AP300: malý reaktor od Westinghouse založený na
bohatých zkušenostech „většího bratra“
24.5.2023
V květnu 2023 představil americký výrobce
Westinghouse Electric Company
LLC odboprné veřejnosti svůj koncept malého jaderného reaktoru (SMR)
pod obchodním označením AP300™ SMR. Jak uvádí, jde fakticky o zmenšenou
a zjednodušenou verzi osvědčeného typu velkého tlakovodního reaktoru
AP1000, o nějž se zajímá mj. i ČEZ v souvislosti s plánovaným
rozšířením elektrárny Dukovany.
Malé modulární reaktory
Malé modulární reaktory jsou malé stavební jednotky
(moduly), které se
vyrábějí v továrně a následně se převážejí na vybrané místo, kde se
sestavují. Díky variabilnímu výkonu se od nich očekává, že budou moci
vhodně doplňovat a zálohovat obnovitelné zdroje energie, především pak
větrné a fotovoltaické elektrárny.
Podle Mezinárodní agentury pro jadernou energii se za
malý modulární
reaktor považuje elektrárna s výkonem do 300 MWe. Firmy vyvíjející
modulární reaktory avizují, že první projekty hodlají spustit do konce
desetiletí. O jaderných elektrárnách a jaderných reaktorech a jejich
generacích viz též v naší nápovědě k článkům
ZDE.
Reaktor AP1000
Reaktor typu AP1000 od Westinghouse je tlakovodní
reaktor generace
III+. Nejprve stručně k této generaci reaktorů:
III. generace jaderných reaktorů směřuje ke zvýšení
účinnosti výroby
elektrické energie, a to až na úroveň těsně přesahující 40 %, k
prodloužení doby provozu reaktoru až na 60 let a ke snížení náročnosti
budování elektrárny. Velký důraz je kladen na zvýšení bezpečnosti, a to
zejména v oblasti pasivní bezpečnosti – jinými slovy, konstrukce těchto
reaktorů je řešena tak, aby jaderné havárie byly vyloučeny již z
fyzikální podstaty procesů, které v ní probíhají. Tyto bezpečnostní
prvky jsou založeny na jevech, jako je gravitace nebo přirozená
cirkulace chladiva. Snahou je především redukovat možnost nehody s
roztavením paliva v aktivní zóně. Dalším rysem je prodloužení intervalu
mezi výměnou paliva.
Generace III+ je pak vlastně odnož třetí generace, u níž
se vývoj
zaměřil na další zdokonalení III. generace zejména co do bezpečnosti
proti lidským chybám. Rozlišení generace III a III+ přitom nemá pevnou
hranici.
Tepelný výkon jednoho bloku AP1000 činí cca 3415 MWt,
elektrický výkon
cca 1200 MWe. Vývoj technologie tlakovodního reaktoru AP1000 probíhal
více než 15 let a je založen na znalostech a zkušenostech z úspěšného
50letého provozu více než 100 komerčních elektráren společnosti
Westinghouse.
Reaktor je konstruován jako ekonomický a spolehlivý,
především díky
mnohem menšímu počtu (resp. délce) ventilů, čerpadel, potrubí a kabelů.
V současnosti jsou v provozu celkem čtyři bloky
využívající technologii
AP1000. Všechny se nacházejí v Číně, kde je ve výstavbě dalších šest
jednotek. Další reaktor AP1000® je v provozu v
elektrárně Vogtle v
Georgii, zatímco druhý se nachází ve finální fázi dokončení.
Malý reaktor AP300™ SMR
Konstrukce tohoto reaktoru (viz vizualizace na obrázku
nahoře) je založena na
provozních zkušenostech a pokročilé technologii společnosti
Westinghouse z vývoje a provozu zmíněného velkého reaktoru AP1000.
Schéma jeho fungování a široké možnosti využití ukazuje infografika na
obrázcích.
Reaktor společnosti Westinghouse AP300 SMR splňuje vše,
co se od malých
modulárních reaktorů očekává: menší rozměr, modulární konstrukce pro
efektivní harmonogram výstavby, nejmodernější bezpečnostní technologie
a spolehlivost.
Skutečnost, že je reaktor AP300 postaven na osvědčeném
reaktoru AP1000,
s sebou nese některé důležité výhody. Patří mezi ně zejména více než 30
let pokročilých technologií pasivní bezpečnosti licencovaných u
světových regulačních orgánů. Dále je to využití zavedené
infrastruktury, včetně vyspělého dodavatelského řetězce a služeb
provozu a údržby. Reaktor využívá pokročilou osvědčenou technologii
„Instrumentation & Controls”, která zjednodušuje provoz a
zvyšuje spolehlivost.
