Malý reaktor U-Battery: další krok k realizaci projektu
2.9.2019 Malé reaktory jsou jedním z
důležitých směrů v rozvoji jaderné energetiky. Proto je průběžně
sledujeme i na stránkách našeho portálu. Patří sem mezi jinými také
malý reaktor (či spíše „mikroreaktor“) U-Battery, který na
konci července 2019 úspěšně splnil první ze čtyř stupňů prověřovacího
procesu u Kanadských jaderných laboratoří (CNL) vedoucího k tomu, aby
byl zkušebně instalován v jeho prostorách.
Pro kategorii malých reaktorů obecně jsou
charakteristické elektrické výkony v rozmezí 10–200 MWe (oproti výkonům
kolem 1000 MWe u „velkých“ reaktorů), minimální nároky na obsluhu,
minimální nároky na údržbu, dlouhý interval pro výměnu paliva a
minimální zóna havarijní připravenosti (vyloučení úniku do okolí). Při
jejich vývoji jsou využívány zkušenosti z vojenských i civilních
projektů. Další důležitou vlastností, k níž jejich vývoj směřuje, je
provoz bez obsluhy a bez výměny paliva po velmi dlouhou dobu, cca 10–25
let. 
U-Battery je malý reaktor tvořený jednotkami o tepelném
výkonu 10 MWt a elektrickém výkonu až 4 MWe – proto zde hovoříme spíše
o „mikroreaktoru“. Zároveň může dodat tepelné médium o teplotě 750 °C.
Reaktor, tepelný výměník, turbína i zásoby paliva jsou umístěny v
podzemí budovy elektrárny, v níž se nachází generátor a další
související provozy.
Palivem je, podobně jako u již zmíněného reaktoru MTGR,
tzv. TRISO – z anglického „tristructural isotropic fuel“, tedy trojitě
strukturované izotropní palivo (Poznámka: „izotropní“ znamená
vyzařující stejně do všech směrů). Toto palivo tvoří malé kulovité
částice oxidů uranu obalené několika vrstvami různých uhlíkatých
sloučenin. To vytvoří u každé této nepatrné částice paliva de facto
vlastní primární kontainment. Jako chladivo je používáno helium.
Konstrukce reaktoru U-Battery byla vyvinuta ve
spolupráci Universities of Manchester, Dalton Institute (Velká
Británie) a Technology University of Delft (Nizozemí). Vedoucí projektu
je britská společnost Urenco, zabývající se uranovými technologiemi,
která jej v roce 2008 iniciovala. Projekt je dále rozvíjen v konsorciu
firem Amec Foster Wheeler, Cammell-Laird, Laing O'Rourke a již zmíněné
Urenco.
Vyhoví-li U-Battery všem požadavkům CNL, měl by být
instalován v roce 2026 v některém z jejích areálů. Je to součást
dlouhodobé strategie CNL, která se chce stát globálním centrem
(„hubem“) pro vývoj malých reaktorů. K tomuto účelu zavedla v roce 2017
etapizovaný proces výzev pro zájemce o účast.
Zájem dosud projevilo 19 technologických firem
pracujících na vývoji malých reaktorů, jen čtyři z nich (mezi nimi
právě U-Battery) však prozatím prošli první etapou prověřování. Dalšími
jsou StarCore Nuclear s
navrhovaným 14 MWe vysokoteplotním plynovým reaktorem, Terrestrial
Energy se
190MWe reaktorem s tavnými solemi a Global First Power s
5MWe vysokoteplotním plynovým „mikroreaktorem“.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Foto ©
Urenco (převzato z World Nuclear News)
Další
informace zde
 Přečtěte si také:
 21.8.2019 Jen za poslední rok by, alespoň podle titulků v novinách, mohl
nezasvěcený čtenář získat dojem, že české jaderné elektrárny neustále
mění palivo: Temelín zavezl modifikované ruské palivo řady TVSA-T.
