Tchien-wan

Dnešní článek popíše jednu z nejbezpečnějších tlakovodních jaderných elektráren. Jedná se o čínskou Tchien-wan (pchin-jin: Tianwan), která se ve své kategorii pyšní několika nadstandardními bezpečnostními prvky.

V oblasti jaderné energetiky jsou velmi často, obzvlášť po událostech roku 2011, pokládány otázky typu: „Je to bezpečné? “, „Nemůže se stát nějaká nehoda? “. Tchien-wan je čínská jaderná elektrárna, která leží na severovýchodě provincie Jiangsu poblíž města Lianyungang. Komplex jaderných elektráren nyní obsahuje 2 vystavěné bloky Tianwan-1, Tianwan-2 a další 4 bloky ve výstavbě. Čtyři bloky budou mít ruské reaktory VVER-1000 s novými bezpečnostními prvky, které standardní modely VVER-1000 nedisponují. Další dva bloky jsou čínské ACPR-1000. Výstavba prvního bloku, Tianwan-1, začala 20. října 1999 a byla připojena k elektrické síti v roce 2006. Komerční provoz prvního bloku byl zahájen 17. května 2007. Výstavba druhého bloku, Tianwan-2, začala přesně o rok později, ale ke vstupu do komerčního provozu došlo již v srpnu roku 2007.

Rozestavěné bloky VVER-1000 by měly být připojeny k elektrické síti v roce 2018. Připojení ACPR-1000 zatím není známo.  Kromě čtyř rozestavěných bloků má Čína v plánu dostavět další 2 bloky s reaktory VVER-1200. 

Zázemí výstavby

Bloky 1 a 2 čínského komplexu jaderných elektráren Tianwan byly stavěny ruským Atomstrojexportem společně s domácím trhem. Ruské firmy dodávaly hlavní komponenty jako je reaktor, potrubní systémy, čerpadla, parogenerátory a některé bezpečnostní prvky, zatímco čínské firmy dodávaly převážně vybavení velínů, bezpečnostní prvky a jiné kontrolní systémy. Cena jednoho bloku se tak dostala na 3,3 miliardy amerických dolarů.      

Stručný popis elektrárny

Jedná se o elektrárnu s reaktory VVER-1000, 4smyčková koncepce s vertikálními parogenerátory a čerpadly. Reaktory jsou založeny na typu 392, avšak díky různým odlišnostem, především v bezpečnostních prvcích, získala elektrárna označení typ 428. Elektrický výkon se pohybuje kolem 1060 MW na blok. Teplota a tlaky v primárním a sekundárním okruhu jsou srovnatelné s typem 320 (JETE).

Bezpečnostní prvky

Jak již bylo řečeno, dle organizace IAEA, byla jaderná elektrárna Tianwan v roce 2008 označena  nejbezpečnější jadernou elektrárnou na světě. Jedná se o elektrárnu s inovativními bezpečnostními prvky. Kromě standardních bezpečnostních prvků jako je dvojitý kontejnment vyztužený předepjatými lany, odvod plynů z kontejnmentu, hydroakumulátorů, pasivní a aktivní vstřikování kyseliny borité a jiných bezpečnostních prvků, má tento model navíc lapač roztavené aktivní zóny.

Lapač roztavené aktivní zóny

Lapač roztavené aktivní zóny je zařízení, které v případě nehody takové úrovně, že by došlo k tavení paliva, dokáže roztavené palivo zachytit a zabezpečit jeho podkritičnost, tím pádem zabrání dalšímu vývinu tepla z tohoto paliva. Lapač roztavené aktivní zóny pracuje na takzvaném obětním materiálu, který tavenina roztaví a vzájemným promícháním zajistí podkritičnost taveniny.

Nehoda s tavením paliva se stala například v jaderné elektrárně Fukušima v roce 2011. Je spojena s nedostatkem prostředků k chlazení reaktoru. Vývin tepla v reaktoru lze rozdělit do dvou částí. V první řadě jde o štěpení jaderného paliva, při kterém vzniká největší množství energie.

Druhým, méně významným, zdrojem tepla při klasickém provozu reaktoru je záření gama a s ním spojený gama ohřev. Druhý způsob vývinu tepla se výrazně uplatňuje při odstavení reaktoru, kdy se zastaví štěpná reakce a vývin tepla je zprostředkovaný pouze gama ohřevem. Při rozštěpení jádra uranu zůstanou štěpné produkty ve vzbuzeném stavu a zářením gama ztrácí energii a dostávají se tak do stabilního stavu.

Při odstavení reaktoru je nutné jej chladit ještě několik dní po zastavení štěpné řetězové reakce. Není-li chlazení dostatečné, může se stát, že by se jaderné palivo roztavilo a dostalo do moderátoru (vody) a mohla by tak začít probíhat znovu štěpná řetězová reakce. Tomu zabrání lapač roztavené aktivní zóny, který je vyroben z takových materiálů, které co nejvíce absorbují neutrony a tak zabraňují znovuobnovení štěpení. 

Závěr

Čína má v posledních letech velké problémy s emisemi v ovzduší. Jelikož se jedná o velmi rozvinutou zemi s velkou spotřebou elektrické energie, rozhodla se řešit své problémy výstavbou jaderných elektráren. Jaderné elektrárny staví také s pomocí ruského Atomstrojexportu, který patří pod ruskou korporaci Rosatom. První dva bloky jaderné elektrárny Tianwan-1 a Tianwan-2 byly stavěny ze 70 % ruskými firmami a ze 30 % domácími firmami. Nyní Čína staví další 2 bloky se stejnými reaktory, jako jsou v prvních dvou blocích a 2 bloky vlastní výroby ACPR-1000. Nyní je rozdělení ruského trhu a čínského rovnoměrné. V budoucnu by měly být vystavěny další  dva bloky VVER-1200 v komplexu Tianwan.

Komplex Tianwan se pyšní jednou z nejbezpečnějších jaderných elektráren. Bezpochyby se na této skutečnosti podílel lapač aktivní zóny, který v této elektrárně byl vystavěn jako první.

Zdroje: http://www.iaea.org

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

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