Společnost Westinghouse je v neposlední řadě světovou
jedničkou v
dodávkách jaderného paliva, jehož si jako dodavatele pro své elektrárny
vybrala mj. i skupina ČEZ.
AP300 SMR
využívá jeho robustní konstrukci paliva, která zahrnuje řadu
osvědčených a pokročilých palivových prvků a čtyřletý cyklus doplňování
paliva.
Schválení licence pro tento reaktor americkým jaderným
regulačním
úřadem (US Nuclear Regulatory Commission) předpokládá výrobce v roce
2027. Následovat by měl tříletý schvalovací proces pro umístění
reaktoru v konkrétní lokalitě a další tři roky jeho vybudování.
Westinghouse tedy věří, že první kilowatthodiny energie by mohl první
AP300 dodávat již v roce 2033.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Obrázky ©
Westinghouse Electric Company LLC
Další informace zde a také zde 
Schéma reaktoru
 Přečtěte si také:
 17.5.2023 Ačkoli má Česká republika velmi robustní přenosovou síť, ani jí se
nevyhýbá hrozba plošného výpadku v dodávkách elektřiny, tzv. blackoutu.
Na okamžité řešení této situace je třeba být včas připraven. Napomohly
tomu i úspěšné zkoušky tzv. startu ze tmy u elektrárny Orlík a podání
napětí na vlastní spotřebu elektrárny Prunéřov 2, které proběhly v
polovině května 2023. 
 10.5.2023 Technici v Temelíně převezli v prvním květnovém týdnu 2023 do skladu
použitého paliva celkem tři kontejnery s použitými palivovými soubory.
Kontejnery zde obsadí 61.–63. pozici z celkové kapacity 152 míst. Práce
kolem kontejnerů trvaly dva týdny. Nyní se energetici připravují na
zavážení paliva do reaktoru.
 25.4.2023 O malé
modulární reaktory je zájem v řadě zemí, Českou
republiku
nevyjímaje.
Jedním ze slibně se rozvíjejících konceptů těchto energetických zdrojů
je i malý modulární reaktor od britského výrobce Rolls-Royce. Koncem
března 2023 zaznamenal tento reaktor důležitý milník v podobě memorand
o porozumění se zástupci švédské, finské a ukrajinské
energetiky.
 11.4.2023 Malé
modulární reaktory (SMR) jsou důležitým světovým trendem v jaderné
energetice. Jedním z představitelů tohoto směru je francouzský projekt
Nuward. Tento projekt zaznamenal na konci března 2023 důležitý milník:
Francouzská energetická skupina EDF založila samostatnou, 100%
vlastněnou dceřinou společnost pro další rozvoj tohoto
projektu.
 6.4.2023 Americká
společnost Westinghouse s výrobním závodem ve Švédsku bude
dodávat od roku 2024 jaderné palivo i pro Jadernou elektrárnu Dukovany,
provozovanou společností ČEZ. Na konci března 2023 to stvrdila smlouva
mezi oběma společnostmi. Nyní palivo pro tamní typ reaktorů jako jediná
na světě vyráběla, a do Dukovan dodávala, pouze ruská společnost
TVEL.
 8.3.2023 Provozovatel
české přenosové soustavy ČEPS představil na začátku března
2023 dokument „Hodnocení zdrojové přiměřenosti ES ČR do roku 2040“ (MAF
CZ 2022), v němž analyzuje dopady různých scénářů vývoje zdrojového
mixu v České republice ve střednědobém horizontu a identifikuje možná
budoucí rizika.
 8.3.2023 ČEZ
předběžně vytipoval další dvě preferované lokality pro malé
modulární reaktory (SMR), v pořadí druhý a třetí. Po prvním projektu
SMR v lokalitě Jaderné elektrárny Temelín by mohly vyrůst také v
Dětmarovicích a Tušimicích. Tedy v místech současných uhelných
elektráren, lokality se tak transformují na bezemisní. Skupina ČEZ o
tom informovala veřejnost na konci února 2023.
 17.2.2023 Zajistit
minimálně šedesátiletý provoz. Tak dlouho chce společnost ČEZ
provozovat Jadernou elektrárnu Temelín. Pomoci tomu mají i průběžné
modernizace. Ke klíčovým projektům patří prodloužení palivové kampaně,
modernizace řídicích systémů nebo příprava na výměnu generátoru.
Odborná veřejnost o tom byla informována v únoru 2023.
 18.1.2023 Součástí
energetických zdrojů založených na malých modulárních
reaktorech není jen reaktor sám jakožto „pouhý“ zdroj tepelné energie,
ale také veškeré další technologie sloužící k vlastní výrobě elektřiny.
