VVER 2019: současnost a budoucnost reaktorů typu VVER

• Foto

Nové bloky v Česku

Konference řešila rozvoj technologie VVER ve světě, ale s přihlédnutím k zemi konání byla přirozenou součástí programu i vystoupení ohledně přípravy výstavby nových bloků v Česku.

Posun byl zaznamenán například ve volbě dodavatelského modelu. Viktor Černý, ředitel společnosti Elektrárna Temelín II, informoval, že bylo posuzováno celkem 12 modelů, z čehož osm bylo vybráno do druhého kola. Modely se liší zapojením domácího průmyslu od stavby na klíč až po model Multi 3a, kdy dodavatel technologie dodá pouze projekt jaderného ostrova a zbytek bude rozdělen do několika dodavatelských balíků. Do konce letošního roku má být podle Černého určen preferovaný model, který bude počátkem roku příštího diskutován s dodavateli technologie. Cílem je zjistit, zda pro ně dává smysl a budou mít zájem se přihlásit do výběrového řízení. V březnu 2020 Černý očekává, že bude vybrána konečná verze tohoto modelu.

V příštím roce mají být podle Černého podány žádosti o územní rozhodnutí a o povolení k umístění. Tomáš Ehler, ředitel Odboru jaderné energetiky na MPO, uvedl, že tendr by mohl být vypsán v roce 2021. Během tiskové konference, která se konala po jednání Stálého výboru pro výstavbu nových jaderných zdrojů den po skončení konference VVER 2019, uvedl premiér Andrej Babiš, že výběrové řízení ČEZ vypíše už v polovině roku 2020 a v roce 2021 očekává podání nabídek ze strany zájemců. Podle Babiše by vítěz tendru mohl být vyhlášen před koncem roku 2022. Ehler byl přitom ve svém vyjádření značně opatrný, uvedl: „Je záměr vypsat tendr v letech 2021 nebo 2022, ale tato rovnice má příliš mnoho neznámých.“

Rozkol nastává i v termínech odhadovaného spuštění prvního nového bloku. Babiš má nejambicióznější představy a podle něj bude blok dokončen v roce 2036. Černý uvádí cílové termíny spuštění 2037 až 2038. Martin Uhlíř, ředitel společnosti Elektrárna Dukovany II, na listopadové konferenci NERS 2019 řekl, že termíny 2039 až 2040 se jeví jako pravděpodobnější než původně uváděný rok 2035.

Rozvoj technologie VVER

Jeden z trendů vývoje technologie VVER představil Leoš Tomíček, starší viceprezident společnosti Rusatom Overseas pro jaderné projekty. Tím je zvyšování výkonu a prodlužování provozu zatím především reaktorů VVER-440. Jejich provoz se v Rusku, kde jsou nejstarší bloky, prodlužuje až na 60 let (1. blok Kolské jaderné elektrárny z roku 1973 má provozní povolení do roku 2033). Příkladem zvýšení výkonu je finská jaderná elektrárna Loviisa, kde byl  zvýšen výkon ze 420 na 520 MWe, tedy o 24 %, což je mimořádné i ve světovém měřítku.

Tomíček dále prošel projekty výstavby reaktorů VVER-1200 v Rusku i ve světě. Ohledně v Česku nejsledovanějšího projektu, maďarské elektrárny Paks, uvedl, že v říjnu 2019 se podařilo odsouhlasit technický projekt se zákazníkem, čímž se dostali z největších problémů s projektem. Druhý důležitý projekt pro Českou republiku, finskou elektrárnu Hanhikivi, okomentoval Ivo Kouklík, hlavní inženýr projektové společnosti RAOS Oy. Stavební povolení, které bylo vydáno, umožňuje provádět všechny přípravné práce, které nemají vliv na jadernou bezpečnost. Dále běží příprava bezpečnostní zprávy, která má být podle plánu odeslána na STUK na podzim roku 2020. Stavební povolení, které umožní rozběhnout práce v plném rozsahu, by mohlo být podle očekávání vydáno koncem roku 2021.

Aktuální trendy v oblasti paliva pro VVER představil František Pazdera, nezávislý konzultant v energetice a výzkumu a vývoji. Upozornil na to, že se mění počet zemí provozujících reaktory VVER, který roste díky nováčkům stavějícím své první jaderné elektrárny. To přináší za prvé větší vytížení výrobních závodů dominantního výrobce, společnosti TVEL. Zároveň ale jsou tyto reaktory stavěny i v zemích, jako je Čína, která palivo pro své reaktory vyrábí v licenci TVELu.

