V červenci 2016 bylo do reaktoru VVER-1000 druhého bloku indické jaderné elektrárny Kudankulam zavezeno jaderné palivo a byla poprvé rozběhnuta kontrolovaná řetězová štěpná reakce. V této elektrárně najdeme několik technologicky zajímavých bezpečnostních systémů, které jsou používány i na reaktorech VVER-1200 stavěných v Rusku, Finsku, Turecku a nabízených v bývalém tendru na rozšíření jaderné elektrárny Temelín.

Nejvýraznějším z inovativních bezpečnostních systémů elektrárny Kudankulam, s nimiž se setkáme i na nejnovějších jaderných elektrárnách ruské konstrukce, je systém SPOT. 

 

Pasivní odvod tepla do atmosféry

Jde o systém, který bude odvádět teplo z aktivní zóny do atmosféry v případě selhání běžných bezpečnostních systémů. Jeho velké tepelné výměníky jsou dobře patrné na střeše reaktorové budovy.

Pokud dojde k mimořádné vnější události, která vyřadí z provozu napájení hlavních cirkulačních čerpadel, přestane být palivo v aktivní zóně chlazeno. K zastavení řetězové štěpné reakce sice dochází během několika vteřin, avšak rozpálené palivo má stále takový tepelný výkon, že pokud nebude chlazeno, dojde k jeho roztavení. Jaderné elektrárny jsou vybaveny řadou bezpečnostních systémů, které mají v tomto případě zabránit poškození aktivní zóny přehřátím. Jak ale ukázala havárie japonské jaderné elektrárny Fukušima Dajiči, může dojít k tak závažné mimořádné události, že i tyto systémy nebudou správně fungovat. Proto projektanti jaderných elektráren z ruských projekčních kanceláří NIAEP a OKB Gidropress jdou dále a vyvíjí stále další a další bezpečnostní systémy. Do projektu indického Kudankulamu, jehož výstavba začala v roce 2002, tak byl začleněn systém SPOT.

Do parogenerátorů je přiváděna voda z reaktorové nádoby a předává zde teplo vodě sekundárního okruhu, která se mění na páru a za normálního provozu roztáčí turbínu připojenou k elektrogenerátoru vyrábějícímu elektrickou energii. Systém SPOT odebírá z parogenerátorů páru a odvádí ji do tepelných výměníků na střeše budovy s reaktorem. Těmito výměníky prochází vzduch, který odebírá teplo z páry a tím způsobuje její ochlazení a kondenzaci. Voda cirkuluje mezi parogenerátorem a tepelným výměníkem díky přirozenému oběhu a stejně tak cirkuluje i vzduch tepelným výměníkem. Regulační ventily systému SPOT jsou řízeny samotnou párou, takže celý systém pracuje pasivně (tj. bez dodávky elektřiny a zásahu obsluhy).

 

Rychlé zastavení řetězové reakce

Druhým inovativním systémem je SBVB, který zastavuje řetězovou štěpnou reakci a převádí reaktor do podkritického stavu. Toho docílí pomocí rychlého vstříknutí kyseliny borité do primárního okruhu. Tato látka absorbuje neutrony, které tak nemohou rozštěpit další jádra uranu.

Tento systém je zálohou havarijních tyčí, které slouží k rychlému odstavení reaktoru v případě mimořádné události. Pokud by byly z jakéhokoliv důvodu zablokovány, došlo by ke spuštění systému SBVB. Přesněji je tento systém uváděn do chodu, pokud automatika reaktoru vyšle signál k okamžitému odstavení reaktoru a do čtyř vteřin nedojde ke snížení výkonu pod úroveň 15 %.

 

Další bezpečnostní systémy

Zmíněné dva systémy jsou ukázkou toho, jak je možné zálohovat běžné bezpečnostní systémy a posouvat bezpečnost jaderných bloků o několik stupňů dále. Nejsou ale tím jediným, co bylo v tomto směru učiněno na Kudankulamu. K dalším pasivním systémům patří lapač taveniny, který i při selhání úplně všech systémů zajistí bezpečnou izolaci roztaveného jaderného paliva od životního prostředí, jeho ochlazování a zastavení řetězové štěpné reakce. Této krajnosti mají předcházet také systémy pasivní filtrace meziprostoru mezi dvojitým kontejnmentem a pasivní systém rekombinace vodíku uvnitř kontejnmentu. 

„Druhý blok Kudankulamu je názornou ukázkou toho, jak konstruktéři velmi pohotově zareagovali na události ve Fukušimě a původní design reaktoru během stavby vylepšili o robustní dodatečné bezpečnostní prvky tak, aby elektrárna odolala všem myslitelným extrémním vlivům zvnějšku. To se samozřejmě podepsalo na výsledné ceně projektu, avšak i tak je jádro v indických podmínkách schopné cenově velmi dobře konkurovat plynovým či uhelným elektrárnám. Úspěšný start reaktoru dává Rosatomu dobré předpoklady pro získání dalších kontraktů v zemi,“ řekl energetický expert Václav Trejbal. Připomněl, že v Kudankulamu již byly zahájeny práce na dalších dvou jednotkách a kontrakt na pátou a šestou by měl být podepsán do konce roku. „Indie chce v následujících letech vybudovat 20 reaktorů. Ruský jaderný koncern má dobře nakročeno, aby si z tohoto koláče uzmul více než polovinu,“ dodal Trejbal. 

 

Není to jen teorie

Dva jaderné bloky elektrárny Kudankulam stavěla ruská společnost Atomstrojexport, která patří do

 ruské korporace pro atomovou energii Rosatom a která společně s českými společnostmi podala nabídku do zrušeného tendru na rozšíření Temelína. Protože nabízené bloky VVER-1200 evolučně vychází z nejmodernější verze reaktorů VVER-1000, použitých na Kudankulamu, mohly by nám tyto reaktory říci mnohé o bezpečnosti budoucích temelínských bloků (samozřejmě pokud budou skutečně postaveny a za předpokladu, že je postaví ruské společnosti ve spolupráci s českými).

První z reaktorů typu VVER-1200 je od 5. srpna ve fázi energetického spouštění v Novovoroněžské jaderné elektrárně a stal se tak prvním reaktorem generace III+, který dodal elektřinu do sítě. S tímto typem reaktorů se setkáme i na dalších dvou ruských elektrárnách - Leningradská II a Baltická. V pokročilé fázi je výstavba i v Bělorusku na Ostrovecké elektrárně a probíhá příprava výstavby ve finské elektrárně Hanhikivi. Nejbližší zemí k Česku, kde tyto bloky budou stát, je potom Maďarsko, kde budou tvořit rozšíření elektrárny Pakš.

Vladislav Větrovec