Reaktory VVER-440 z první generace: dva pohledy na věc

Rusko se rozhodlo všechny dosud provozované reaktory s typovým označením V-179 a V-230 připravit na prodloužení životnosti o dalších 15 let. Díky úpravám budou moci zůstat v provozu déle, než je jejich projektovaná životnost, jejich provoz se tedy protáhne na celkových 60 let. Škoda, že tento postoj nezastávala v minulosti i EU.

V minulých týdnech jsem na internetu objevil zprávu o rozběhu rozsáhlých modernizačních činností na nejstarších provozovaných blocích VVER-440 v Ruské federaci. Je sice pravda, že v Novovoroněži se 25.12.2016 definitivně odebral do důchodu 3.blok s tímto reaktorem, ale jeho soused z jedné haly, reaktor číslo 4, se dočká dalšího prodloužení provozu a to spolehlivě dodává elektřinu již od roku 1973! Blok číslo 3 poslouží jako demonstrační projekt pro vyřazování jaderných komplexů z provozu. Budou se na něm testovat různé postupy likvidace materiálů a zařízení.

Ale odbíhal bych od tématu, takže se vrátím zpátky. Rozsáhlé materiálové analýzy svědečních vzorků, to jsou ty, které se vkládají do reaktorové tlakové nádoby, jsou vyrobeny ze stejné slitiny a zkoumá se na nich vliv silného radiačního působení, včetně důsledků neutronového toku, ukázaly, že původní projektovaná třicetiletá životnost bloků VVER-440/V-230 (JE Kola) a jeho velmi podobných V-179 (3.a 4.blok JE Novovoroněž 1) je až příliš přísná. Je obecně známo, že ruští jaderní projektanti vyvíjeli velmi robustní a především spolehlivý model bloků, kde se nešetří ani ocelí, natož pak betonem. A dosavadní výsledky provozu těchto reaktorů ukazují, že se projekt opravdu osvědčil. Žádné významné technické odchylky, natož havárie.

STOP a teď žíhat, prosím!

Na základě pozitivních zpětných vazeb od provozovatelů by tedy byla škoda úplně původní reaktory řady VVER-440 odstavit. Kurčatovský institut ve spojení s projekční společností OKB Gidropress tedy vyvinul metodu, navracející původní vlastnosti tlakové nádobě. Tlaková nádoba velmi trpí teplotním cyklováním (především rozdílem teplot při odstávce a za provozu) a masivním radiačním zatížením, kdy dochází k postupné ztrátě mechanických vlastností – a to hlavně na úrovni sváru. Žíháním, kdy je nádoba reaktoru zahřáta na teplotu 475°C, ponechána ohřátá po dobu 150 hodin a pak pozvolně chladne, dojde k navrácení poruch v krystalografické mřížce. Díky tomu se obnoví mechanické vlastnosti materiálu a reaktor, jehož nádoba se v šachtě nedá vyměnit, může být provozován po mnohem delší dobu. Proces regeneračního žíhání je prováděn pomocí výkonné pece válcové stavby, ktreá je zavezena do tlakové nádoby po vyvezení paliva a vnitroreaktorového koše. Proces trvá asi 15 dní. Po tomto procesu jsou zpět do nádoby navráceny krom koše a kazet s palivem také další vzorky, které se vyjmou a projdou testy ve specializované laboratoři v rámci další odstávky na výměnu paliva.

Jen pro srovnání – problematika svědečních vzorků se týká úplně všech, a to i našich elektráren, které jsou vybaveny novějšími bloky VVER-440/V213 a VVER-1000/V320, přičemž testování u nás probíhá v ÚJV Řež. Laboratorní zkoušky jsou přímou součástí programu tzv. řízeného stárnutí.

