Kam se posouvají provozované reaktory VVER

Postavit jadernou elektrárnu je jedna věc. Druhou stejně důležitou věcí je ji provozovat co nejefektivněji a nejhospodárněji. A tady klade současná energetika nové nároky, kterým se musejí energetické zdroje přizpůsobovat.

Regulovaný provoz

V přenosových soustavách jednotlivých zemí roste podíl obnovitelných zdrojů s proměnlivou výrobou, jako jsou solární a větrné elektrárny. Kvůli přednostnímu výkupu elektřiny z těchto zdrojů se musejí ostatní elektrárny přizpůsobovat a v obdobích, kdy je jasná obloha nebo hodně fouká vítr, omezují svou výrobu, aby síť zůstala stabilní. Kromě toho roste důraz i na kopírování zatížení sítě. To znamená, že během malého odběru vyrábí elektrárny méně elektřiny a ve špičce jedou naplno.

Pro jaderné elektrárny to tedy znamená změnu oproti tomu, jak jsme byli zvyklí je provozovat nejen v Česku, ale i v jiných státech. Obvykle jaderné bloky jedou na plný výkon a nedochází k velkým změnám výkonu. Je to ostatně logické, mají vysoké počáteční náklady a pak levný provoz, takže vychází nejlépe, když jsou provozovány co nejintenzivněji. Nové bloky ale musejí být připraveny i na novou situaci v energetice a musejí efektivně fungovat i v ní.

Proto bývají uzpůsobeny k tzv. regulovanému provozu (též load-follow), kdy se výkon bloků může během dne měnit až o polovinu. S tímto provozním režimem počítají i bloky VVER-1200, které staví ruská korporace pro atomovou energii v Rusku i ve světě. Příprava bloků na regulovaný provoz začíná už ve fázi projektování, aby mohl být tento režim co nejefektivnější.

Prvním blokem typu VVER, který přejde do regulovaného provozu, je 6. blok Novovoroněžské jaderné elektrárny (na snímku). Ten byl v únoru 2017 spuštěn jako vůbec první blok generace III+ na světě. Od té doby byl připravován na zvyšování efektivity provozu, včetně regulovaného provozu. Aby do něj mohl přejít, muselo být ruským jaderným dozorem změněno jeho provozní povolení. V březnu 2020 proto proběhla důkladná prověrka celého bloku během změn výkonu 96-71-96 % a 96-46-96 %.

Na základě závěrů této prověrky potom byly vypracovány podmínky, za kterých blok může být provozován v režimu load-follow. Zkušenosti se pak přenesou do dalších bloků VVER-1200 v Rusku i v zahraničí.

Česká účast

Pro nás není bez zajímavosti, že do této elektrárny české firmy dodávaly poměrně velký objem své produkce. Jsou zde například armatury od firem Arako, Armatury Group, MPower Engineering a MSA, hermetické kabelové průchodky od Kabelovny Kabex, čerpací technika od Sigma Group, servopohony od ZPA Pečky a další typy produkce vyrobené v Česku jako díly potrubí a laboratorní vybavení. Celkem šlo mezi lety 2009-2016 o dodávky v přepočtu za 1,5 miliardy korun.

Prodlužování palivové kampaně

Postupujícím trendem mezi reaktory VVER je také prodloužená palivová kampaň. V Česku jsou jaderné bloky provozovány v pětiletém palivovém cyklu a každý rok probíhá výměna části jaderného paliva. Pokud se ale podaří prodloužit interval mezi odstávkami a snížit jejich celkový počet, tak bude elektrárna delší dobu v provozu, vyrobí více elektřiny a vydělá více peněz. Navíc tím dochází ke snížení množství radioaktivních odpadů.

Podívejme se na to jednodušeji. Palivo v dukovanském reaktoru bude během svých pěti let provozu čtyřikrát přesunuto v rámci aktivní zóny, aby bylo dosaženo optimálního vyhoření, a při páté odstávce bude vyjmuto. Naproti tomu palivo v maďarské jaderné elektrárně Paks, kde slouží stejné reaktory (stejně jako ty dukovanské byly vyrobeny v plzeňské Škodě JS), má 15měsíční palivový cyklus. To znamená, že během pěti let bude třikrát přemístěno a při čtvrté odstávce vyjmuto. Tím se dá ušetřit jedna odstávka, která trvá zhruba měsíc a půl.

V případě reaktorů VVER-1200 je situace jiná a počítá se dokonce s 18měsíční kampaní. Prvním blokem, který na ni přechází, je 6. blok Novovoroněžské JE. Změna provozního povolení byla schválena v červenci 2020 a první palivové kazety pro 18měsíční kampaň byly do reaktoru zavezeny v témže roce. Zkušenosti z tohoto bloku budou opět přeneseny do ostatních bloků typu VVER-1200. (1.3.2021)

Obr. Závažecí stroj reaktoru VVER-1200 sloužící pro zavážení a výměnu paliva v aktivní zóně