Zde se nabízí prostor pro jejich zefektivnění. Ukazuje to patent (resp.
patentová žádost) jednoho z výrobců malých modulárních reaktorů,
americké společnost Holtec International, z ledna 2023, umožňující
využít pro malé modulární reaktory zařízení uhelných
elektráren.
 5.1.2023 Důležitým
rozvojovým směrem v jaderné energetice jsou malé modulární
reaktory. Jedním z nejvýznamnějších hráčů na poli této technologie je
americký výrobce NuScale Power se svým produktem VOYGR. Na sklonku roku
2022 byl učiněn další významný krok k jeho komercializaci: Byla
dokončena příprava jeho typového projektu, který slouží jako základ pro
individuální projekt adaptovaný pro konkrétní umístění
reaktoru.
 2.1.2023 České jaderné
elektrárny vyrobily v roce 2022 rekordní množství
energie. Do přenosové sítě dodaly téměř 31 TWh elektřiny, o 110 000
megawatthodin více než v předchozím roce. V roce 2023 očekává ČEZ kvůli
plánovaným rozsáhlým investicím do nejméně šedesátiletého provozu mírně
nižší produkci.
 6.12.2022 Společnost
Elektrárna Dukovany II, a. s., (EDU II), stoprocentní
dceřiná společnost ČEZ, obdržela na konci listopadu 2022 nabídky od tří
uchazečů na stavbu nového jaderného zdroje v Dukovanech. Jsou jimi
americko-kanadský Westinghouse, francouzská EdF a korejská společnost
KHNP. Nyní probíhá u EDU II analýza nabídek a následně jednání s
uchazeči. Poté do konce září příštího roku předloží uchazeči finální
nabídky.
 15.11.2022 Polská
energetika stojí v současné době z více než 80 % na spalování
uhlí. Výrazný odklon od této ekologicky i klimaticky náročné výroby by
mělo přinést vybudování nového jaderného zdroje.
Na začátku
listopadů schválila polská rada ministrů, že tímto zdrojem budou tři
reaktory typu AP 1000 od Westinghouse. Pro tohoto amerického dodavatele
je to historicky první zakázka na dodávku reaktorů v zemích Střední
Evropy.
 1.11.2022 Za 30 let od
vzniku samostatné České republiky v roce 1992 po rozpadu
bývalého Československa došlo k významným změnám ve struktuře našich
energetických zdrojů. Významnou měrou se na nich podílela skupina ČEZ
jakožto dominantní výrobce elektrické energie v ČR. Od roku 1992
vzrostla výroba elektrické energie o více než 44 %,
především se ale výrazně změnila struktura energetiky. Zatímco před
třemi desítkami let dominovaly s více než 70 % uhelné zdroje, nyní je
tomu jinak.
 14.10.2022 ČEZ je
jednou z elektrárenských společností, které se aktivně zabývají
možným uplatněním malých reaktorů. Svědčí o tom i připravovaný
Jihočeský jaderný park.
Dalším
důležitým krokem se stalo 12. října 2022 podepsání memoranda o
porozumění (MoU) mezi ČEZ a kanadskou elektrárenskou společností
Ontario Power Generation (OPG) s cílem spolupracovat na uplatnění
jaderné technologie včetně malých modulárních reaktorů pro bezpečnou,
čistou a spolehlivou výrobu elektrické energie.
 10.10.2022 V prvním
říjnovém týdnu 2022 byla spuštěna mezinárodní platforma MARI
pro přeshraniční výměnu regulační energie. Současně v ní začala
probíhat výměna regulační energie. Společnost ČEPS, která v ČR
provozuje přenosovou síť, se k této platformě připojila jako první
provozovatel přenosové soustavy již v červenci 2022, a následně
provedla její testování.
 29.9.2022
Přínos v podobě 2 385 MWh/rok navíc vyrobené elektrické energie získají
energetici v Jaderné elektrárně Dukovany díky náhradě ručních armatur
zimních ochran chladicích věží za elektricky a dálkově ovládané.
Odborná veřejnost o tom byla informována koncem září 2022.
 19.9.2022 Zhruba
polovina elektrické energie v Německu je dnes vyráběna z
obnovitelných zdrojů, pro něž je charakteristická nestálost. Udržení
rovnováhy v přenosové síti a zabránění rozsáhlým výpadkům včetně tzv.
blackoutu
pomáhají zařízení pro jejich stabilizaci. Jedním z nich je STATCOM od
General Electric, s nímž byla odborná veřejnost seznámena v září
2022.
|
