EXKLUZIVNĚ: Jaderný reaktor EPR společnosti AREVA – evropská reference

EPR (European Pressurized Reactor) je název pro novou generaci vysoce výkonných tlakovodních reaktorů (PressurizedWaterReactor – PWR) o výkonu 1650+ MW. Reaktor EPR™ byl navržen jako přímý nástupce prozatím nejmodernějších a nejvýkonnějších reaktorů ve Francii (model N4) a Německu (model KONVOI). Reaktor je navržen a konstruován v souladu s požadavky evropských úřadů pro jadernou bezpečnost.

Se zkušenostmi předních západoevropských energetických společností (EDF, RWE, E.ON) je jediným reaktorem generace III+, pro který již byla udělena licence k výstavbě v Evropě  (Finsko, Francie) a úspěšně prošel evropským zátěžovým testem v souladu s bezpečnostními cíly ENSREG a WENRA.  Licence byla reaktoru udělena rovněž v Číně a jeho hlavní bezpečnostní prvky byly schváleny též v USA a Spojeném království.

Reaktory EPR™ byly zvoleny jako hlavní design pro Mezinárodní program posuzování návrhů (Multinational Design Evaluation Programme), plně vyhovují požadavkům WENRA pro nové jaderné reaktory, a jsou připraveny splnit i nejnovější kritéria vyplynuvší z fukušimské havárie.

Využíváním pasivních i aktivních ochranných prvků reaktory EPR™ splňují i ty nejpřísnější bezpečnostní nároky a zároveň zajišťují maximální možnou výkonnost i hospodárnost provozu.

Studie společnosti AREVA prokázaly jeho přiměřenost pro lokalitu Temelín v období výstavby i za provozu (ochlazování, vyvedení výkonu do přenosové sítě). S životností 60 let má technologie EPR™ menší dopad na životní prostředí, a to díky své technologii, která splňuje nároky na nízké palivové náklady, provoz a údržbu. Investiční náklady na instalovaný kWe jsou díky vysokému výkonu reaktoru 1650+ MWe nižší oproti jiným reaktorům.

Výstavba nových reaktorů EPR^TM

AREVA staví v současné době čtyři reaktory technologie EPR™ - po jednom ve Finsku, Francii a po dvou reaktorech v Číně. Jako společnost, která v oblasti jaderné energetiky začala budovat reaktory nové generace, disponuje AREVA praktickými zkušenostmi se schvalovacím řízením, výstavbou těchto zařízení a nezbytnými zkouškami před zahájením provozu. Již brzy pak do tohoto seznamu přibude též uvádění do provozu.

Tyto bohaté zkušenosti umožňují zajistit konkurenční cenu projektu a jeho realizaci zcela podle plánu, jak ostatně jasně dokladují projekty v čínském Taišanu, kde se takto harmonogram výstavby podařilo ve srovnání s finskou elektrárnou Olkiluoto 3, která byla prvním projektem tohoto druhu, zkrátit na polovinu. Projekt Taishan 1 tak běží podle finančního a časového harmonogramu.

Výstavba jaderného reaktoru ve Finsku

Projekt Olkiluoto 3 (OL3) znamenal znovuzrození jaderných projektů v Evropě po více než 10 letech útlumu těchto projektů a s tím spojených ztrát dovedností. AREVA musela dlouhodobě školit personál a budovat celé segmenty dodavatelského řetězce – často úplně od samého počátku.

Projekt OL3 s technologií EPR^TM je úplně prvním reaktorem generace III+, který bude kdy na světě postaven. Stavební práce jsou již zcela hotovy. Konstrukční práce jsou hotovy ze 4/5, dokončeny budou do konce roku 2014. Elektromechanické práce jsou hotovy ze 70 %. Komponenty primárního okruhu jsou nainstalovány a kontrolovány. Veškeré palivo pro manipulační zařízení je na svém místě a je testováno. Proběhlo naplnění chladicího systému mořskou vodou a probíhá elektrické testování ve strojovně a v budovách jaderného ostrova. TVO, budoucí provozovatel, k tomu používá provozní simulátory, které jsou instalované na místě. Týmy, které budou zahajovat provoz, spolupracují s týmy TVO na přípravě systému testovacích sekvencí, tzv. integračních testech a fázích vedoucích ke vložení paliva po jeho obdržení.

