Svařování elektronovým paprskem (EBW): důležitý milník
k výrobě malých modulárních jaderných reaktorů 22.4.2022 Přivést malé modulární jaderné reaktory od
konstrukčních nákresů a experimentálních zařízení do komerční nabídky
znamená mimo jiné vyvinout metody, které by při jejich výrobě
umožňovaly přiměřeně vysokou produktivitu práce. Důležitým milníkem v
této oblasti se udál na konci března 2022, kdy společnost Sheffield
Forgemasters svařila elektronovým paprskem dva díly malého atomového
reaktoru britské společnosti Rolls-Royce silné 200 mm. 
Dva díly malého atomového
reaktoru britské společnosti Rolls-Royce svařené elektronovým paprskem
Svařování elektronovým paprskem – EBW
Svařování elektronovým paprskem (též elektronové svařování, někdy
označované anglickou zkratkou EBW – Electron Beam Welding) je tavný
způsob spojování součástí. Zdrojem energie potřebné k roztavení
spojovaných dílů v místě jejich styku je při něm kinetická energie
elektronů urychlených silným elektrickým polem, která se v místě dopadu
na pevnou látku přeměňuje v teplo.
Elektrony jako jedny ze základních částic hmoty nesou záporný náboj a
mají extrémně malou hmotnost. Pro potřeby svařování se vysokým napětím
urychlí na přibližně 30 % až 70 % rychlosti světla, čímž se vytvoří
energie dostatečná na roztavení svařovaných materiálů. Plošná hustota
energie svazku je vysoká a ohřev materiálu natolik intenzivní, že
paprsek téměř okamžitě taví a odpařuje kov v místě dopadu.
Tato metoda má své výhody i nevýhody:
Svařovaný kov se zahřívá jen na velmi malé ploše, zatímco většina
svařovaného materiálu tak není zahřátím ovlivněna. Není také třeba
používat svarový kov, jelikož dochází k tavení základního kovu
svařovaných částí.
Elektrony pronikají do hloubky materiálu značnou rychlostí. Na jeden
průchod svazku elektronů materiálem je tak možné provařit značné
tloušťky materiálu. Uvádí se až 50 mm, ale jak patrno níže, není to
hranice možností této technologie. Lze tak dosáhnout vysoké
produktivity práce.
Jelikož se jedná o metodu přímo vyzařující elektronový svazek, nelze
svařovat za roh či na odkloněných površích.
Hlavní použití této metody je v jaderném, kosmickém, automobilovém a
leteckém průmyslu.
Malý reaktor od Rolls-Royce a využití EBW
Malý reaktor UK SMR společnosti Rolls-Royce představuje
standardní malý tlakovodní reaktor, s plánovanou dobou provozu 60 let a
instalovaným výkonem 440 MWe. Doba výstavby celého zařízení by neměla
přesáhnout pět let. Dalšími zajímavými vlastnostmi jsou jeho kompaktní
rozměry, pouhých 16 m na délku a 4 m v průměru. Pro svůj provoz
potřebuje pouhou desetinu plochy zpravidla vyžadované pro reaktor běžné
jaderné elektrárny.
Svar nádoby tohoto reaktoru (viz foto nahoře) o tloušťce 200 mm a průměru 3 m
byl dlouhý cca 10 m. Celé svařování metodou EBW trvalo 140 minut.
Při použití standardních metod by takovéto svařování trvalo měsíce a
zahrnovalo by řadu nedestruktivních testů materiálu a účinků tepla.
Celý proces byl sledován organizacemi na úrovni energetiky, obrany a
souvisejícího dodavatelského průmyslu, s ohledem na příležitosti k
využití metody EBW.
Tento projekt byl spolufinancován z národních zdrojů určených pro
podporu inovativních výrobních a materiálových technologií. Je významný
i z toho důvodu, že malé modulární reaktory jsou důležitou součástí
britské strategie zvýšení podílu jaderné energie na výrobě elektřiny ze
současných 16 % na 25 %. Sám Rolls-Royce plánuje v této souvislosti
vyrobit do roku 2035 až 10 těchto reaktorů.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Foto © Sheffield
Forgemasters (převzato z World Nuclear News)
Další
informace zde
 Přečtěte si také:
 21.4.2022 Americký projekt mikroreaktoru Pele se nejspíše stane prvním reaktorem
IV. generace
uvedeným do provozu
v USA. Reaktor bude instalován v areálu Idaho National Laboratory
(INL). Vyplývá to z rozhodnutí amerického Úřadu pro strategické
obranné schopnosti – Defense Strategic Capabilities Office (SCO),
vydaného v polovině dubna 2022. 