Na poměrně konzervativním trhu s palivem pro reaktory VVER se tak rozrůstá jak počet provozovatelů reaktorů, tak výrobců paliva. Pazdera připomněl i to, že bývají častěji provozovány směsné zóny. Typicky jde o Ukrajinu, která zčásti odebírá palivo od amerického Westinghousu, zatímco v Temelíně jsou zkušební kazety jen v počtu několika kusů. Pazdera připomněl i pokrok ve vývoji tolerantního paliva.

Malé reaktory

Jak bývá v poslední době na odborných konferencích zaměřených na jadernou energetiku zvykem, přišla i tentokrát řeč na malé jaderné reaktory. Projekty z domoviny technologie VVER představil Nikita Rtišev z Rusatom Overseas. Představil projekt reaktoru RITM-200, který se vyznačuje vysokou flexibilitou výkonu: 100-10-100 %. Nyní Rosatom hledá lokalitu pro referenční suchozemskou variantu těchto reaktorů určených původně pro jaderné ledoborce. Souběžně s dopracováváním projektu běží i nezbytná příprava legislativy, která umožní malým reaktorům plně využít jejich ekonomický potenciál. Výstavba dvojbloku, uvnitř kterého budou dva reaktory (souhrnný elektrický výkon 110 MWe), by měla podle předpokladů trvat 3 až 4 roky.

Stále ale platí to, že potenciál malých reaktorů v Česku je sporný. Ehler jej vidí ve dvou oblastech: elektroenergetice a centrálním vytápění a v českém průmyslu a výzkumu a vývoji. Na adresu využití v elektroenergetice Černý uvedl, že ČEZ chce uvažovat o možné výstavbě malých reaktorů v Temelíně za předpokladu, že v té době bude tato varianta ekonomicky smysluplná.

Pazdera poznamenává, že u nás jsou oblasti s centrálním vytápěním relativně vzdálené od obou českých jaderných elektráren. Potenciál by mohly představovat právě malé jaderné reaktory, které mohou být po příslušné změně legislativy potenciálně postaveny i blízko větších sídel. Zároveň by to mohlo řešit problém s rozmístěním výrobních zdrojů po území České republiky. V souvislosti s uzavíráním uhelných bloků na severu země upozorňuje vládní zmocněnec Jaroslav Míl a zástupci ČEZu na to, že v budoucnu budou velké výrobní zdroje pouze v Dukovanech a Temelíně, tedy dál od míst s velkou spotřebou elektřiny, což bude problém pro kapacitu a regulaci naší přenosové soustavy.

Potenciál pro české firmy a výzkumné ústavy je zřejmý. Je jím projekt Energy Well vyvíjený v ÚJV Řež, do kterého se nyní zapojují první české firmy. Jde ale o reaktor, který v dohledné době nemá být energeticky využíván v Česku.

VVER-2019 je největší konferencí zaměřenou na technologii VVER, (ke které se řadí i všechny české energetické reaktory), probíhající mimo Rusko, domovskou zemi této technologie. Akce se širokou mezinárodní účastí se konala v Praze od 11. do 12. listopadu 2019 za podpory České nukleární společnosti. Letošní ročník se věnoval současnosti a budoucnosti této technologie: výstavbě nových bloků, prodlužování provozu, zvyšování výkonu, vývoji jaderného paliva i vyřazování vysloužilých bloků z provozu.

KONFERENCE VVER 2019 SEKCE PROVOZNÍ A BEZPEČNOSTNÍ OBLASTI
Plným názvem se sekce v anglickém jazyce nazývá „Power uprate, Availability, Operation, Safety and Capacity Factors Increasing“, což znamená, že zahrnuje celou řadu provozně a bezpečnostně orientovaných příspěvků. Pro tuto sekci bylo přihlášeno více než 20 návrhů, ze kterých bylo vybráno 17 příspěvků, jež byly předneseny ve třech blocích prezentací v rámci prvního i druhého dne konání konference. Příspěvky byli opravdu mezinárodní počínaje od Framatome, Westinghouse, JSC „OKB Gidropress“, SSC RF – IPPE, Atomtechenergo, NRNU“ MEPhi“ a ROEZ po české ŠKODA JS, a.s., ZAT a.s., I&C Energo, ES Group Europe s.r.o., Centrum výzkumu Řež a ÚJV Řež, a. s..