obr.: OL 3 up 1

Pro další informace o projektu OL3 a čtyř projektů EPR™ společnosti AREVA, které jsou ve výstavbě:

• Sledujte video o instalaci primárního chladicího systému OL3
• Sledujte video o stavu projektů EPR™
• Podívejte se na prezentaci EPR™ projektů

Výstavba jaderného reaktoru ve Francii

Výstavba probíhá od poloviny roku 2007. Budoucím provozovatelem je firma EDF. V současné době jsou hotovy veškeré inženýrské práce, více než 93 % dodavatelských služeb, v září 2011 úspěšně proběhlo druhé kolo získání licence.

Výstavba jaderných reaktorů v Číně

Od srpna 2008 jsou ve výstavbě dva reaktory jaderné elektrárny Taishan - TA 1,2. Provozovatelem jaderné elektrárny je čínská korporace China Guangdong Nuclear Power Company (CGNPC). AREVA je v rámci tohoto projektu zodpovědná za návrh a dodání jaderného ostrova a vrchní dozor nad subdodavateli a realizací projektu.

V dubnu letošního roku byly do Taišanu převezeny na stavbu prvního bloku dva parogenerátory a kompenzátor objemu. Každý z parogenerátorů vyrobených Chalon-St Marcel v jižní Francii je dlouhý 25 metrů a váží 550 tun. Zavezení paliva pro první reaktor je naplánováno na rok 2013. V červnu došlo k transportu reaktorové nádoby na staveniště reaktorovny prvního bloku elektrárny. Poté byla nádoba usazena na své místo v reaktorové šachtě. Umístění ocelové nádoby o hmotnosti více než 420 tun, průměru 5,3 metrů a o výšce 10,6 metrů znamená vyvrcholení četných inženýrských a montážních prací, prováděných od doby, kdy byla v říjnu 2011 na horní část reaktorovny instalována kovová kupole.

obr.: Taishan

AREVA a Temelín 3, 4

AREVA jako evropský lídr v oboru jaderné energetiky vychází ve svém návrhu na projekt Temelín 3 a 4 ze svých rozsáhlých zkušeností se smlouvami EPC, tj. kompletní dodávky jaderných elektráren v Evropě a ve světě.

AREVA je připravena podpořit firmu ČEZ ve všech aspektech projektu Temelín 3 a 4 tak, aby bylo možné nalézt optimální řešení jeho financování a aby byla zajištěna jeho návratnost. Společnost AREVA také zajistí dodavatelský tým, ve kterém připadne významná role českému průmyslu. Aby mohla zajistit maximálně konkurenceschopnou a zajímavou nabídku, spolupracuje s řadou potencionálních partnerů a prostřednictvím otevřeného a flexibilního přístupu připravuje již nyní nejvhodnější tým pro dodávku reaktorů EPR^TM.

České projekty budou těžit ze zformovaného procesu Experience Feedback vytvořeného společností AREVA. V průběhu posledních několika let nasbírala AREVA více než tisíc konkrétních bodů zpětné vazby. Většinu z nich na projektu OL3, který je nejpokročilejším projektem nové generace reaktorů na celém světě.

Z této zpětné vazby profitují projekty EPR^TM společnosti AREVA v Číně, které jsou na nejlepší cestě k dokončení v krátkých konstrukčních termínech. Tzv. křivka učení je velmi dobře viditelná na konstrukčních časech čtyř elektráren s technologií AREVA. Projekt EPR™ ve Finsku a Franci byl vystavěn během 96 měsíců, u projektů v Číně doba výstavby trvala jen 46 měsíců. Takto významné zkrácení času dokončení projektů lze vysvětlit velmi jednoduše. Zkušenosti získané společností AREVA na raných projektech EPR^TM byly zužitkovány na těch pozdějších a budování dlouhodobého vztahu se zákazníky je klíčovým pomocníkem v celkovém časovém rozvrhu na tomto typu projektů.

Data společnosti AREVA ukazují, že 50 % ředitelů a manažerů zúčastněných na čínských projektech v Taišanu má předchozí zkušenosti z projektů ve Finsku nebo Francii, stejně jako 50 % inženýrů
a dokonce 90 % manažerů v oblasti dodávek.

