelfde spanning in als uit. Zij staan daar om de stroomhoeveelheden te "sturen". Je kan stroom "trekken" je kan het ook "duwen". In het geval een grote eenheid na onderhoud weer in bedrijf gaat, word er op het moment dat er vermogen van de machine gaat komen, (en dat gaat vrij langzaam, ook bij een nucleair plant) ruimte gemaakt op de transportroutes.
Je kan een e. netwerk ook vergelijken met een stelsel van waterlopen, waar wij er in het westen van nl zo veel van hebben, daar moet gepompt worden. Als er een grote pomp bijgeschakeld word, 2000 kuub/min, dan zie je dat niet aan het waterpeil. Dat gaat allemaal heel langzaam.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Gemaal_De_Zaayer ( Hele mooie gebouwen )

Een nucleair plant kan deellast draaien, het bijbehorende probleem ontstaat aan het eind van het leven van de brandstofstaven.

@testman: heb je ergens een linkje naar de getallen die je daar zo ophoest ? Ben een beetje nieuwsgierig of daar ook windenergie in is opgenomen.

is de ramp bij tsjernobyl niet veroorzaakt omdat bij een oefening de brandstofstaven ipv uit de reactor werden gedraaid erin werden gedraaid ? eruit draaien is minder vermogen en erin is meer vermogen wat ook de nodige extra koeling vereist . als dat meteen was gezien met het maken van die fout was het andersom draaien van die kraan voldoende geweest om die ramp nooit gebeurd te laten zijn.

de huidige opgewekte windenergie in westereems is 56Mw , of doel je op het aanwezige maximale windvermogen ? dat is toch niet helemaal bruikbaar omdat je van de wind afhankelijk bent voor het vermogen . tov de centrales die op elk moment dat vermogen kunnen leveren als het moet.

de oude windmolens in nl worden nog deels vervangen door types die meer vermogen kunnen leveren en er komt een heel zee windmolen park bij , ik heb van het drijvende zeeplatform met de trafo's al wat gezien gehad . dat kan ook in DE zijn , tennet is ook voor een deel in DE eigenaar van het koppelnet.

[Bericht gewijzigd door testman op donderdag 1 november 2012 19:28:11 (43%)]

Op 1 november 2012 18:40:02 schreef Evarist:
@Echte Pino. 1GW afkoelen?

Evarist, Bij een stoomturbine ben je al 50% van je energie kwijt in je condensor. Als je 1 GW elektrisch opwekt, betekend dat ook dat je 1 GW wegspoelt met je koelwater van je condensor. In werkelijkheid zal het rendement van een kerncentrale nog lager liggen en er dus mogelijk nog meer koelwater nodig zijn.

Persoonlijk geen ervaring met kerncentrales, maar kolencentrales worden met minimaal vermogen op het net gezet, waarna het vermogen wordt opgevoerd.

Theoretisch gezien zal op het net, als de afname gelijk blijft en het toegevoerde vermogen toeneemt, de net frequentie toenemen. Dit wordt het regelbinonium genoemd. In Nederland is het zo geregeld dat een aantal generatoren verplicht zijn een reserve te hebben. Middels een vermogen/frequentie regeling wordt de totale net frequentie op 50 Hz gehouden. Neemt de net frequentie toe, dan is er een overschot aan vermogen en zullen die generatoren teruggaan in vermogen. Hetzelfde geldt bij een afnemende net frequentie, dan is er meer vraag dan aanbod en zal er dus meer vermogen opgewekt gaan worden om de frequentie bij te regelen. Dit allemaal om de frequentie binnen de gestelde eisen van de NETCODE, MEETCODE en SYSTEEMCODE.

In hoeverre kerncentrales hieraan bijdragen weet ik eerlijk gezegd niet.

Wat betreft windenergie. Ik werkte op een oude kolencentrale en hoe minder energie wij konden leveren aan het net zonder dat we de centrale offline hoefde te halen, hoe meer we betaald kregen. Onze centrale was als het ware de draaiende reserve voor de windenergie voor als het wind stil zou worden.

edit:
hier trouwens een overzicht van het in Nederland opgestelde vermogen. De verbruiken en dergelijke zouden ook ergens op de site van Tennet moeten staan.