V rámci prvního bloku byly předneseny příspěvky zaměřené na podporu provozu jaderných bloků se zaměřením na monitorování a diagnostiku (Monitoring and diagnostic solutions for component reliability and condition based maintenance for VVER, NPP Thermal Performance Monitoring and Optimization System, 3D profilometry utilization on VVER type reactors), funkční analýzy a softwarová řešení na podporu provádění funkčních analýz (Functional Analysis (FA) and Software Tool for proof of NPP Robustness and Independence of Individual Levels in Defence in Depth), a také měřící metody pro vyhodnocování radiačního stárnutí betonů biologického stínění (Practical use of nonlinear ultrasound methods, monitoring the radiation induced ageing of concrete biological shielding of WWER 440/213 reactors).

Druhý blok prezentací této sekce byl zcela orientován na otázky bezpečnosti a to specificky na řešení těžkých havárií pro reaktory VVER. Přednesené příspěvky byly zaměřeny na analytické řešení návrhů zodolnění JE v otázce řešení lokalizace roztavené aktivní zóny (Analytical support for strategies of In-Vessel core cooling and Ex-Vessel corium confinement for the Temelin NPP, Experience gained from numerical analysis of RPV in conditions of core melting accident, Methodological approaches and experience in performing severe accidents analyses for NPPs with VVER-440 RP) resp. na řešení pro nové bloky VVER ("OKB Gidropress" participation in development of SA strategy for NPP-2006 (AES-2006)), respektive na konkrétní opatření k udržení integrity kontejnmentu pomocí dlouhodobého odvodu tepla (Long Term Containment Cooling for VVER-440) či filtrovaným ventingem (Filtered containment venting systems for Ukrainian NPP units with reactor facility V-320). Z pohledu českých JE, jsou přednesená řešení nejen velice zajímavá, ale nutno konstatovat, že plně zapadají do kontextu realizovaných nebo pro realizaci připravovaných zodolnění JE Dukovany i JE Temelín.

Třetí blok již opět nebyl jednooborově zaměřen a obsahoval opět různorodé příspěvky se zaměřením na bezpečnostní problematiku z pohledu projektových nehod (The effect of Reactor Power Behavior on LBLOCA hydrodynamics), resp. experimentální podpory pro možnost nasazení systémů pasivních, tj. systémů fungujících na základě aplikace přírodních zákonů (Experimental study for the substantiation of the operability of VVER passive safety system). Druhá skupina prezentací byla zaměřena na nová provozní zařízení, která mohou být pro provoz nasazena při měřeních (FGPA-Based Compact Safety Controller) nebo přímo řízení provozu bloku (CRDM type LKP-M/4: the newest control rod drive mechanism from ŠKODA JS, New generation of the RRCS system for control of the LKP-M/4 drives in the I&C projects of the VVER 1000 and VVER 1200 reactors). Poslední příspěvek byl zaměřen na zvyšování výroby elektrické energie na základě vybalancování jednotlivých složek výroby vs. vnitřní spotřeby (Projects on electrical power generation level enhancing and on capacity enhancing for NPP with PWR-type reactors). 

Celkově lze hodnotit tuto sekci jako velice zajímavou, přestože svým zaměřením velmi pestrou, neboť pokrývala sadu velmi různorodých témat spojených s provozem, zvyšováním účinnosti bloků a také jejich bezpečnosti, jak z pohledu provozu tak připravenosti na velmi nepravděpodobné, ale o to závažnější havarijní stavy.

Jiří Duspiva

POZNÁMKY K SEKCI DECOMMISSIONING KONFERENCE VVER 2019.
Decommissioning jako samostatné téma bylo za celou dlouhou historii pořádání konferencí VVER zařazeno do programu poprvé. V dané sekci zazněly celkem 4 odborné příspěvky a obecně lze říci, že problematika konečného vyřazení jaderných elektráren z provozu po ukončení doby životnosti vzbudila velký zájem mezi účastníky konference.

V úvodní prezentaci shrnul Dmitry Bazhenov ze společnosti TVEL zkušenosti ruské korporace ROSATOM v oblasti vyřazování jaderných zařízení z provozu a zacházení s radioaktivními odpady. Vedením korporace bylo v letošním roce rozhodnuto vyčlenit oblast vyřazování jako samostatnou aktivitu jaderného byznysu a není žádným překvapením, že se budování nového odvětví ujal právě TVEL, který má bohaté zkušenosti se zadní částí palivového cyklu i jaderných zařízení.

