Published November 2000 | Version v1
Journal article

Efficiency improvement of nuclear power plant operation: the significant role of advanced nuclear fuel technologies

  • 1. Siemens Nuclear Power GmbH, Erlangen (Germany)

Description

Deregulation efforts in the energy markets have placed electricity generation in all power plants under considerable pressure of costs. This also applies to the operation of nuclear power plants. Advanced technologies of nuclear fuel management and nuclear fuel technology can play an important role in decreasing nuclear fuel cycle costs and, in this way, improving the cost efficiency of plant operation. One key factor is the utilization of the nuclear fuel proper. At Siemens Nuclear Power, nuclear fuel development is carried out consistently for these objectives: (i) further increase in discharge burnup; (ii) further improvement in reliability of fuel elements in operation; (iii) expanding the limits of operating loads of fuel elements; (iv) further development and optimization of fuel element design and ongoing reactor core calculation. As a result of this work, fuel cycle costs were reduced in past decades by some US-$ 35 million per annum by the use of advanced fuel elements for a typical light water reactor of approx. 1300 MW electric power. Further increases in the target burnup of fuel are expected again to decrease costs to the tune of US-$ 10 to 15 million annually. As a consequence of the loads and stresses acting upon the materials used associated with higher burnups and other measures, specific optimization measures must be introduced step by step. This will be done in close cooperation among fuel suppliers and nuclear power plant operators. (orig.)

Abstract (German)

Infolge der Liberalisierungsbestrebungen auf den Energiemaerkten unterliegt die Stromerzeugung in allen Kraftwerken einem erheblichen Kostendruck. Dies trifft auch fuer den Betrieb der Kernkraftwerke zu. Fortgeschrittene Technologien des Kernbrennstoffmanagements und der Kernbrennstofftechnologie koennen dabei eine wichtige Rolle spielen, um die Brennstoffkreislaufkosten zu senken und damit die Kosteneffizienz des Anlagenbetriebs zu erhoehen. Eine Schluesselrolle besitzt die Ausnutzung des eigentlichen Kernbrennstoffs. Bei Siemens Nuclear Power werden daher in der Kernbrennstoffentwicklung (i) die weitere Erhoehung des Entladeabbrandes, (ii) die weitere Erhoehung der Zuverlaessigkeit der Brennelemente im Betrieb, (iii) die Erweiterung der Grenzen fuer die Betriebslasten der Brennelemente und (iv) die Fortentwicklung und Optimierung der Brennelementkonstruktion und der laufenden Reaktorkernberechnung konsequent weiter verfolgt. Als ein Ergebnis dieser Arbeiten konnten in den vergangenen Jahrzehnten die Brennstoffkreislaufkosten durch den Einsatz fortgeschrittener Brennelemente fuer einen typischen Leichtwasserreaktor mit ca. 1300 MW elektrischer Leistung um rund 35 Mio. US-$ pro Jahr gesenkt werden. Mit einer weiteren Erhoehung des Zielabbrandes des Brennstoffs wird eine zusaetzliche Kostensenkung in Hoehe von 10 bis 15 Mio. US-$ pro Jahr erwartet. Aufgrund der mit den hoeheren Abbraenden und w eiteren Massnahmen verbundenen Belastungen fuer die eingesetzten Materialen ist eine stufenweise Einfuehrung einzelner Optimierungsmassnahmen notwendig. Diese wird in enger Kooperation zwischen den Brennelementlieferanten und den Kernkraftwerksbetreibern durchgefuehrt werden. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Atw. Internationale Zeitschrift fuer Kernenergie
Journal Volume
45
Journal Issue
11
Journal Page Range
p. 674-679
ISSN
1431-5254

Conference

Title
International youth nuclear congress 2000
Dates
8-14 Apr 2000
Place
Bratislava (Slovakia)

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
32000456
Subject category
S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
Resource subtype / Literary indicator
Conference
Descriptors DEI
BURNUP; COST; DIAGRAMS; EFFICIENCY; FRETTING CORROSION; FUEL CYCLE; FUEL ELEMENTS; NUCLEAR POWER PLANTS; OPERATION; PERFORMANCE; REACTOR CORES; RELIABILITY; SPECIFICATIONS
Descriptors DEC
CHEMICAL REACTIONS; CORROSION; INFORMATION; NUCLEAR FACILITIES; POWER PLANTS; REACTOR COMPONENTS; THERMAL POWER PLANTS