Novovoroněžská JE ukazuje nové směry vývoje reaktorů VVER

V Novovoroněžské jaderné elektrárně v Rusku, kde stojí první bloky typu VVER-1200, došlo v loňském roce k několika důležitým událostem, které ukazují další směřování vývoje reaktorů typu VVER. Kromě 18měsíční palivové kampaně a regulovaného provozu to je například i rozšiřování systémy kultury bezpečnosti na dodavatelské firmy.

Dvojice nových bloků, kterou v Novovoroněžské jaderné elektrárně stavěla ruská korporace pro atomovou energii Rosatom, se vyplatilo sledovat už od samého počátku. V únoru 2017 byl totiž první z nich spuštěn jako první blok VVER-1200 v Rusku, a dokonce jako první blok generace III+ na světě. Evoluční následovníci široce rozšířených bloků VVER-1000 tak ukázali, kam bude směřovat vývoj technologie VVER i obecně tlakovodních reaktorů.

Bezpečnost generace III+

Nejvýraznějším symbolem nové generace jaderných reaktorů je zvýšená bezpečnost, takže nové bloky odolají i havárii podobného typu, k jaké došlo ve Fukušimě. Nová generace s větší odolností vůči živelním pohromám začala být připravována někdy po roce 2000, tedy ještě dlouho před událostmi v Japonsku. V případě bloků VVER-1200 došlo k posílení bezpečnosti cestou spojení aktivních a pasivních bezpečnostních systémů.

Aktivní systémy například chladí reaktor pomocí hlavních cirkulačních čerpadel, která musejí být napájena elektřinou. V elektrárně je i pasivní systém odvodu tepla, který dokáže dochlazovat odstavený reaktor pouze pomocí přirozené cirkulace, tedy bez dodávky elektřiny. Ohřátá voda stoupá potrubím do tepelného výměníku na střeše reaktorové budovy a chladnější klesá zpět do parogenerátoru, kde odebírá teplo vodě přiváděné z reaktoru.

Podobných kombinací, kdy jsou k jedné činnosti připraveny dva systémy, jeden aktivní a jeden pasivní, je v elektrárně více. Díky tomu mohou bloky VVER-1200 zůstat v případě mimořádné události bez zásahu obsluhy celých 72 hodin. Až po tak dlouhé době je nutný zásah zvnějšku, například doplnění vody do nádrží, které zajišťují chlazení reaktoru, pomocí hasičských vozidel.

Nová generace není jen o zvýšené bezpečnosti, ale i o spolehlivosti a ceně provozu, takže se bloky Novovoroněžské elektrárny vyplatí sledovat i dnes. Ukazují totiž směřování dalšího vývoje a zlepšování provozu bloků VVER-1200.

18měsíční palivová kampaň

V Česku jsme zvyklí na to, že každých 12 měsíců je jaderný blok odstaven a rozběhne se výměna části paliva a údržba. Každá palivová kazeta projde pěti kampaněmi, takže v reaktoru pobude celkem pět let. Jednou ze snah o zlevnění provozu jaderných elektráren je zmenšit počet těchto odstávek, během kterých elektrárna nevyrábí elektřinu, takže nevydělává peníze svému provozovateli. Proto se vyvíjí palivové kazety, které mohou být spolehlivě a bezpečně provozovány v delších kampaních, konkrétně v 18měsíčních.

V prvním bloku VVER-1200 v Novovoroněžské elektrárně přešel Rosatom na prodlouženou kampaň v červenci 2020. Pilotní provoz má trvat celkem tři roky, a pak bude rozhodnuto, jestli na něj blok přejde trvale. Stejný pilotní provoz čeká v příštích letech i druhý blok VVER-1200 Novovoroněžské elektrárny. Získané zkušenosti Rosatom využije i v dalších dvou blocích VVER-1200, které provozuje v Rusku, a 21 blocích, které staví po světě.

Regulovaný provoz

Současné přenosové soustavy kladou na jaderné elektrárny vyšší nároky, protože musejí svým výkonem více kopírovat zatížení sítě, než tomu bylo dříve. To znamená, že v době, kdy je velký odběr, jede elektrárna naplno a během menšího zatížení svůj výkon sníží. Rosatom bloky VVER-1200 vyprojektoval tak, aby byly schopny běžet za těchto podmínek co nejefektivněji, a v květnu 2020 dokončil zkoušky prvního bloku VVER-1200 v Novovoroněžské elektrárně.

Šlo o první praktické zkoušky, kdy se hodnotily schopnosti bloku adaptovat se na požadavky sítě přímo v reálném provozu. Personál sledoval chování bloku během změn 96-71-96 % a 96-46-96 % nominálního výkonu.

Opět zde platí to, že Rosatom zkušenosti z referenční elektrárny použije i ve svých dalších projektech. V případě regulovaného provozu jde například o jadernou elektrárnu Paks v Maďarsku a o bloky VVER-TOI stavěné v Kurské jaderné elektrárně v Rusku.

Radiační monitoring

Své novinky se v roce 2020 dočkal i systém radiačního monitoringu Novovoroněžské elektrárny. Systém stacionárních stanic, které provádějí radiační a meteorologická měření v areálu elektrárny a zóně havarijního plánování, doplnila pojízdná laboratoř. V dodávce jsou umístěny přístroje, které mohou provádět nezbytná měření za jízdy i v oblastech, které nepokrývají stacionární stanice. Na místech, která nejsou běžnému automobilu dostupná, potom může měření provést obsluha laboratoře pomocí ručních přístrojů, které si veze s sebou.

Kultura bezpečnosti

Systém pro posilování kultury bezpečnosti je v jaderných elektrárnách běžnou praxí, protože předchází selháním techniky i lidského faktoru, které by mohly mít vliv na bezpečnost i ekonomiku provozu. Novovoroněžská elektrárna jde dál a hledá způsoby, jak svou strategii v kultuře bezpečnosti přenést i na dodavatelské firmy.

Za tím účelem elektrárnu v říjnu 2020 navštívili odborníci z konzultační společnosti, kteří hledali styčné body, kde má elektrárna vliv na své dodavatele. Během tří dnů analyzovali systém managementu a dokumentaci. V závěru své návštěvy zhodnotili to, že kultura bezpečnosti je v elektrárně na vysoké úrovni, včetně té, která se projevuje při spolupráci s dodavateli, a označili několik oblastí, kde by mohla dále růst. Finální verzi svých doporučení předají elektrárně na podzim 2021 po pečlivějším prostudování dokumentů.

V ruské jaderné energetice jde o pilotní projekt, který by se měl na základě zkušeností z Novovoroněže rozvíjet i v dalších objektech Rosatomu.

Alena Kohoutová
Výzkumný ústav v Dubně