Navíc společnost AREVA kvalifikovala přes 600 dodavatelů pro své reaktory EPR^TM, zavedla certifikační program a chystá se spustit školicí program pro dodavatele. Požadavky na specifikace dodávek jsou nyní mnohem jasněji definovány, což má za následek jejich výrazně vyšší rychlost než jaká byla ve Finsku. V České republice společnost AREVA spustila cílené vyhledávání a předkvalifikace zkušených dodavatelů, kteří jsou nezbytní pro zajištění všech lokálních subdodávek.

AREVA také inovuje výrobní proces velkých komponent pro primární okruh s reaktorem EPR^TM. Například výroba parních turbín pro elektrárnu v Taišanu se zkrátí přibližně na 3 roky (v případě elektrárny v Olkiluoto byla tato doba 5 let). Stejně tak došlo k bezpočtu dalších vylepšení.

AREVA identifikovala přes 145 tuzemských společností, které se mohou přímo podílet na dostavbě Jaderné elektrárny Temelín. V první polovině tohoto roku AREVA podepsala 25 memorand o budoucí spolupráci s předními českými dodavateli. Významný počet českých společností je již zahrnut do globálního dodavatelského řetězce AREVY. Ty spolupracují nebo budou spolupracovat na řadě projektů společnosti AREVA po celém světě. Pro výstavbu JE Temelín by mělo být lokalizováno 70 % dodavatelských služeb v rámci České republiky. Všech 25 společností, které podepsaly dohody o spolupráci, je nyní  předkvalifikováno stát se součástí globálního dodavatelského řetězce společnosti AREVA. Doplní tak některé významné české průmyslové podniky, jako je například TS Plzeň a další, které již pro AREVU pracují na projektech ve Finsku, Francii a Číně. AREVA je významným zákazníkem českého jaderného průmyslu již nyní: jen za poslední tři roky podepsala s českými společnostmi smlouvy na zařízení a služby v hodnotě více než 1 miliardy českých korun.

Dodávky reaktorů EPR^TM pro Českou republiku mohou být očekávány v daném termínu dle časového harmonogramu za konkurenceschopnou cenu.

Technologie EPR™ - ten správný reaktor

Projekt EPR^TM je výsledkem desetiletí trvajících programů pokročilého výzkumu a vývoje, na nichž se podílely zejména CEA (francouzská komise pro atomovou energii) a Výzkumné centrum v Karlsruhe v Německu. Přímo navazuje na vyzkoušené, ověřené reaktory N4 a KONVOI od firem Framatome a Siemens/KWU. Jde o nejmodernější a nejvýkonnější provozované reaktory ve Francii a Německu, které mají na kontě vynikající provozní výsledky za dobu více než 100 reaktorových let. Jako nejpokročilejší evropský projekt splňuje reaktor EPR^TM požadavky evropské veřejnosti na jadernou bezpečnost.

Bezpečnost

Uspořádání a robustnost budov reaktoru EPR^TM nabízí jedinečnou odolnost proti celé řadě externích, i vysoce nepravděpodobných rizik, včetně zemětřesení, pádu letadla, záplav, výbuchů, extrémních teplot nebo jejich kombinace.

Co se týká pádu letadla, silný vnější plášť ochranné obálky, tvořený až 1,8 m silnou vrstvou železobetonu, zajišťuje odolnost reaktoru i proti pádu velkého komerčního letadla.

Bezpečnost reaktoru EPR^TM je založena na vícenásobných, oddělených a na sobě nezávislých systémech, které zajišťují regulaci a dostatečné chlazení reaktoru pomocí optimální kombinace aktivních a pasivních bezpečnostních prvků. Důležité bezpečnostní funkce zajišťují systémy od různých výrobců založené na odlišných principech – tím se minimalizuje riziko selhání ze společné příčiny.

Tato koncepce je známa jako „ochrana do hloubky”, která zajišťuje bezpečnost reaktoru tím, že analyzuje všechny možné způsoby ohrožení či selhání a poskytuje účinné úrovně ochrany pro každý z nich.

