Vylepšování Jaderné elektrárny Temelín

Od 13. března do 11. května 2020 byl první temelínský blok v plánované odstávce pro výměnu paliva. Technici však vždy odstávku využijí také k dalším činnostem - k důkladným kontrolám a modernizacím. Temelín vyrábí elektřinu pro pětinu České republiky už 19 let! Energetici vyměnili čtvrtinu paliva, zkontrolovali turbínu a bezpečnostní systémy. Kvůli koronavirové pandemii se musel upravovat harmonogram, ve finále ale termíny, i přes řadu ochranných opatření, dodrželi. Část zaměstnanců pracuje z domova, všichni v elektrárně povinně v rouškách, potřeba zajištění průjezdů hranic pro zahraniční dodavatele, měření teplot, všudypřítomná dezinfekce, změna směnového režimu. To jsou jen příklady toho, jak vypadala jedna z nejnáročnějších odstávek elektrárny Temelín v její dvacetileté historii.

První blok začal elektřinu znovu vyrábět 11. května 2020 v 16:13 hodin při padesátiprocentním výkonu reaktoru. Postupně se pak zvyšuje výkon bloku. Na 80 % probíhá další část testů, během kterých energetici ověřují rozložení výkonu reaktoru. K důležitým činnostem v průběhu odstávky tradičně patří kontroly bezpečnostních systémů, turbíny nebo kontrola tlakové nádoby reaktoru.

Program sledování životnosti tlakové nádoby využívá několik metod

Program sledování životnosti obou tlakových nádob reaktorů elektrárny Temelín je velmi podrobný. Kontroly zahrnují ověření stavu vnitřního i vnějšího povrchu a materiálu tlakových nádob reaktoru. Odborníci kontrolují například celistvost a tloušťku základního materiálu nebo svarových spojů.

Výsledky naplnily očekávání. Díky nim mají provozovatelé velmi podrobné a aktuální informace o stavu zařízení.

Tlaková nádoba reaktoru je ve velmi dobrém stavu a umožňuje bezpečný provoz další desítky let

Devět dní podrobně mapovalo speciální zařízení v hodnotě desítek miliónů korun stav tlakové nádoby reaktoru. Ultrazvukem posuzovali odborníci Škody JS od začátku dubna celistvost a tloušťku materiálů tlakové nádoby. Pomocí systému kamer prováděli vizuální kontrolu. Přitom museli na ploše 100 m² prozkoumat každý milimetr. Kontrola, která se dělá v šestiletých intervalech, je součástí programu sledování životnosti tlakové nádoby. Odborníci ji provádějí pomocí speciálního zařízení MKS (Modulární kontrolní systém). „Systémem speciálních vodotěsných a radiačně odolných kamer provádíme vizuální kontrolu vnitřku tlakové nádoby. Pomocí vířivých proudů kontrolujeme stav povrchu reaktoru a ultrazvukem jsme schopni nedestruktivně ověřit celistvost materiálů tlakové nádoby,“ popsal způsob kontroly Lukáš Stainer, vedoucí provozních kontrol ve Škodě JS.

Průběh kontroly

Kontrole předcházelo vyvezení paliva z reaktoru. Poté začali technici instalovat zařízení MKS. Jenom montáž pětitunového zařízení do reaktoru zabrala jeden a půl dne. Stejnou dobu trvá i jeho demontáž. Vlastní kontrola reaktoru probíhá deset dní nepřetržitě 24 hodin denně. Speciální stroj musí pod vodou zkontrolovat plochu o velikosti 100 m². Například při ultrazvuku je rychlost kontrolní hlavice 10 cm/s. Přímo na reaktorovém sále stroj obsluhují čtyři lidé, další dva specialisté zpracovávají a vyhodnocují naměřená data. „V rámci programu sledování životnosti tlakové nádoby pomocí ultrazvuku a speciálních kamer kontrolujeme i vnější povrch tlakové nádoby. Prostřednictvím tzv. svědečných vzorků sledujeme vliv radioaktivního záření na materiál tlakové nádoby,“ uvedl Jan Kruml, ředitel Jaderné elektrárny Temelín. (O zkoumání tlakové nádoby jsme psali již zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/447-skin-monitoruje-veverky)