Op 1 november 2012 17:58:49 schreef Evarist:-Hoe vangt het net plots een injectie van 1GW op?

Door te versnellen.

Uitleg:Alle netgekoppelde motoren en generatoren hebben een traagheidsmoment, en het net heeft een equivalent netto traagheidsmoment. Een onbalans in vermogen versnelt of vertraagt de draaisnelheid (=frequentie). Bij een blijvende onbalans zal de frequentie te hoog of laag worden, en uit eindelijk worden zaken afgeschakeld.
Dit speelt ook op kleine schaal in bijvoorbeeld een aggregaat. Als de motor 2 kW levert, en jij gebruikt maar 1.5 kW, moet die 500 W ergens heen. Dit zal in het traagheidsmoment gaan, en de motor gaat steeds harder draaien.
Normaal gesproken is er uiteraard een regeling die vraag en aanbod op elkaar afstemt.

Overigens nemen netgekoppelde motoren meer vermogen op als ze harder gaan draaien; dit geeft wat negatieve terugkoppeling. Apparaten die met constant vermogen werken (schakelende voeding, machine achter een frequentieomvormer, ...) doen dit niet, en zorgen voor onstabiliteit. Je kunt namelijk de frequentie en/of spanning bijstellen, het opgenomen vermogen verandert niet.

een kolen/gascentrale haalt ook maar een 48% rendement, de clauscentrale is deels al omgebouwd om er nu 59% rendement uit te halen en meer vermogen . dit is een van de kolen /gas centrales met het hoogste rendement van deze soort centrales.

Ik heb laatst wat documentaires over chernobyl gekeken. Die ging 'stuk' vanwege miscommunicatie bij relatief onervaren/niet goed getrainde mensen.

Als ik de documentaires mag geloven, waren ze bezig met tests om te kijken of de centrale goed kan afsluiten als de turbines uitvallen. Daarvoor waren ze bezig met het terugbrengen van vermogen uit de centrale tot een laag niveau.

Dat terugbrengen liep op het eind niet helemaal goed, want het vermogen viel weg. Je kan de centrale regelen door control rods tussen de uranium laten zakken of ophogen. Als je ze laat zakken, absorberen de rods alle neutronen en slingert het uranium geen ketting reactie op. Haal je zeg weg, krijg je die kettingreactie wel en produceer je meer htite.
Die hitte moet gekoeld worden door water , die in een juiste stoom/water verhouding en flow-rate moet zijn. Het is dus best tricky.

Wat ze daar deden was de centrale vol opstoken om uitvallen tegen te gaan (zelfs meer control rods er uit halen dan mocht), terwijl aan de andere kant de koeltechnicus zag dat de reactor teveel aan het afkoelen was (immers zakte het vermogen in). Tegelijk waren ze bezig met de test om de turbines af te schakelen (terwijl de situatie nou niet heel stabiel was).
Uiteindelijk deden ze tegelijk tegenovergestelde dingen: een zet >100% vermogen aan, de ander zet de koeling 'uit'. Als dan vervolgens al het water is verdampt, dan absorbeert het water ook geen beetje neutronen meer en dan is het einde zoek.
Dan kan je wel emergency stop in drukken, maar dat laat de rods enkel zakken. Als de koeling uit staat, dan staat dat uranium nog steeds op honderden/duizenden graden te koken..
Let wel dat ze het hier hebben over thermal power, dus puur de hitte die geproduceert wordt.

Uiteindelijk wordt een kerncentrale echter gestookt als elke centrale; namelijk je produceert warmte, dat stop je in water, dat wordt stoom, en die duw je door turbines heen. Daar zitten ook enkele warmte wisselaars in zodat je niet het water uit de reactor door turbines heen pompt (dat water bevat ook radioactieve restproducten). Er zijn in ieder geval heleboel parameters waar je de 50Hz aan kan synchroniseren.