Připravenost na neočekávané situace

Události, které nastaly na elektrárnách Fukushima Daiichi v Japonsku v březnu 2011 - po zemětřesení stupně 9,0, které způsobilo výjimečně velkou vlnu tsunami - zvýšily pozornost věnovanou zkoumání schopnosti jaderných elektráren zachovat v provozu své chladící funkce a zmírnit důsledky závažné nehody.

Aby byly zachovány chladící funkce i v případě ztráty elektrického napájení ze sítě, je reaktor EPR^TM vybaven čtyřmi nouzovými diesel generátory (EDGs). Ty jsou dále zálohovány diverzifikovanými zdroji napájení, které jsou tvořeny dvěma dalšími diesel generátory od jiného dodavatele, než je dodavatel primárních EDGs, a bateriemi. Všechny zdroje napájení jsou umístěny v budovách, které jsou odolné vůči zaplavení a explozím. Pro případ ztráty přístupu ke zdroji chlazení má reaktor EPR^TM k dispozici značné rezervy vody (více než 6000 m³) v chráněných prostorách.

Pokud jde o zmírňování důsledků závažné nehody, ať už je její pravděpodobnost jakkoli malá, považuje AREVA potenciální důsledky za natolik závažné, že je nutný aktivní přistup k jejich řešení. Tato úvaha je hnací silou celkového přístupu k bezpečnosti reaktoru EPR^TM : s potenciálními událostmi se vyrovnává deterministickým způsobem, to znamená, že se jimi zabývá i při velmi nízké pravděpodobnosti.

Jedním z příkladů zařízení pro zmírnění následků nehody s velmi nízkou pravděpodobností je lapač taveniny aktivní zóny reaktoru. Byl navržen tak, aby zajistil, že jakékoli části roztavené aktivní zóny budou zachyceny a ochlazeny a že dojde k odvodu tepla nejbezpečnějším možným způsobem, který zabrání například případnému výbuchu způsobenému přítomností páry.

Je na místě zdůraznit, že i v případě současné ztráty elektrického napájení ze sítě i hlavního zdroje chlazení, stále zůstává na obnovu chladicích systémů ochranná lhůta delší než jeden týden, ať již na opětovné připojení k síti nebo na mobilizaci vnějších zdrojů, např. požárních vozů.

Souhrnně můžeme říci, že bezpečnostní prvky a aktivity jsou jištěny několika překrývajícími se úrovněmi ochrany. Takže případné selhání - ať již organizační, související s chováním obsluhy nebo technického rázu - může být napraveno nebo zmírněno, aniž by došlo k újmě jednotlivců nebo široké veřejnosti.

Thomas Epron, zástupce francouzské společnosti Areva, byl hostem pořadu Dvacet minut radiožurnálu

Standardní hlavní technické údaje: 
Tepelný výkon do 4590 MWt

Elektrický výkon: ca. 1650 MWe

Tepelná účinnost: až 37 %

Délka provozního cyklu: až 24 měsíců

Délka odstávky pouze k výměně paliva: < 11 dnů

Kolektivní dávka: < 0.5 manSievert/rok

I&C systém: plně digitalizovaný

Optimalizovaný design zajišťující vysokou efektivitu

Nabídka společnosti AREVA je pro ČEZ a Českou republiku nejlepší volbou také proto, že umožňuje produkovat více než 3 000 MWe pomocí pouhých dvou bloků EPR^TM. Představuje tak vysoce konkurenceschopný zdroj elektřiny s nízkými emisemi CO₂ a velkým výkonem. V porovnání s ním by reaktory projektované na nižší výkon potřebovaly ještě jednu lokalitu na výstavbu třetího bloku, aby byla dosažena srovnatelná produkce elektřiny.

Kombinovaný efekt velkého výkonu rektoru EPR^TM a jeho vysoké provozuschopnosti nabízí ve srovnání s jinými projekty nové generace až 20% úsporu provozních nákladů:

• Projekt EPR^TM má výhodu snížených provozních nákladů a nákladů na údržbu na jednu MWh díky tomu, že počet provozního personálu v zásadě nezávisí na kapacitě reaktoru. Odhady potřebného počtu pracovníků pro reaktory o výkonu 1 000 a 1300 MWe se prakticky neliší.