Není ochrana jako ochrana

V souvislosti s prodlužováním životností bloků v Rusku jsou také prováděna rozsáhlá opatření, zvyšující bezpečnostní standardy. Bloky na bázi VVER-440/V-230 a jeho spřízněné modely jsou dovybavovány systémy, nahrazující chlazení při úplném výpadku napájení, kdy dokáží fungovat i bez elektřiny. Systém funguje na gravitačním principu, kdy jsou do primárního okruhu zařazeny dvě velkokapacitní nádrže pro chladicí demineralizovanou vodu, která je obvykle zředěna ještě roztokem kyseliny borité. Ta má velmi účinný průřez pro pohlcování neutronů a díky tomu zastavuje štěpení. Pro případ ztráty napájení má však projekt zakomponovanou základní ochranu: pokud dojde k výpadku napájení, jsou naplno uvolněny i regulační kazety, které vlastní vahou spadnou do aktivní zóny a zastaví štěpnou reakci. Obrovským rozdílem při porovnání s černobylským vodografitovým reaktorem je fakt, že k úplnému zasunutí kazet u VVER stačí zhruba 3-5 vteřin, kdežto tyče SUZ u RBMK spadnou na dno až za neskutečných 18-20 vteřin od stisku tlačítka havarijní ochrany nebo při výpadku napájení. Systém klastrů u černobylského typu nejprve vyvolá zvýšení štěpného výkonu, což je potřeba pro odvodnění kanálů, kam se tyto soubory zasouvají a proto je jejich účinek tak pomalý.

Důležité úpravy v rámci prodlužování provozu

Aby mohly reaktorové bloky i nadále plnit svoji funkci spolehlivého dodavatele elektřiny do ruské rozvodné sítě, prodlužování provozní licence je často podmíněno rozsáhlými vylepšeními, která například zahrnují:

• Žíhání tlakových nádob reaktorů viz text výše;
• instalaci modernizovaných pojistných ventilů kompenzátoru objemu;
• zlepšení těsnosti hermetických prostor;
• seismické zodolnění budov a zařízení primárního okruhu;
• instalaci systému superhavarijního napájení parogenerátorů chladivem;
• posílení systému nouzového napájení bloků pro případ výpadku dodávky elektřiny;
• zvýšení spolehlivosti dodávek vody do sekundárního okruhu;
• modernizaci ventilačního, požárního a řídícího systému elektrárny.

I vyhovující bloky EU nechtěla

Dnes už mě nepřekvapuje, že je Evropská Unie terčem kritiky celé řady občanů. Jedním z důvodů může být i například odstavení Jaderné elektrárny V1 s bloky V230 v Jaslovských Bohunicích. Tato populární a především velmi spolehlivá dvojice reaktorových jednotek vyráběla elektřinu pro Slovensko v letech 1978-2008. V devadesátých letech komplex prošel velmi náročnou sérií rekonstrukcí tak, aby byla zvýšena bezpečnost na odpovídající úroveň. Evropská Unie však požadovala v rámci přístupových jednání se Slovenskem odstavení těchto bloků, a tak v roce 2006 byl odstaven blok č.1 a dva roky na to jeho soused č.2. Díky nesmyslnému diktátu se tak SR stala závislou na dovozu elektřiny, neboť ani dnes ještě není zprovozněna druhá dvojice bloků V213 v Mochovcích, ačkoliv dostavba probíhá od roku 2008. Podobně dopadly i 4 stejné bloky v bulharské JE Kozloduj, první dvojice utichla v roce 2004 a druhá v roce 2008. A zde je problém stejný, Bulharsko musí elektřinu dovážet, osud nových bloků v Belene je ve hvězdách, stavba byla několikrát rozběhnuta a zastavena.

Npadá mě myšlenka, zda by kromě fondů na financování odstavení starších reaktorů také unie neměla plně financovat výstavbu nových, protože pokud bude docházet k větším propadům výroby z jádra, velmi pravděpodobně dojde jak ke zvýšení emisí z uhelných zdrojů, tak z nadměrnému zatěžování evropské distribuční sítě vlivem výrazných tranzitních přetoků elektřiny.

Z politických důvodů byla také odstavena obří elektrárna Lubmin u Greiswaldu v Německu, ale to se psal rok 1989. Tento krok navazoval na tehdejší pád režimu a znamenal konec jednoho z největších jaderných komplexů na světě. Tehdy provozované reaktory VVER-440/V230 také prošly regeneračním žíháním, avšak i přesto byly trvale odstaveny. Pokud by fungovaly dodnes, pak by přispěly s tehdy stavěnými dalšími čtyřmi bloky V213 k výrobě bezemisní elektřiny a stabilitě přenosové soustavy.