Svědečné vzorky

Průběžně specialisté z reaktoru vyjímají tzv. svědečné vzorky, které předávají ke zkouškám odborníkům z ÚJV Řež. Svědečné vzorky umožňují vyhodnotit vliv radioaktivního záření na materiál tlakové nádoby. Jsou to malé kousky stejného materiálu, ze kterého je vyrobena tlaková nádoba. Jejich případné strukturní změny na mikroskopické úrovni by byly shodné se změnami v nádobě. „Stav tlakové nádoby reaktoru je jedním z klíčových faktorů určujících životnost jaderných elektráren. Výměna reaktorové nádoby je obtížně představitelná, proto jejím kontrolám věnujeme tolik pozornosti,“ vysvětluje Bohdan Zronek, člen představenstva a ředitel divize jaderná energetika společnosti ČEZ. (O programu svědečných vzorků jsme psali v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/studenti/1461-svedecny-program-zivotnost-jaderne-elektrarny-a-reaktorova-ocel)

Během odstávky energetici vyměnili 42 ze 163 palivových souborů

Zavážení probíhalo čtyři dny nepřetržitě 24 hodin denně. Soubory pracovníci prostřednictvím speciálního zavážecího stroje umísťovali na přesně stanovené pozice. Ty určili reaktoroví fyzici na základě výsledků řady složitých výpočtů. Čtvrtinu aktivní zóny reaktoru tvoří nové soubory, naopak soubory nejstarší budou v reaktoru pracovat už čtvrtým rokem. Proto odborníci palivo umisťovali tak, aby zajistili rovnoměrný vývin tepla a zároveň omezili vliv neutronů na nádobu reaktoru.

Během přesunu paliva z bazénu do reaktoru ujel zavážecí stroj přibližně pět kilometrů. Jeho maximální rychlost dosahovala necelých 30 cm/s. V průběhu zavážení se ale liší. Například vlastní palivový soubor se na pozici v reaktoru zasouvá rychlostí 3 cm/s. Každý jeho pohyb sleduje obsluha pomocí speciální kamery. Vše se děje pod vodou a veškeré manipulace jsou sledované  bezpečnostními kontrolami ze strany SÚJB a mezinárodních organizací. Výměna paliva, ale i jeho skladování, jsou prostřednictvím kamer přenášeny například do Vídně do sídla Mezinárodní agentury pro atomovou energii.

Vypínač, který reaguje rychleji než sprinter

Několik týdnů při odstávce zabrala výměna generátorového vypínače. Zařízení v hodnotě několika stovek miliónů korun odděluje elektrárnu od okolní přenosové soustavy. Také na jeho stavu tak závisejí dodávky elektřiny do přenosové soustavy. Výměna byla součástí pravidelné modernizace elektrárny. Záměrem bylo použít modernější zařízení, které je méně náročné na pravidelnou údržbu a elektrárně vydrží do konce provozu. Takový byl hlavní smysl výměny generátorového vypínače na prvním bloku Jaderné elektrárny Temelín. Jde v podstatě o bezúdržbové zařízení. Pravidelné revize se budou dělat v patnáctiletých intervalech, dosud se dělaly každý rok. Navíc výrobce garantuje životnost na dalších čtyřicet let provozu, což odpovídá předpokládané době provozu elektrárny.

Technologie vypínače

Samotný vypínač se skládá ze tří stejných komor. Na pokyn obsluhy musejí všechny tři komory zareagovat do 0,05 s. Vypínač může přitom ovládat operátor z blokové dozorny nebo elektrikář přímo z místnosti generátorového vypínače. Běžně se s vypínačem manipuluje dvakrát ročně a to při odstavování a připojování bloku k soustavě. I tak je ale nesmírně důležitý, protože jeho špatná funkce by mohla způsobit škody v jednotkách miliard korun. Vlastní výměna trvala měsíc. Podílelo se na ní pět dodavatelských firem. Nový vypínač už nepotřebuje pro svoji funkci pomocné zařízení jako například kompresorovou nebo chladicí stanici. Komora bude chlazena cirkulací vzduchu. Aby v letním období byl vzduch dostatečně chladný, museli energetici do místnosti instalovat výkonné klimatizační jednotky.

Ostrá zkouška vypínače proběhla během najíždění bloku. Výrobcem vypínače je švýcarská firma ABB, která zařízení dodává ke generátorům do celého světa.

Zdroje:

https://www.cez.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/kontrola-potvrdila-kvalitu-tlakove-nadoby-reaktoru-temelina-81839

https://www.cez.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/reaguje-rychleji-nez-sprinterska-esa-81732

https://www.cez.cz/cs/pro-media/tiskove-zpravy/v-temeline-zavezli-palivo-do-reaktoru-2-82086