• Hlavní projektové vlastnosti reaktoru EPR^TM byly optimalizovány tak, aby se zlepšily parametry palivového cyklu a spotřeby uranu. Například “neutronový reflektor” snižuje únik neutronů z aktivní zóny. Kromě toho velká aktivní zóna reaktoru EPR^TM zajišťuje nižší hustotu výkonu, což přispívá ke snížení potřeby “absorbátorů neutronů.” Tyto vlastnosti mají za následek nižší náklady na palivo.

• Vysokou provozuschopnost reaktoru umožňuje několik vlastností. Čtyřnásobná redundance bezpečnostních systémů reaktoru EPR^TM dovoluje provádění údržby „online“ za provozu elektrárny. Navíc, možnost přístupu do reaktorové budovy v průběhu provozu na výkonu umožňuje včasnou přípravu odstávky. V důsledku toho mohou být plánované odstávky na výměnu paliva kratší než 16 dnů. V závislosti na provozních postupech a požadavcích regulačního orgánu mohou být odstávky pro pouhou výměnu paliva dokonce kratší než 11 dnů.

Provedené studie potvrdily, že provoz dvou bloků EPR^TM v lokalitě Temelín plně vyhovuje možnostem a požadavkům, které se týkají přenosové soustavy a vodních zdrojů. Projekt EPR^TM tak představuje nejlepší řešení při dlouhodobě stabilní a konkurenceschopné ceně.

Hlavní parametry reaktoru EPR^TM

Bezpečnost především

• konstrukce zaručující okolním obyvatelům i životnímu prostředí bezpečí i v případě interních či externích rizik (pád dopravního letadla, zemětřesení, apod.);
• čtyři nezávislé fyzicky oddělené bezpečnostní systémy, každý se schopností samostatně zajistit všechny bezpečnostní funkce;
• tři hermetické bariéry mezi radioaktivním palivem a okolím elektrárny, třetí z nich je obálka (kontejnment) z předepjaté železobetonové konstrukce, schopná odolávat vysokým tlakům a teplotám;
• pokročilý systém záchytu aktivní zóny v případě, že dojde k jejímu tavení v důsledku totální ztráty chlazení reaktoru.

Pozornost věnovaná ochraně životního prostředí

• množství uranu spotřebovaného na výrobu 1 MWh je nižší o 15 %*;
• zlepšené palivové hospodářství snižuje produkci aktinidů s dlouhým poločasem rozpadu o 10 % na 1 MWh*;
• maximální elektrický výkon na jeden blok (1650 MWe);
• nižší spotřeba vody díky lepší tepelné účinnosti;
• způsobilost k využívání MOX paliva, recyklovaného uranového paliva kolektivní dávky snížené o 30 % v porovnání s nejlepší jednoroční střední hodnotou uváděnou Světovou asociací provozovatelů jaderných elektráren.

*v porovnání se současnými reaktory třídy 1000 MWe

Ověřená technologie, nejpokročilejší konstrukce

• evoluční konstrukce založená na nejnovější technologii provozovaných lehkovodních reaktorů: na francouzském modelu N4 a německém modelu KONVOI;
• systém kontroly řízení je plně řízen počítačem snižující riziko lidské chyby a vylepšující funkce technické a provozní podpory;
• předehřívání napájecí vody v ekonomizéru axiálního parogenerátoru umožňuje zvýšit tlak páry sekundárního okruhu a tím i termickou účinnost elektrárny.

Výrazná konkurenceschopnost

• dvacetiprocentní úspora nákladů na provoz a údržbu díky vysokému výkonu a vysoké provozuschopnosti technologie EPR™;
• až patnáctiprocentní úspora uranu na jednu vyrobenou MWh a vyšší energetická výtěžnost 1 kg uranu v porovnání se starší generací reaktorů;
• vyšší provozuschopnost - cílová hodnota je 92 %;
• návrh zaměřený na optimalizaci kapitálové investice a dlouhou životnost zařízení - předpokládaná doba provozu je 60 let.

Další obrázky

obr.: Vessel Installation

obr.: Flamanville

Další zajímavé informace - internetové stránky AREVA - ZDE

Zdroj: AREVA