Temelín testuje alternativní palivo LTA. Dukovany přejdou na
modernizované palivo PK3+. Proces zavádění nového jaderného paliva je
ale vždy během na dlouhou trať. Situaci uvádí na pravou míru v srpnu
2019 Česká nukleární společnost. 
 16.8.2019 Jedním z
úspěšně postupujících projektů tzv. malých
reaktorů je americký projekt NuScale.
V červenci
2019 se tento projekt významně přiblížil komercializaci díky dohodě
projektové organizace NuScale Power s jihokorejskou průmyslovou
společností Doosan Heavy Industries & Construction
(DHIC) z průmyslové skupiny Doosan.
 1.8.2019 Malé reaktory představují
spolu s reaktory IV. generace (o
generacích jaderných reaktorů viz v
naší „nápovědě“)
důležitý směr v technickém rozvoji současné jaderné, a tedy
bezuhlíkové, energetiky. Vedle „typických“ malých reaktorů s
elektrickým výkonem zpravidla v desítkách megawattů přichází nyní na
scénu mikroreaktor, rovněž v modulární sestavě, ale o nižším výkonovém
rozmezí. Představitelem je americko-kanadský projekt Micro Modular
Reactor (MMR), s nímž byla odborná veřejnost seznámena v červenci 2019
v souvislosti se zahájením jeho environmentálního posouzení od kanadské
vlády.
 9.7.2019 Reaktory IV. generace.
představují
důležitý směr ve vývoji jaderné energetiky, a tedy v opatřeních proti
klimatickým změnám. Jako takové mají vládní podporu v zemích
provozujících jadernou energetiku ve velkém. Nejinak je tomu v USA, kde
zkraje července 2019 získala společnost Moltex Energy USA LLC (Moltex)
vládní dotaci 2,55 mil. dolarů (přes 57 mil. Kč) na vývoj technologií,
které umožní zkrátit vybudování elektrárny užívající reaktor se
stabilní solí (stable salt reactor – SSR) do tří let.
 13.5.2019 Potřeba
zmírnit klimatické změny se stává stále
naléhavější pro celý svět. V oblasti energetiky toho nepůjde dosáhnout
bez systémového přístupu, uvažujícího energetické zdroje v širokých
souvislostech – nejen tedy vlastní výrobu elektřiny. V tomto kontextu
má velký význam využívání jaderné energie jako součásti energetického
mixu. Zaznělo to mj. na konferenci Atomexpo v Soči, konané v dubnu
2019, z prezentace neziskové organizace Think Atom, zaměřené na osvětu
v oblasti jaderné energie. Z této prezentace dále vyjímáme některé
zajímavé poznatky.
 18.3.2019 Jaderná
energie představuje bezemisní a zároveň stabilní zdroj elektřiny, s
nímž se i do budoucna počítá jako s důležitým prvkem při zmírnění
globálních klimatických změn. Pro všechny, které se o jadernou
energetiku zajímají profesionálně či jen tak ze zájmu, funguje už od
roku 2016 internetová databáze reaktorů, Reactor Database.
 11.3.2019 Tradiční
Energy Outlook, výhled budoucího vývoje
energetiky do roku 2040, publikovaný společností BP a v únoru 2019
prezentovaný Českou nukleární společností, opět rozčeřil debatu o
možnosti lidstva uspokojit stoupající poptávku po energiích a přitom si
nezničit planetu. Podle BP i v budoucnu zůstane role jaderné energie
významná. Pokud by byla snaha skutečně protlačit ambiciózní cíle na
snižování emisí, pak bude jeho přínos o to důležitější.
 19.2.2019
Jedním z perspektivních projektů tzv. malých
reaktorů patří
americký projekt NuScale od
dodavatele NuScale Power. S jeho prvním využitím v provozu se počítá v
roce 2023 a na jeho technickém zdokonalování a zlepšování ekonomiky
provozu se stále pracuje. Jedním z takových zlepšení, o němž byla
odborná veřejnost informována v lednu 2019, jsou řídicí displeje
využívající technologii FPGA. Jde o vůbec první využití této
technologie v americké jaderné energetice.
