Jaderná elektrárna Paks 1. část

V minulých článcích jsem psal ohledně lehkovodních reaktorů. Minulý týden jsem se zúčastnil exkurze na jaderné elektrárně Paks, která má reaktory VVER-440, v rámci konference Atomex-Evropa 2015. 

Maďarská jaderná elektrárna Pakš je umístěna přibližně 110 km jižně od Budapeště. Jedná se o elektrárnu se čtyřmi reaktory typu VVER-440, typ 213. První reaktor byl připojen k síti v roce 1982, druhý 1984, třetí 1986 a poslední v roce 1987. První dva bloky již dostaly povolení o 20letém prodloužení provozu.

Již z dálky vás může zaujmout fakt, že pořád nevidíte stoupající páru, ani chladicí věže. Důvodem je chlazení pomocí vody z Dunaje. Když se z dálky podíváte na celý komplex elektrárny, uvidíte 2 velké budovy nazelenalé barvy, ve kterých jsou místěny vždy 2 reaktory se svými strojovnami. Nedaleko budov s reaktory jsou umístěny záložní diesel generátory, které by v případě nehody zásobovaly bloky elektrickou energií. Nechybí komplex budov sloužící pro administrativní účely. Na druhém konci celého areálu je budova s trenažérem a historické muzeum, ze kterého zde uvidíte některé zajímavé fotky. 

Reaktor

Reaktor je VVER-440, jeho původní výkon byl 440 MWe, ale později proběhla modernizace turbíny a elektrický výkon byl zvýšen na 500 MWe. Samotný reaktor je umístěn v reaktorovém sále. Reaktorový sál je velká místnost, ve které jsou umístěny 2 reaktory, bazén pro použité palivo, zavážecí stroj a mnoho dalšího. Po obvodu stěn jsou umístěny železné konstrukce, které pomáhají k udržení integrity budovy během zemětřesení.

Reaktorová nádoba se skládá z několika částí a celková výška činí 23,67 m s průměrem 3,5 m. Na dně reaktoru jsou ocelové bloky torpédovitého tvaru, které fungují jako tlumiče nárazu, ve spodní části regulačních kazet jsou duté prostory přesně pro tyto bloky. V případě nutnosti okamžitého odstavení reaktoru spadnou regulační kazety, a jakmile se ocelový blok začne zasouvat do prostoru ve spodní části kazety, začne klesat rychlost kazety. Voda je totiž z dutiny vytlačována ocelovým blokem jen několika malými otvory, čímž způsobuje plynulé dosednutí kazety na dno reaktoru.

Na dno reaktoru je navařena další část, ve které je aktivní zóna. V této části jsou kazety s palivem. Reaktor VVER-440 nemá palivo po celé délce palivové kazety. V případě regulace palivová kazeta sjíždí do spodní části reaktoru a místo paliva je kazeta vyrobena z borové oceli, která absorbuje neutrony.

Aktivní zóna reaktoru se skládá z 322 palivových kazet a 37 regulačních. Nad palivem je mechanismus vodících tyčí a posuvů s krokovými motory.

Nad reaktorem je část, ve které jsou vodící tyče a výstup horké vody z reaktoru. Celá reaktorová nádoba je uzavřena reaktorovým víkem.

Reaktor má 6 smyček, což znamená 6 parogenerátorů, 6 cirkulačních čerpadel a k tomu potřebné množství potrubí. Všechny 4 jaderné reaktory a další komponenty jaderného ostrova byly vyrobeny plzeňskou firmou Škoda (dnes působí tato část Škodovky pod názvem ŠKODA JS).

Parogenerátor

Parogenerátor je jedna z nejdůležitějších částí elektrárny, ve které se vyvíjí pára pro turbínu. Je umístěna v blízkosti reaktoru. Skládá se z malých trubiček, ve kterých proudí voda z jaderného reaktoru. Kolem trubiček je voda ze sekundárního okruhu, která se mění v páru. Tlak v sekundárním okruhu je nižší, než tlak v primárním potrubí. Všechny tlakovodní VVER reaktory mají parogenerátory v horizontálním položení. Oproti západním PWR reaktorům, které mají parogenerátory položeny vertikálně má horizontální parogenerátor životnost po celou dobu provozu elektrárny.

Parogenerátor reaktoru VVER-440 je dlouhý přibližně 11,6 m a jeho průměr činí přes 3,5 m. (Rozměry jsou bez uvažování přípojných potrubí.)

Nádrž pro borovou vodu

Nádrž pro borovou vodu je jedním z pasivních ochranných prvků reaktorů VVER. V nádrži je chladná voda s určitou koncentrací boru, nebo kyseliny borité. V případě nadměrného zvýšení teploty aktivní zóny se zvýší i tlak a ten vysune kouli v mechanismu borové nádrže a tím se vypustí nádrž do aktivní zóny. Vlivem toho klesne teplota a poklesne zároveň i reaktivita v reaktoru.

Hydroakumulátor je jedním z pasivních ochranných prvků reaktorů VVER. V nádrži je chladná voda s určitou koncentrací kyseliny borité (bor jakožto velmi dobrý absorbátor neutronů je používán k zastavení řetězové štěpné reakce). V případě netěsnosti primárního okruhu dojde k úniku chladiva a poklesu tlaku. Aby nebylo přerušeno chlazení paliva, dojde k doplnění chladicí vody z kompenzátoru objemu a z hydroakumulátoru. K vypuštění hydroakumulátoru slouží zpětný ventil, který se samočinně otevře při větším poklesu tlaku v primárním okruhu. I v případě úniku chladiva zůstává v primárním okruhu příliš velký tlak na to, aby se hydroakumulátor vyprázdnil pouze působením gravitace. Jeho volný prostor nad hladinou vody je tedy vyplněn stlačeným dusíkem. Aby se dusík nedostal do primárního okruhu, což by byl problém, plave na hladině kulový plovák, který hydroakumulátor uzavře po jeho vyprázdnění.Strojovna

Strojovna je část elektrárny, ve které jsou umístěny turbíny a elektrogenerátory. Na každý reaktor JE Paks připadají dvě turbíny a dva generátory, každý o výkonu 250 MWe. Dále se na strojovně nachází prvky pro zvýšení účinnosti a bezpečnosti elektrárny, jako jsou výměníky tepla, regenerace, teplárenské systémy. Součástí strojovny jsou i výměníky tepla pro terciární okruh neboli kondenzátor. Oproti dukovanské jaderné elektrárně je řešeno chlazení pomocí vody z Dunaje. Tento způsob chlazení je mnohem účinnější, než chlazení pomocí chladicích věží, neboť odpadají problémy s klimatickými změnami. (Voda v Dunaji má pouze malé výchylky teplot během krátkého časového úseku.)

Závěr

Jaderná elektrárna Paks je zatím jedinou Maďarskou jadernou elektrárnou, dosahuje výborných výsledků jak v bezpečnosti, tak v efektivitě provozu. Pracovníci elektrárny očekávají, že všechny jaderné bloky budou v provozu ještě minimálně 20 let. V budoucnu bude vedle jaderné elektrárny Paks I stát ještě jaderná elektrárna Paks II, jejíž výstavba má začít v roce 2018 a připojení do sítě se očekává v roce 2025. Půjde o dva reaktory typu VVER-1200 patřících ke generaci III+, které zde postaví ruský Rosatom.

Zdroje: www.atominfo.cz

           http://www.world-nuclear-news.org/

           www.iaea.org