Pokročilý tlakovodní reaktor VVER-1200 generace III+

9. 12. 2016 10:00:06
Dalším z řady ruských lehkovodních reaktorů je jaderný reaktor VVER-1200, pokročilejší a výkonnější verze známých jaderných reaktorů v našich jaderných elektrárnách, a to VVER-440 a VVER-1000.

Jaderný reaktor VVER-1200 typ 491 je lehkovodní tlakovodní jaderný reaktor generace III+ vyvíjený ruskou společností Gidropress, která pracuje pod společností Rosatom. VVER-1200 má tepelný výkon přibližně 3200 MW a elektrický výkon přibližně 1170 MW. Jedná se o čtyřsmyčkovou koncepci, pro porovnání reaktor VVER-440 má 6 parogenerátorů, každý se svým vlastním cirkulačním čerpadlem a potrubím, VVER-1000 má 4 smyčky. Tlak v primárním okruhu reaktoru VVER-1200 dosahuje 16,2 MPa což je srovnatelné s VVER-440 i VVER-1000. Teplota na výstupu z reaktoru je přibližně 330 °C a chladicí směs na vstupu do reaktoru má přibližně 300 °C. Palivo v jaderném reaktoru VVER-1200 je navrženo pro 4letý provoz s možností využití MOX paliva, což je jeden z požadavků na reaktory generace III+.

Aktivní zóna reaktoru obsahuje 163 palivových kazet, každá palivová kazeta obsahuje 312 palivových proutků. V každé palivové kazetě je 18 servisních kanálů pro senzory. Palivové peletky, obohacené přibližně na 5 % jsou obaleny zirkoniovým pokrytím. Průměrný lineární tepelný výkon je 167,8 W/cm palivového proutku, přičemž palivová kazeta je dlouhá 457 cm (výška palivové kazety u jaderné elektrárny Temelín, reaktor VVER-1000, činí 353 cm).

Jadernou reakci řídí 121 regulačních svazků, které udržují stabilní výkon reaktoru, tím že mění reaktivitu aktivní zóny. Dále potlačují vznik xenonových oscilací, ke kterým může docházet v každém velkém reaktoru. Jde o jev spojený s jeho fyzickými rozměry a řídicí systém je uzpůsoben k jejich automatickému potlačování, takže nemohou představovat žádné ohrožení bezpečného provozu reaktoru. Xenonové oscilace vznikají v důsledku schopnosti jednotlivých částí reaktoru fungovat samostatně. Xenon vzniká při štěpení jaderného paliva, má vysoký účinný průřez pro absorpci a tím velmi „brzdí“ jadernou reakci. Vlivem změny reaktivity v horní části reaktoru (částečné zasunutí regulačních orgánů) se výkon reaktoru přesune do spodní části, kde začne vznikat více xenonu, tím pádem se potlačí výkon v dolní části reaktoru, jako důsledek parazitní absorpce neutronů na xenonu, a výkon se přelije zpět do horní části reaktoru.

VVER-1200 má 4 parogenerátory postavené horizontálně, shodně jako jiné typy VVER reaktorů. Pokud má jaderná elektrárna postaveny parogenerátory horizontálně, je mnohem nižší a seismicky odolnější. Parogenerátor je 13,82 m dlouhá válcová tlaková nádoba s vnitřním průměrem 4,2 m. Průtok chladicí kapaliny zajištují hlavní cirkulační čerpadla, každé má nominální průtok chladiva 21500 m3/h.

Kompenzátor objemu má tvar válcové nádoby s vnitřním průměrem 3 m a vnějším průměrem 3,3 m. Objem kompenzátoru objemu má 79 m3 a slouží k vyrovnávání tlaku v primárním okruhu. S měnící se teplotou chladiva se také mění objem. Kompenzátor objemu pracuje na principu ochlazování a ohřívání chladiva, celkový tepelný výkon ohříváku v parogenerátoru je 2520 kW.

Bezpečnostní systémy jaderného reaktoru VVER-1200 se skládají z několika částí. Nízkotlaký vstřikovací bezpečnostní systém, vysokotlaký vstřikovací bezpečnostní systém, reziduální odvod tepla, pasivní chlazení aktivní zóny, rychlé vstřikování koncentrované kyseliny borité, bezpečnostní systém odvodu plynů z aktivní zóny. Další bezpečnostní prvky jsou zaměřeny na ochranu primárního potrubí před vysokým tlakem, jedná se o primární a sekundární přetlakové ochranné systémy a pasivní odvod tepla přes parogenerátory. VVER-1200 obsahuje dvojitý kontejnment. Ten jednak chrání elektrárnu před vnějšími vlivy a to až pádem dopravního letadla, stejně tak, jako chrání okolní prostředí před případnými nehodami na elektrárně. Kontejnment je jedním z požadavků na reaktory III+ generace.

Hlavními rozdíly mezi reaktory VVER-1000 a VVER-1200 jsou v pasivních bezpečnostních prvcích. Jedním takovým je systém odvodu tepla z aktivní zóny do atmosféry přes parogenerátory. Velké potrubí a tepelné výměníky, umístěné na reaktorové budově, jsou patrné již z pohledu na reaktorovou budovu. Hlavní funkce tohoto systému tkví v užití přirozené cirkulace vzduchu přes tepelné výměníky, kde se ohřívá a je vypouštěn do atmosféry. Tento systém je uveden do provozu v případě výpadku všech způsobů napájení, což znamená ztrátu napájení od sousedních bloků, z elektrické sítě, výpadek diesel generátorů.