Pan Mikulášek ze ŠKODA JS navázal s konkrétní zkušeností své společnosti s vyřazením parních generátorů v odstavované elektrárně V1 v Jaslovských Bohunicích. Cílem projektu byla demontáž PG a jejich přemístění z boxů na speciálně vyčleněné místo ve strojovně. Díky důmyslnému technologickému postupu se podařilo týmu ŠJS společně s partnery přemístit všech 12 parogenerátorů obou bloků „V jedničky“ do vyhrazeného prostoru, ve kterém bude probíhat jejích další demontáž. V rámci prezentace jsme mohli se skoro zatajeným dechem sledovat časosběrné video, kterak se 160tunové kolosy vyzvedávaly otvorem ve stropě boxu a transportovaly přes reaktorovou halu do strojovny. Další dvě prezentace specialistů slovenské státní společnosti JAVYS byly věnovány praktickým zkušenostem s vyřazováním jaderné elektrárny V1 v sousední zemi.

Peter Krupa ve svém vystoupení přehledně sesumíroval činnosti přípravné fáze od okamžiku rozhodnutí o předčasném ukončení provozu obou bloků elektrárny V1, přes obdržení licence k započetí první etapy vyřazování až k samotnému procesu vyřazování. Přitom detailně seznámil posluchače s procesem posouzení a výběru vhodné varianty vyřazování, přípravy a realizace přípravné fáze vyřazování včetně vyvezení použitého jaderného paliva k dočasnému skladování a zpracování provozních RAO. Na tento popis plánování a přípravy projektů vyřazování navázal Tomáš Klein, rovněž z JAVYSu, s prezentací praktické implementace 1. etapy vyřazování elektrárny Jaslovské Bohunice V1. Jeho výklad byl především zaměřen na demontáž technologického zařízení elektrárny s využitím turbínové haly. Byla předložena detailní informace o přípravách prostoru pro decommissioning JE V1, uvolňování materiálu do životního prostředí, dočasného skladování a fragmentace demontovaného zařízení.

Věřím, že příští ročník konference VVER přinese nové poznatky z vyřazování z provozu elektráren s reaktory VVER a rovněž ucelený pohled na technické, ekonomické a bezpečnostní aspekty vyřazování jaderných zařízení ve světě.

Larisa Dubská
NUVIA a.s.

ÚVODNÍ SLOVO MILOŠE MOSTECKÉHO NA KONFERENCI VVER 2019
Kdysi dávno v malé zemi zvané Československo nebyly žádné jaderné bloky. Byla přijata rozhodnutí a československé společnosti a odborníci postavili celkem 11 bloků využívajících technologii VVER. A tyto bloky budou šťastně provozovány až do jejich bezpečného vyřazení z provozu…

Tato velice krátká pohádka se začala proměňovat v realitu před 60 lety a připravila řadu společností a jednotlivců, kteří jsou schopni dosáhnout výsledků.

V průběhu let se mnohé věci změnily; Československo už neexistuje, některé společnosti změnily svá jména, některé změnily své majitele, některé velké legendy odešly do důchodu, zrodili se noví atomoví inženýři, ale skutečnost, že Česká republika je silným centrem jaderné energie, zůstává v platnosti.

Samozřejmě, toto centrum se těší z rozšíření jaderných elektráren v Dukovanech a Temelíně.

Chci zdůraznit, že jen pasivně nesedíme a nečekáme – naše společnosti a týmy udržujeme v dobré kondici, připravené hrát významnou roli při výstavbě nových a modernizaci stávajících bloků v České republice, ale i v zahraničí.

Společnost ŠKODA JS v současné době stojí na třech vyvážených pilířích – projektování, výrobě a údržbě bloků jaderných elektráren. 1100 inženýrů a specialistů jaderných technologií realizuje projekty modernizace, vyrábí špičkové technologické vybavení a poskytuje dlouhodobé služby údržby – příkladem mohou být bloky Mochovce 3, 4, kde se nacházíme v konečné fázi komplexní dodávky a instalace jaderných bloků VVER 440, jaderná elektrárna Paks 1, kde jsme modernizovali systém I&C u všech čtyř bloků, Ukrajina, kde souběžně realizujeme několik modernizačních projektů – nejenom tyto projekty udržují naši dynamiku a připravenost na vysoké úrovni.

Přeji všem účastníkům úspěšný průběh konference, mnoho nových nápadů pro spolupráci, abychom si zachovali svou připravenost pro budoucnost.

Udržujme JADERNOU pohádku živou pro příští generace.

Děkuji vám za laskavou pozornost

Autor

• Větrovec Vladislav