Ceratizit SPS AMPER 2019 Schunk EuroBlech Murrelektronik

Nejnovější technologie v jaderné energetice

Vrchol světového vývoje v oblasti jaderné energetiky dnes představují tzv. vysokoteplotní reaktory (high temperature reactors – HTR). O jejich budoucnosti a možném využití jsme hovořili s Dr. Regisem Matziem, technickým ředitelem společnosti Westinghouse, který byl hlavním řečníkem na říjnové pražské konferenci věnované nejnovějším poznatkům v této oblasti.

 

O vysokoteplotních reaktorech se mluví už dlouho, nyní se konečně můžeme těšit, že začnou fungovat v praxi?

Máte pravdu, jejich historie je dost stará, první koncepty vznikaly už v polovině 60. let. Tyto programy se rozvíjely hlavně v USA a v Německu. V obou zemích se nejprve vybudoval prototyp a pak probíhaly testy komerčního provozu. Oba programy byly zastaveny na konci 80. let, někdy v období po černobylské havárii. V Německu z důvodů politických, v USA to bylo kvůli slabému výkonu a dalším ekonomickým parametrům.

Kdy se tedy předpokládá začátek jejich komerčního využití?

Vzorový komerční reaktor se nyní staví v Číně. Oficiální datum, kdy má být dokončen, je 2013. Ale na pražské konferenci nám zástupce z Číny sdělil, že budou potřebovat ještě řadu měsíců od momentu, kdy obdrží licenci od regulačního orgánu. Takže můj odhad je nyní rok 2015.

Jak byste stručně představil tento způsob výroby energie a v čem je jeho výhoda oproti standardním lehkovodním reaktorům?
Palivem je zde vysoce obohacený uran ve formě malých kuliček oxidu uraničitého. Kuličky povlékané vrstvami karbidu křemíku a uhlíku jsou rozptýleny v koulích grafitu, velkých asi jako tenisový míček. Grafit slouží jako pevná, tepelně odolná schránka uranu i jako moderátor. Chladivem je helium.
Teplota reaktoru je třikrát vyšší než u lehkovodních reaktorů, takže účinnost je velmi vysoká. Teplo z reakoru se dá použít nejen k výrobě elektřiny, ale také jako procesní teplo vhodné např. pro petrochemický průmysl i další odvětví. Pomocí dalších chemických reakcí lze teplo použít na výrobu vodíku.

Dokáže tato technologie nějak využít vyhořelé jaderné palivo?
Jde to, ale proces recyklace bude pravděpodobně mnohem náročnější, než u reaktorů, které jsou dnes v provozu. Běží na to jeden nebo dva výzkumné projekty, snad budeme brzy vědět víc.

Jaká jsou hlavní úskalí dalšího rozvoje této technologie?

Největší výzvy jsou v oblasti licencování, dalšího vývoje materiálů a paliv, nutná je spolupráce s koncovými uživateli – zástupci některých průmyslových odvětví. Neobejdeme se bez podpory ze strany vlád.

Zmínil jste, že chladivem je helium. To však velice snadno proniká různými materiály - není to nebezpečné z hlediska provozu elektrárny? Nemůže dojít k úniku látek?
Není, stačí mít jen správnou strukturu ochranné obálky reaktoru, tzv. kontejnmentu.

Nároky na materiály jsou v tomto případě asi hodně vysoké, že?
Ano. Do vývoje těchto materiálů se momentálně investuje na několika místech po světě. Nicméně některé části reakoru, jako např. jeho tlaková nádoba, mohou být vyrobeny ze stejné oceli, jakou používáme u lehkovodních reaktorů.

Tím se dostáváme k aktuálním projektům vaší firmy. Momentálně stavíte lehkovodní reaktory tří a půlté generace v Číně – jak se vám to daří?

Westinghouse staví v Číně celkem čtyři reaktory AP1000 a všechny čtyři projekty běží podle časového harmonogramu, nebo jsou dokonce v předstihu.

Je to vlastně první projekt svého druhu – nemáte při stavbě nějaké problémy s touto novou technologií?
Ne, s technologií žádné problémy nejsou. Občas jen musíme provádět nějaké inženýrské práce, které původně nebyly v plánu, jinak všechno jde, jak má.

