Instalace senzorů na kontejnmentu jaderné elektrárny Temelín
ÚJV Řež, a. s., ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. a společností NETWORK GROUP, s.r.o., dokončila rozsáhlý projekt, který výrazně posiluje bezpečnostní dohled nad kontejnmenty jaderné elektrárny Temelín. V jeho rámci byly vyvinuty a instalovány speciální optovláknové senzory a systém pro sledování železobetonových ochranných obálek reaktorů. Inovativní technologie, která doplní strunové tenzometrické snímače z doby výstavby bloků, už prošla všemi ověřovacími fázemi a pracovníci elektrárny si ho aktuálně přebírají do rutinního provozu.
Kontejnment – klíčová bariéra
Kontejnment, tedy železobetonová ochranná obálka reaktoru typu VVER 1000, představuje poslední a nejdůležitější bariéru chránící okolí před únikem radioaktivních látek. Právě proto je monitorování jeho stavu zásadní nejen z hlediska provozní bezpečnosti, ale i pro dlouhodobé plánování údržby a řízení životnosti celé elektrárny.
Od strunových snímačů k optickým mřížkám
Projekt vznikl s podporou Státního úřadu pro jadernou bezpečnost. Bylo potřeba doplnit původní strunové snímače deformace, které byly zabudovány do betonu při výstavbě. S inspirací využít technologii optických senzorů, které se jinak běžně využívají pro sledování mostních konstrukcí nebo přehrad, přišel v ÚJV Řež neúnavný inovátor Jiří Žďárek. Právě on propojil expertní znalosti ÚJV Řež v řízení životnosti komponent elektráren s vývojovým potenciálem Ústavu přístrojové techniky AV ČR a realizačními schopnostmi společnosti NETWORK GROUP. Společný projekt proběhl za finanční podpory Ministerstva vnitra v letech 2013-2015 (VG20132015/124) a vznikla tak ucelená technologie, která se jevila pro použití na Temelíně jako perspektivní. Základem systému jsou optovláknové senzory speciální konstrukce, založené na principu tzv. Braggových mřížek (FBG). Dokážou měřit nejen deformace, ale také teplotu konstrukce obálky reaktoru s vysokou přesností a v častějších intervalech. Na každém optickém vlákně je několik sériově zapojených čidel, FBG mřížky v nich odráží světlo definovaným způsobem. Pokud se mřížka pohne, čidlo indikuje změnu ve stavu konstrukce.
Vyhodnocovací jednotka technologie sbírá velké množství dat, díky vyšší citlivosti umožňuje efektivnější modelaci krizových situací i predikci životnosti. Navíc odolává elektromagnetickému rušení.
Realizace na elektrárně sleduje projektovou dokumentaci
Samotná implementace nového monitorovacího systému v prostředí elektrárny byla postupným procesem. V úvodních testovacích fázích byly senzory i způsob jejich upevnění zkoušeny na železobetonových nosnících v Řeži, aby byla zajištěna jejich spolehlivost a vhodnost pro ostrý provoz.
Teprve po doladění mnoha technických detailů a vyhodnocovacího softwaru bylo možné v roce 2020 přistoupit k vlastní realizaci technologie na obou blocích JE Temelín. Celkem bylo na elektrárně instalováno 104 čidel deformace a 64 čidel teploty, včetně vyhodnocovacích jednotek s laserovým zdrojem a sofistikovaným softwarem pro analýzu dat. Rozmístění senzorů kopíruje původní systém strunových tenzometrů a bylo navrženo projektanty z ENERGOPROJEKT PRAHA přímo na základě projektové dokumentace elektrárny. Výstupy z obou typů měření se tedy dají porovnávat – a nová technologie tím získala důležitou validaci a kontinuitu výstupů. Systém navíc podstatně rozšíří znalostní databázi a umožní přesnější predikci trendů ve stavu kontejnmentů.
- Instalace probíhala v několika etapách, každá s půlročním zkušebním provozem.
- Výsledky měření ukázaly nejen porovnatelné hodnoty, ale vyšší citlivost a spolehlivost optiky oproti předchozím elektrickým čidlům.
- Vyhodnocovací jednotky jsou zálohovány bateriemi a připraveny na případy nouze.
- Systém je plánován i na vzdálenou kalibraci při propojení s optickou sítí.
Optovláknové senzory nastavují nový standard v monitorování jaderných elektráren
Optovláknové senzory umožňují přesnější monitorování aktuálního stavu kontejnmentu, což vede k lepšímu plánování údržby, prodloužení životnosti konstrukce a zvýšení bezpečnosti provozu. Data z měření budou sloužit k modelaci krizových scénářů i dlouhodobému sledování trendů ve znalostní databázi.
- Technologie je vhodná pro vodou chlazené tlakovodní reaktory a potenciálně použitelná pro řadu dalších elektráren v Evropě i na světě.
- Projekt podpořilo Ministerstvo vnitra a Státní úřad pro jadernou bezpečnost.
V nejbližším období budou výstupy z nových optoměření zařazeny do průkazného hodnocení bezpečnosti elektrárny a technologie se stane standardní součástí komplexní bezpečnostní argumentace jaderné elektrárny Temelín.