Het lijkt me dat ze op zijn minstde turbines op die 50Hz afregelen. Net zoals Goeievraag uitlegt.
De hitteproductie wordt daar op afgeleid lijkt me. Ik heb ook wel eens gehoord dat bepaalde centrales in NL meer hitte gaan voorstoken als ze op buienradar o.i.d. al zien dat er regengebieden over het land heen trekken. In dat geval gaan we (blijkbaar) meer energie gebruiken. Maar dat doen ze (handmatig) al van te voren.

het nucleaire deel van een kerncentrale is inderdaad enkel de stoomketel. Stoomcentrales zijn in principe al traag regelbaar en al helemaal door de nucleaire warmteopwekking.

De stoom is dus een buffer voor het opwekken van stroom. Een startende kernreactie (minimaal de kritische massa + een inslaand deeltje) begint warmte te veroorzaken, maar dan heb je nog niet 1GW aan stroom. Hoe de rest gaat met regelstaven zal je inmiddels duidelijk zijn.
Wanneer er meer energie geproduceerd wordt dan wordt afgenomen maar de spanning wordt wel constant gehouden, zal de netfrequentie toenemen. Dit wordt nauwkeurig in de gaten gehouden door de betrokken instanties. Daarbij zit je in europa aan een heel groot netwerk gekoppeld dus voordat die frequentie merkbaar opgedrukt wordt moet je goed je best doen. Toch wordt er een nauwkeurige schatting gemaakt van het vermogen dat verbruikt zal worden en hierop wordt de productie afgesteld. Ze zorgen er door de vermogensregeling voor dat de frequentie gemiddeld op 50hz per 24 uur uit komt.

Voor de netkoppeling wordt aan twee kanten gemeten. De generator draait dan op 'full speed, no load' dus 3000 of 1500 toeren per minuut. Er wordt dan percies zoveel energie geproduceerd als nodig om het hele zaakje draaiende te houden. Ze meten de fases voor en achter de schakelaar en wanneer ze binnen enkele graden van elkaar liggen knalt de schakelaar in. Let op, nu wordt er nog steeds niks geleverd. Door de koppeling lopen de generator en het net perfect synchroon, ze zitten tenslotte aan elkaar en dit geld ook voor de spanning. Nu is het enkel nog zaak om meer stoom de turbine in te blazen om te gaan leveren. In principe zal dit tot gevolg hebben dat de netfrequentie veranderd, maar hoeveel is nu 1GW in europa's net? En de communicatie gaat erg nauwkeurig dus wanneer een kerncentrale af gezet wordt wordt de rest wat bij gedrukt.

Ik ben maar even zo vrij om alle comments even samen te vatten, en vast te stellen dat bij elektr.produktie nog ontzettend veel handwerk zit. Het anticiperen op weersveranderingen en bijv. voetbalwedstrijden. En dan zijn er mensen die hun eigen elektriciteitsproduktie ter hand willen nemen, en dat moet dan volledig automatisch kunnen, liefst zonder grote kosten. Jaja.

Nog iets over constructie eigenschappen van kerncentrales: je hebt (o.a.) kokend water en drukwaterreactors. Bij een van deze (ik moet de wiki weer gaan lezen om het juist te zeggen) hoort ook de aan de turbine toegevoerde stoom bij het radioactieve circuit. Door de compactere bouw is dit ook het type wat in onderzeeërs word toegepast.

@mdvk

Een bijzonder samenvatting. Ik lees toch heel wat anders. Maar ik heb heel veel goede antwoorden en dingen gelezen.

Maar even voor de duidelijkheid. Er wordt juist HEEL VEEL automatisch geregeld. Er zijn HEEL VEEL automatische veiligheden ingebouwd. Het regelen vermogen/frequentie regeling is milli seconden werk. Dan heb je nog zo iets als PV (programma verantwoordelijkheid) je moet voor al je afnemers (klanten) een profiel maken en precies dat maken in 15 minuten (PTE). Niet meer en niet minder. Te veel kost geld en te weinig ook. Zie de NETCODE, MEETCODE enz.