V Číně stavíte tzv. modulárním způsobem, kdy se jednotlivé části elektrárny skládají na místě jako stavebnice. Tento způsob je plně přenesitelný i do Česka?

Ano. Všechny naše velké moduly se skládají z podmodulů a ty mohou být dopravovány po železnici. Kdybyste měli přístup k moři nebo velké řece, bylo by možné dopravit vodní cestou rovnou ty velké moduly. Ale v případě České republiky bychom využili železnici a vše sestavovali u Temelína přímo na stavbě.

To malinko předbíháte. Proč myslíte, že si ČEZ vybere právě vás jako hlavního dodavatele dokončení Temelína?
Já samozřejmě nevím, koho si ČEZ vybere, ale jsem přesvědčen, že naše nabídka bude ekonomicky nejvýhodnější. Koncept reaktoru AP1000 je totiž revoluční zejména ve své jednoduchosti: jednodušší výstavba, provoz a údržba, zajištění bezpečnosti, to vše má samozřejmě vliv na cenu.

V čem konkrétně?
Tak například způsob zajištění bezpečnosti. AP1000 je reaktor s tzv. pasivní bezpečností, ostatní používají aktivní koncept. Jedním z výsledků je to, že naše elektrárna je mnohem menší. Neřeknu vám teď přesné číslo, ale zastavěná plocha je zhruba o třetinu menší. Důvod je jednoduchý: aktivní bezpečnostní systémy se umisťují mimo kontejnment a všechny se pochopitelně musí dát do kvalitní, dobře chráněné budovy. Ve výsledku je to několik na sobě nezávislých budov kolem kontejnmentu. V případě pasivního systému je všechno zařízení související s bezpečností umístěno přímo v kontejnmentu.

Vy žádné aktivní prvky nepoužíváte?

Ano, ale ne pro zajištění bezpečnosti v případě vážných havárií. Takže je nemusíme nákladně certifikovat a zákazník za ně nemusí draze platit. U aktivní bezpečnosti všechny její prvky vyžadují vysoké bezpečnostní standardy, jsou úzkoprofilové a tím drahé. Navíc je velmi vysoká pravděpodobnost, že tyto systémy vlastně nikdy nebude třeba použít, tak proč do nich investovat spoustu peněz, když vlastně nepočítáte s jejich využitím. V našem konceptu je to všechno jen o nádržích, ventilech a potrubí, zbytek obstarají fyzikální síly, jako je gravitace.

Můžete uvést příklad nějaké vážné havárie a jak by se s ní váš systém vypořádal?
Jedna z mála pravděpodobných variant, na které se připravujeme, je třeba porušení potrubí u reaktoru, v jehož důsledku začne ze systému unikat chladivo, tedy lehká voda. Systém detekuje únik a začne automaticky z nádrží v kontejnmentu lít vodu do systému reaktoru. Pokud to stále nestačí k ochlazení reaktoru, čistě na základě detekce tlaku a výše hladiny vody se z  nádrží injektuje další voda. Kdyby se tyto nádrže vyprázdnily, pak tu máme ještě jednu velkou nádrž umístěnou nad reaktorem, která se vyprázdní čistě díky fungování zemské přitažlivosti.
Všude v kontejnmentu pak máte páru. Kontejnment je z vnějšku chlazen vzduchem a díky tomu pára kondenzuje na vodu. Tato voda se pak zase přirozeně vrací dolů do nádrže. Je to uzavřený systém, který může fungovat docela dlouho stále dokola.

Jaká je v takových případech role obsluhy elektrárny?

Aktivní systémy vyžadují v případě vážného problému reakci operátora zhruba do dvaceti minut. S naším konceptem můžete čekat tři dny a elektrárna se bezpečně vypne. Operátor pochopitelně může dělat nějaké kroky, ale my z něj snímáme ten stres. Největší jaderné havárie v Černobylu a v Three Mile Island byly způsobeny selháním lidského faktoru a tomu my chceme předejít – aby nemusel operátor dělat závažná rozhodnutí pod tlakem.
 
Publikováno: 5. 2. 2011 | Počet zobrazení: 2515 článek mě zaujal 371
Zaujal Vás tento článek?
Ano