Jaderný průmysl obvykle pracuje pod pokličkou tajemství a moc toho novinářům neukáže. Domácí firma ŠKODA JS udělala výjimku a seznámila novináře ze zemí, které provozují reaktor typu VVER 1000, se svou aktuální zakázkou na soubor testů hydraulické kompatibility amerického a ruského paliva.
V Plzni se testuje maketa palivového souboru. Je to skutečný palivový soubor se vším všudy s jedinou výjimkou. Palivové pruty neobsahují uran. Tablety paliva, které simulují jeho hmotnost, jsou zhotoveny z olova. V kazetě tudíž není žádný jaderný materiál. Pro věrohodný průběh zkoušek je důležité, že všechny ostatní vlastnosti palivového souboru jsou naprosto shodné.
Palivový soubor TVSA má zdokonalenou konstrukci na základě praktických zkušeností z provozu, přestože byl vyvinutý relativně nedávno (poprvé byl použit v roce 1998). Pro Temelín byla vyvinuta verze TVSA-T. S vlastnostmi nového paliva seznámil novináře Alexej B. Dolgov, specialista útvaru vývoje jaderného paliva pro reaktory VVER 1000 ze společnosti TVEL.
|
|
Jak vypadá místo testování
V Plzni se budou provádět od prosince letošního roku do března 2008 srovnávací hydraulické zkoušky makety palivového souboru. Měření se zde dělají proto, že v areálu firmy je k dispozici unikátní zkušební zařízení - hydraulická smyčka, které dokáže simulovat reálné podmínky v provozovaném reaktoru. Na ní byly v letech 1993 až 1994 provedeny i hydraulické zkoušky palivového souboru pro Temelín od firmy Westinghouse. Výsledky hydraulických zkoušek těchto dvou palivových souborů bude tedy možno naprosto přesně srovnat. Současně se uskuteční i zkoušky pádu řídicích tyčí (klastrů) pro regulaci výkonu reaktoru.
Po ukončení měření bude maketa převezena zpět do Ruska, kde projde důkladnou kontrolou. Na podzim roku 2008 bude tato maketa dodána do jaderné elektrárny Temelín k přípravě personálu, který se musí naučit s palivovým souborem nového typu správně zacházet (správně s ním manipulovat při zavážce a výměně paliva). Bude rovněž prověřena správná součinnost všech potřebných zařízení elektrárny s novým palivem.
Rusky mluvící novinář se opakovaně divil, že testy budou probíhat čtyři měsíce a zajímal se o možnost urychlení diagnostiky. Zástupce společnosti TVEL mu odpověděl, že vše je pečlivě plánováno a že urychlení není možné.
Čím se liší palivové soubory dodavatelů z USA a Ruska
Jaderná elektrárna v Temelíně v současnosti používá jaderné palivo (palivové soubory) od americké firmy Westinghouse. Tato firma má bohaté zkušenosti především s palivem pro západní typy reaktorů, které mají palivové soubory se čtvercovým průřezem a liší se i v některých dalších detailech. Palivové soubory pro tlakovodní reaktory ruské konstrukce mají průřez šestiúhelníkový. Na fotografiích vidíte palivové soubory Westinghouse v temelínském skladu čerstvého paliva a při zavážení do reaktoru (fotografie pochází z dřívějších reportáží).
Soubory nového zdokonaleného paliva TVSA-T od ruské společnosti TVEL jsou pevnější, jejich mechanická konstrukce je odolnější (s úhelníky ze zirkoniové slitiny ve všech rozích šestihranu). Podle výrobce by neměly nastat po jejich zavezení do reaktoru žádné potíže. Palivo TVSA úspěšně prošlo zkouškami v ruské Kalininské jaderné elektrárně, která má obdobné parametry jako reaktory v Temelíně. V současné době se v Kalininské elektrárně zkouší několik variant konstrukce paliva TVSA.
Jak vypadá palivový prut
Pruty jsou hermeticky uzavřené tenkostěnné trubice ze slitiny zirkonia, obsahující tablety jaderného paliva (popis prutu vidíte na levém schematu). Tablety jsou v trubicích uloženy téměř bez vůle a jsou obrobeny s vysokou tvarovou přesností. Koncovky trubic jsou po naplnění heliem zavařeny.
Při štěpné reakci se v palivu vyvíjí teplo a také horké plyny. Pruty a celá konstrukce palivového souboru jsou mechanicky, tepelně a hydraulicky namáhány. Teplem se pak ohřívá voda v primárním okruhu jaderného reaktoru. Po vyhoření paliva v palivovém souboru se kazeta z reaktoru odstraní a nahradí novou při pravidelné obměně části paliva podle předem stanoveného harmonogramu odstávek.
Pruty drží v souboru distanční mřížky, rozmístěné v pravidelných rozestupech. Otvory v těchto mřížkách proudí souborem chladicí voda. Mřížky jsou v palivovém souboru dvojího typu - jeden typ mřížky upevňuje pruty, druhý typ svými výčnělky vodu promíchává. Oba typy mřížek, uložené na sobě, mají celkovou výšku 35 mm.
Z pohledu strojaře je palivový soubor mechanická konstrukce šestihranného tvaru s jaderným palivem o délce zhruba čtyři a půl metru. Její tuhost fixuje pruty s jaderným palivem tak, aby odolaly teplotním a hydraulickým podmínkám při provozu reaktoru. Celková hmotnost souboru je přibližně 750 kg. Palivové soubory jsou v reaktoru uloženy velmi těsně s mezerou pouhé dva milimetry. Na levém obrázku vidíte schema palivového souboru a na pravé fotografii soubor, který budou testovat ve společnosti ŠKODA JS a.s.
Konstrukce souboru je vyrobena ze slitiny zirkonia, kovu, který lépe vyhovuje podmínkám jaderné reakce než dříve používaná nerezová ocel. Uvnitř palivového souboru pro reaktor o výkonu 1000 MW v Temelíně je paralelně uloženo 312 prutů s palivem o délce 3,7 metru. (Palivový soubor pro reaktor 440 MW v Dukovanech má jen 129 prutů o délce 2,5 metru, a váží přibližně 340 kg). Na levém obrázku je popis souboru a na pravé fotografii je pohled shora na soubor.
Vylepšení pro Temelín
Spodní kotevní mřížka, sloužící k upevnění prutů s palivem, umožňuje jejich výměnu a snižuje vibrace prutů při provozu. Na pravé fotografii vidíte místo, kde je spodní kotevní mřížka, vpravo je její schema.
Palivový soubor pro Temelín má snímatelnou hlavici, umožňující kontrolu těsnosti a případnou výměnu palivových prutů. Na obou levých obrázcích je snímatelná hlavice, na obou pravých záběrech vidíte detaily.