Er zijn verschillende typen nucliare centrales. Zoek maar eens op. Maar bij de meeste,ik zou bijna zeggen 90%, is de stoomturbine GEEN onderdeel van het nucleaire(water)proces. Er is dus een primaire en een secundaire waterstroom met een wamtewisselaar.

veel grote centrales halen ook meer rendement door de stadsverwarming erbij te tellen die ook van de centrale koeling afkomstig is .

Ja, dat van programmaverantwoordelijkheid, ik weet niet of ik dat woord ook in dat topic over de slimme meters heb gebruikt. Dat gaat over afspraken, contracten nakomen. En dan moet je als leverancier wel weten hoe de gebruiksprofielen van je klantjes eruit zien. En dan moet je info verzamelen. En die info word dan in kolommetjes opgeteld, en dan weten leveranciers zoals oxxio en NEM hoeveel elektriciteit ze moeten inkopen.

Ik weet dat heel veel automatiek gaat in de e wereld, zowel bij produktie, transport en distributie. Maar de meeste mensen hebben geen flauw idee hoeveel mensen er bijvoorbeeld in nl 24uur per dag bezig zijn in die sectoren. Op die manier bezig, dat als ze er van weg zouden lopen de boel in minder dan een uur in zou storten.

@testman: daar heb ik woensdag 31 oktober 2012 18:17:17 in dit topic: http://www.circuitsonline.net/forum/view/108426
ook iets over verteld, en zelfs ook nog kooldioxide leveren.

[Bericht gewijzigd door mvdk op donderdag 1 november 2012 20:30:43 (11%)]

Ik snap ook niet helemaal hoe de conclusie tot handwerk gekomen is. Het is juist een automatisch proces. Het mooie is dat de meeregelende centrales voor de vermogen/frequentie huishouding dit allemaal stand alone kunnen regelen. Dit frequentie is immers bekend en van elke meeregelende centrale is het regelgedrag bekend en op elkaar afgesteld. Wordt ook regelmatig getest middels zogenaamde sprong testen. (een stap aanbrengen op de gemeten frequentie en kijken hoeveel vermogen de centrale bij regelt). Tennet had bij ons nog wel de mogelijkheid om 100 MW bij of af te regelen. Of dat hand werk of automaat was durf ik eigenlijk niet te zeggen, we kregen gewoon een modemsignaal binnen, geen flauw idee wat daarachter zat.

Het spel met leveranciers en afnemers is door de marktwerking wel flink toegenomen. Maar dat zou ik eerder handelen noemen dan handwerk. Ik weet dat bij het bedrijf waar ik nu werk er in het begin veel mee gehandeld is, vanwege de onbalans prijs. (bedrijf neemt 40 MW af). Ten tijden van weinig produktie (warme zomer met koelwater problemen bijvoorbeeld) werd het voor ons erg interessant om de fabriek stil te leggen en de stroom te verkopen. Wat ik van mijn collega's begreep was dat in die tijd een echte sport, als je er te vroeg uit ging, was er de kans dat de prijs nog verder zou stijgen. Als je te laat was kon je het niet meer verkopen en moest je dus door draaien. Erg apart om te zien dat een fabriek meer winst maakt door stil te staan dan door te draaien, maar dat komt een beetje op hetzelfde neer als die centrale die meer verdient als hij minder vermogen levert.

Momenteel is de markt redelijk gestabiliseerd, maar we bewaken nog steeds op 15 minuten gemiddelden. Mocht er in de loop van het kwartier blijken dat we over ons gecontracteerd vermogen komen, dan wordt er een deel van de fabriek terug geregeld.

Op 1 november 2012 20:20:56 schreef testman:
veel grote centrales halen ook meer rendement door de stadsverwarming erbij te tellen die ook van de centrale koeling afkomstig is .

Daar hebben ze in België nog niet van gehoord. De regering is bezig met kiesdistricten splitsen ipv het echte regeerwerk.

Het toeval wil dat ik deze vraag stel op het moment dat DOEL 4 gaat opstarten op 3/11.

[Bericht gewijzigd door Evarist op donderdag 1 november 2012 20:51:31 (11%)]