Kerncentrale investeert in nieuwe generatie natriumanalyzers
Kerncentrale investeert in nieuwe generatie natriumanalyzers
De toestellen zijn eenvoudiger in gebruik dankzij de digitalisering en de intuïtieve bediening.
Ook bij het opwekken van kernenergie is water een cruciale factor, die perfect controleerbaar moet zijn. In functie daarvan investeerde de kerncentrale van Doel (KCD) onlangs in de nieuwe generatie natriumanalyzers van Ankersmid M&C. De verantwoordelijke operatoren zijn zeer te spreken over de goede werking van de Thermo Scientific Orion 2111LL, die overigens ook in de kerncentrale van Tihange wordt gebruikt.
Veiligheid en kwalitatieve bedrijfsprocessen zijn de prioriteiten bij de kerncentrale van Doel. In het hart van de Antwerpse haven staan vier kernreactoren, die in de tweede helft van de jaren zeventig en het begin van de jaren tachtig in gebruik zijn genomen. Ze staan in voor zowat vijftien procent van de totale productiecapaciteit voor elektriciteit in ons land.
Drie circuits
“Elk van deze vier reactoren is een ‘Pressurized Water Reactor’ (PWR)”, getuigt Roger Servaes, dagscheikundige van de dienst Assistentie. Vanuit zijn functie is hij betrokken bij het marktonderzoek naar nieuwe toestellen. Natriumanalyzers vormen een van zijn gespecialiseerde kennisgebieden. “De naam zegt het zelf: bij zo’n drukwaterreactor maken we onder druk warm water aan in de reactor. Dat gebeurt via drie circuits; respectievelijk het primaire, secundaire en tertiaire circuit.”
Het primaire circuit is het nucleaire gedeelte. “Hierbij wordt het water via een primaire pomp rondgepompt naar de warmtewisselaar. Vervolgens geeft het ‘primaire’ warm water warmte af aan het secundaire circuit, waar het secundaire water wordt omgezet in stoom. Het primaire water staat onder een druk van 160 bar en een temperatuur van 300 °C. Het afgekoelde primaire warm water gaat terug naar de reactor, waar het opnieuw wordt opgewarmd.”
In het secundaire circuit gaat de stoom naar een turbine, die parallel werkt met een alternator die elektriciteit opwekt, die vervolgens op het stroomnet wordt geïnjecteerd. “Nadien gaat de stoom over een condensor, om weer te worden omgezet in water. De koeling gebeurt via het tertiaire circuit, dat gebruik maakt van Scheldewater. Vervolgens gaat dit ‘secundaire’ water opnieuw naar de stoomgenerator. Deze drie circuits zijn volledig gesloten en goed van elkaar gescheiden”, legt Roger Servaes uit.
Oxidatie vermijden
Elk van de drie stoomgeneratoren van Doel 4 is uitgerust met een natriumanalyzer. Die is van belang om het natriumgehalte van het ingedikte residu dat telkens overblijft na de toevoeging van water, te controleren. “Het natriumgehalte mag niet hoger zijn dan 0,8 ppb, om te vermijden dat het voor oxidatie zou zorgen op de pijpjes die warmte afgeven. Die moeten in optimale conditie blijven om de kwaliteit en de efficiëntie van het productieproces te kunnen blijven waarborgen.”
De vorige generatie natriumanalyzers ging al circa dertig jaar mee en was aan vervanging toe. Ook dat was meetapparatuur van Ankersmid M&C. “Daar waren we heel tevreden over”, vervolgt Roger Servaes. “Alleen was de nieuwe generatie elektroden niet meer compatibel met de oudere meetapparatuur en beslisten we vier jaar geleden in nieuwe instrumenten te investeren. Daarvoor schreven we een aanbesteding uit, waar drie partijen op intekenden. We vragen dan telkens aan elk van de aanbieders om een toestel op proef ter beschikking te stellen, zodat we in de praktijk kunnen testen in hoeverre de analyzers aan onze voorwaarden voldoen. Als technische dienst doen we vervolgens een aanbeveling aan onze aankoopdienst, die het laatste woord in de beslissing heeft.”
Omwille van diverse factoren gaven de verantwoordelijken van KCD ook dit keer het vertrouwen aan Ankersmid M&C. “Ten eerste hadden we de voorbije jaren een goede band opgebouwd met deze leverancier. De toestellen zijn betrouwbaar en als er zich toch eens een probleem voordeed, namen ze het initiatief om dat zo snel mogelijk op te lossen. Bovendien konden we ons ook vinden in de prijs-kwaliteitverhouding. Een ander, niet onbelangrijk aspect is de wens van Electrabel om te streven naar een zo hoog mogelijke uniformiteit in de bedrijfsprocessen. Een jaar voor we deze investering hadden gepland, hadden ook de mensen van de kerncentrale in Tihange in deze apparatuur geïnvesteerd. Daar ging het om ruim dertig analyzers.”
Condensor
In Doel werden vier jaar geleden elf natriumanalyzers van de nieuwe generatie geïnstalleerd. Drie daarvan zijn dus voorzien bij de stoomgeneratoren, terwijl ook elk van de zes condensorvakken op Doel 4 met zo’n toestel is uitgerust. “Deze condensor werkt onder vacuüm”, licht Roger Servaes toe. “Hier zijn de natriumanalyzers nodig om te controleren of er geen lek is in de leidingen die het Scheldewater invoeren. Een lek zou voor verontreiniging kunnen zorgen, wat op langere termijn negatieve gevolgen zou kunnen hebben voor de werking van de stoomgeneratoren.”
De twee overige natriumanalyzers voeren metingen uit op respectievelijk het water dat naar de stoomgenerator gaat en het water dat van de condensor komt.
Intuïtieve bediening
De operatoren van Doel 4 zijn inmiddels al een tijdje vertrouwd met de werking van de Thermo Scientific Orion 2111LL.
“De toestellen werken grotendeels op dezelfde manier, maar zijn nog eenvoudiger in gebruik dankzij de digitalisering en de intuïtieve bediening”, vertelt Roger Servaes. “We staan zelf maandelijks in voor de kalibratie van de toestellen. De nieuwe toestellen zorgen voor continue online-opvolging (24 uur op 24) en hebben een heel lage detectielimiet (0,02 ppb). We kijken maandelijks de Na-elektroden na en etsen die in waterstoffluoride. Oorspronkelijk was het de bedoeling ook voor Doel 3 in deze toestellen te investeren, maar door de sluiting van deze reactor in 2022 gaat dat plan niet door.”
Door Bart Vancauwenberghe
Kenmerken
“Deze nieuwe generatie toestellen overtreft de eisen van metingen in ultrapuur water door de erg lage detectielimiet”, verduidelijkt Johan Leyssens, operationsmanager bij Ankersmid M&C. “De snelle reactie van de analyzer beschermt turbines tegen destructieve natriumniveaus met nauwkeurige, realtime-indicaties van natriumverontreinigingen, waardoor de operator de efficiëntie kan verhogen, corrosieve afzettingen kan vermijden en de uptime kan maximaliseren. Bovendien bevat het toestel geen gecompliceerde bewegende delen of pompen die vaak veel aandacht en dure reserveonderdelen vereisen.”
De leverancier gaat er ook prat op dat klanten met dit toestel het reagensverbruik kunnen uitbreiden tot drie maanden en de kosten voor afvalverwijdering dus minimaliseren. “De eenvoudige toevoeging van reagentia zorgt ervoor dat de pH-waarde van het monster ideaal is voor een optimale natriumelektrode, terwijl storende ionen worden onderdrukt”, besluit Johan Leyssens.