Dalším inovativním prvkem oproti VVER-1000 je lapač roztavené aktivní zóny. Tento systém v případě nehody s tavením paliva zabrání tomu, aby se roztavené jaderné palivo dostalo mimo reaktor a nezpůsobilo tak vážné problémy, které jsou známé například z jaderné elektrárny Fukushima. Podle vývojářů reaktoru VVER-1200 je však tato nehoda pravděpodobná přibližně jednou za 60 milionů let.

Další částí jaderné elektrárny je turbinový sál, ve kterém jsou umístěny turbíny. VVER-1200 obsahuje 4 nízkotlaké díly a jeden vysokotlaký díl turbíny. Délka turbín je celkem 52,3 m, délka turbín i s generátorem elektrické energie je 74,5 m. Turbíny jsou pro jednotlivé elektrárny různé. Turbínami protéká přibližně 6408 tun páry za hodinu o tlaku 6,8 MPa a vstupní respektive výstupní teplotě 283 °C respektive 228 °C.

Zdroje: http://rosatomnewsletter.com/

www.atominfo.cz

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

www.iaea.org

Autor: Pavel Suk | pátek 9.12.2016 10:00 | karma článku: 21.19 | přečteno: 1513x

Další články blogera

Pavel Suk

Solné reaktory – řešení energetického problému lidstva?

V minulém článku byly shrnuty základní informace o reaktorech s roztavenými solemi, v následujících odstavcích si můžete přečíst současný vývoj těchto reaktorů, hlavně reaktoru Integral MSR.

7.3.2018 v 16:30 | Karma článku: 16.62 | Přečteno: 878 | Diskuse

Pavel Suk

Solné reaktory - minulost, nebo budoucnost?

Jsou všechny koncepty jaderných reaktorů podobné tlakovodním reaktorům? Může být jaderné palivo v tekuté formě? Historii i princip fungování solných reaktorů si můžete přečíst v následujícím článku.

6.3.2018 v 18:50 | Karma článku: 21.42 | Přečteno: 1059 | Diskuse

Pavel Suk

NUSIM2017: Zachování know-how jako klíčová dovednost pro existenci jadrných elektráren?

Nábor nových pracovníků Slovenských elektráren a skupiny ČEZ není jednoduchá práce. Řešení a názory jak personalistů, tak vědeckých odborníků si můžete přečíst v následujícím článku, na závěr pohled analytika z Jobs.cz

5.12.2017 v 20:51 | Karma článku: 10.13 | Přečteno: 268 | Diskuse

Pavel Suk

NUSIM2017: Role design authority a zvládání těžkých havárií na jaderných elektrárnách

V druhé části konference NUSIM byly řešeny problémy design authority s hlavním tématem udržení plánů jaderných elektráren ve shodě s projektem, a také bezpečnostní systémy pro reaktory generace II ke zvládání těžkých havárií.

5.12.2017 v 18:19 | Karma článku: 9.80 | Přečteno: 154 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

O muži, který zachránil celý svět

Ne, dnešní blog nebude o ekologii. Nebude o samozvaných hrdinech, kteří se perou o místo před kamerou. Bude o člověku, který opravdu zachránil svět. Zcela potichu a bez účasti médií. (délka blogu 5 min)

22.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 43.91 | Přečteno: 5094 | Diskuse

Petr Hlinomaz

Ochrany životního prostředí se ujal extrémismus

Antropogenní vliv skleníkových plynů úzce souvisí s ochranou životního prostředí, přesto někteří tento jasný fakt stále nedokáží pochopit, dokonce to považují za faul, neboť zejména oxid uhličitý přeci naopak životu prospívá.

21.8.2019 v 8:42 | Karma článku: 10.72 | Přečteno: 510 | Diskuse

Jan Mestan

V plochou Zemi podle časopisu Forbes věří zhruba třetina mileniálů

Mileniálové ve Spojených státech, zdá se, často nevnímají Zemi kulatě. Ale jako placku. Zbytek světa na tom nebude lépe.

20.8.2019 v 10:46 | Karma článku: 16.24 | Přečteno: 646 | Diskuse

Jan Fikáček

Naučte svého psa kvantovou mechaniku

Současná fyzika je zvláštní v tom, že někdy hledá podivné souvislosti tam, kde jsou souvislosti v principu prosté. Na jednu stranu je to logické, neboť fyzika 20. století je ve srovnání s newtonovskou fyzikou hodně zvláštní.

19.8.2019 v 9:03 | Karma článku: 40.45 | Přečteno: 2188 | Diskuse

Dana Tenzler

Mýty kolem jaderné energetiky - nevyřešené uskladnění odpadů

Odpůrci jaderné energetiky rádi poukazují na údajně nevyřešený problém skladování vysoce radioaktivních odpadů, které vznikají při výrobě energie v jaderných reaktorech. Opravdu nám dlouhodobě hrozí zamoření? (délka blogu 10 min)

19.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 32.32 | Přečteno: 1225 | Diskuse
Počet článků 59 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 573

Jmenuji se Pavel Suk, je mi 24 let, studuji ČVUT, fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou, studijní obor Jaderné inženýrství.

Najdete na iDNES.cz