 10.1.2019 V roce 2018
se ve světě připojilo k přenosovým sítím
hned devět nových jaderných bloků o celkovém výkonu 10 400 MW. Další
čtyři bloky v tomto roce zahájily výstavbu, naopak definitivně odpojeny
byly tři. Světová jaderná asociace WNA očekává, že by v roce 2019 mohlo
být zprovozněno čtrnáct nových reaktorů, včetně tří evropských.
Začátkem roku 2019 o tom informovala Česká nukleární
společnost.
 21.12.2018
V souvislosti s bojem proti klimatickým změnám se v
odborných diskusích stále častěji objevuje také jaderná energie.
Ukazuje se totiž, že bez tohoto stabilního nízkoemisního zdroje,
schopného dodávat velké množství energie kdykoliv bez ohledu na počasí,
bude splnění závazků omezit zvyšování globální teploty nad dohodnutý
rámec prakticky nemožné. Z této odborné diskuse vedené na mezinárodní
úrovni upozornila v prosinci 2018 Česká nukleární společnost na tři
zajímavé příspěvky.
 27.11.2018 Jaderné
elektrárny v ČR dnes vyrábějí téměř třetinu elektrické energie. Jsou
tedy největšími bezemisními zdroji elektřiny v ČR a s jejich podporou a
rozvojem se proto počítá i do budoucna. Vyplynulo to i z prohlášení
ministryně průmyslu a obchodu ČR na semináři Občanské bezpečnostní
komise Dukovany koncem listopadu 2018.
 25.9.2018 Malý reaktor poskytuje
potřebnou energii pro zpracování měděné rudy. Při něm se jako vedlejší
produkt oddělí uran. Ten po obohacení a zpracování do paliva putuje
zpět do malého reaktoru. Kruh se uzavřel. Tak nějak vypadá budoucnost
podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii. Reaguje tím na
globální fenomén snižování energetické náročnosti. Hlavní slovo by v
této vizi měly dostat vysokoteplotní reaktory. Českou odbornou
veřejnost o tomto konceptu informovala v září 2018 Česká nukleární
společnost (ČNS).
 13.9.2018 Jak uvádějí
zahraniční zdroje i český ÚJV Řež,
celosvětově se dnes většina vodíku (cca 95 %) vyrábí s fosilních paliv.
Všechny tyto procesy jsou doprovázeny
výraznými emisemi oxidu uhličitého, což je mj. výzvou pro
palivočlánkovou elektromobilitu. S rozvojem vysokoteplotních reaktorů
IV. generace se nabízí otázka, zda by jej nešlo vyrábět efektivněji a
ekologičtěji právě v těchto reaktorech. Odpověď by měl přinést dvouletý
projekt společnosti Terrestrial Energy ve spolupráci s americkou
energetikou Southern Company a laboratořemi amerického Ministerstva
energetiky (DoE), o němž byla odborná veřejnost informována na začátku
září 2018.
 15.2.2013 Pro
porozumění základnímu principu fungování jaderné
elektrárny si nejprve stručně ukážeme, jak probíhá výroba elektřiny v
uhelné elektrárně:
Spalováním rozdrceného uhlí v kotli vzniká teplo, které ohřívá vodu a
ta se mění na páru o teplotě až 500 stupňů Celsia. Tato pára roztáčí
lopatky turbíny. Turbína pohání generátor vyrábějící elektrickou
energii, která je dodávána do přenosové sítě. Pára z turbíny prochází
přes kondenzátor, kde se vysráží; část putuje zpět a část do chladicích
věží, kde se odpaří.
Nahraďme nyní teplo spalovaného uhlí jiným teplem –
teplem ze štěpné jaderné reakce.
|