 7.4.2022 V areálu
Jaderné elektrárny Temelín vyčlenila společnost ČEZ speciální
prostor, kde by mohl v budoucnu vyrůst první malý modulární reaktor v
České republice. ČEZ o tomto rozhodnutí informoval koncem března 2022
americké společnosti NuScale a GE Hitachi a v poslední březnový den
2022 s ním seznámil představitele Jihočeského kraje i zástupce další
americké společnosti Holtec International.
 18.3.2022 Společnost
ČEZ, resp. její 100% dceřiná společnost Elektrárna Dukovany
II, zahájila 17. 3. 2022 výběrové řízení na dodavatele stavby nového
jaderného zdroje v lokalitě Dukovany. Ministerstvo průmyslu a obchodu
udělilo k tomuto kroku souhlas poté, co bezpečnostní složky posoudily
dokumenty z předchozí fáze, tedy zapracování bezpečnostních požadavků
do poptávkové dokumentace, a ukončily bezpečnostní posouzení všech tří
uchazečů. Těmi jsou americký Westinghouse, francouzská EdF a korejská
společnost KHNP.
 5.1.2022 Těsně před
Vánoci 2021 byly zveřejněny výsledky průzkumu mezi českými
obyvateli ohledně vztahu k zdrojům energie pro výrobu elektřiny.
Průzkum provedla česká marketingová agentura IBRS a výsledky sdílela s
internetovým portálem World Nuclear News podporovaným Světovou jadernou
asociací (WNA), s nímž redakce našich portálů spolupracuje.
 7.12.2021 NuScale,
jeden z úspěšně se rozvíjejících typů malých
reaktorů, jehož vývoj
na našich stránkách průběžně sledujeme již od
roku 2014 dostal na začátku
prosince 2021 své obchodní jméno. Dále bude prezentován pod názvem
VOYGR, přičemž NuScale zůstává jako název výrobce.
 4.11.2021 Stav a
nastavení ochrany informačních systémů jaderných elektráren, ale
také povědomí zaměstnanců o významu informační a kybernetické
bezpečnosti a její dodržování, nebo soulad mezi zákonnými požadavky a
stávajícími podmínkami ve společnosti ČEZ. To je jen příklad oblastí,
na které se soustředil audit systému pro řízení informační bezpečnosti
(ISMS). Dukovany a Temelín patří mezi první jaderná zařízení na světě,
která tímto procesem úspěšně prošla v říjnu 2021.
 25.10.2021 Malé
modulární reaktory jsou důležitým rozvojovým směrem v jaderné
energetice. Jeden z konceptů tohoto energetického zařízení, malý
modulární reaktor BWRX-300 od GE Hitachi Nuclear Energy (GEH), učinil v
říjnu 2021 důležitý krok na cestě ke komercializaci: GEH a inženýrská
společnost BWXT Canada Ltd. (BWXT) podepsaly dohodu o spolupráci při
inženýringu a obstarávání s cílem podpořit konstrukci, výrobu a
komercializaci tohoto reaktoru.
 29.9.2021 V
roce 2017 činily globální ztráty z kybernetické kriminality 1,5 mld.
USD (přes 32 mld. Kč), v roce 2020 už 4,2 mld. USD (přes 90 mld. Kč). V
ČR bylo v roce 2020 spácháno 8417 trestných činů v této kategorii. Bylo
to o 3073, tedy o 58 %, více než v roce 2017. Přibylo útoků na
nemocnice, sítě orgánů státní správy a samosprávy i větší průmyslové
podniky. Tolik strohá fakta, která ilustrují celkovou nebezpečnost
kybernetických útoků.
 1.9.2021 Na konci srpna
2021, necelé čtyři dny po svém připojení k přenosové
soustavě, pracuje druhý temelínský blok opět na plný výkon. Spolu s
elektrárnou Dukovany je tak aktuálně v provozu všech šest jaderných
bloků, které bezemisní elektřinou kryjí více než 37 % české spotřeby
(netto výroba elektřina za rok 2020).
 9.7.2021 V
současnosti ve světě existuje více než sedm desítek
konceptů malých reaktorů v různém stádiu rozpracovanosti. Výjimkou není
ani ČR. Jako první uvedlo v roce 2018 Centrum výzkumu Řež svůj koncept
s názvem Energy Well,
který
představuje návrh malého modulárního vysokoteplotního reaktoru s nízkým
výkonem kolem 20 MWt, chlazeného tekutými solemi. Na konci května 2021
přišel s druhým projektem malého reaktoru pod názvem HeFASTo.
 19.2.2021 V
debatách o vhodných zdrojích elektřiny obvykle schází jejich územní
nároky: větrné elektrárny zaberou 530krát více místa než jaderné
elektrárny, u pozemní fotovoltaiky je to 107krát. O porovnání různých
bezemisních zdrojů elektrické energie z pohledu plochy na dosažení
výkonu se lze dočíst v analytickém článku České nukleární společnosti z
února 2021, založeném na výsledcích evropské studie beroucí jako
příklad mimo jiné Českou republiku.
|
