Historie a budoucnost jaderného paliva pro elektrárnu Temelín aneb Rusko vs USA

V nejbližších dnech podepíší zástupci energetické společnosti ČEZ dohodu o dodání šesti testovacích palivových souborů (Lead Test Assemblies) pro první temelínský jaderný blok od americko-japonské firmy Westinghouse Electric Company, vyráběných v jejich švédském závodě ve Västeråsu.

Historie dodávek jaderného paliva na Temelín

Jaderná elektrárna Temelín od svého spuštění v roce 2000 nakupovala palivo od společnosti Westinghouse. Kontrakt byl podepsán na 10 let s možností opce. Westinghouse měl s konstrukcí šestihranného paliva typu VVER-1000 nedostatek zkušeností (palivo používané na západě je čtyřhranné – více o rozdílech zde) a v průběhu let docházelo k jeho ohýbání, kroucení a častým netěsnostem. Dodatečnými modifikacemi konstrukce se podařilo na konci kontraktu problémy částečně eliminovat. Již předtím však bylo vypsáno výběrové řízení na nového dodavatele a v roce 2006 byl vybrán nový dodavatel – ruská firma TVEL. První ruské palivo bylo zavezeno na přelomu let 2009/2010 a kontrakt byl opět podepsán na 10 let opět s možností opce na další období.

Jaderné palivo má v evropské i české legislativě výjimečné postavení, které umožňuje využívat opcí bez výběrového řízení, čehož využívají například v Dukovanech, ale v jiných oborech toto možné není.

Očekávalo se, že v průběhu tohoto roku vypíše ČEZ nové výběrové řízení na dodavatele jaderného paliva pro Temelín pro roky 2020-2030. Objevily se také spekulace, že ČEZ využije opce a prodlouží kontrakt s TVEL. Ruské palivo se podobně jako americké ukázalo jako nedokonalé (několik netěsností nejen u nás ale i na dalších elektrárnách) a ČEZ se velmi racionálně rozhodl, že si ponechá otevřené dveře pro oba konkurenty.

2007_bazen_vymeny_paliva

Manipulace v palivem v bezénu vyhořelého paliva, Zdroj: Archiv ETE

Palivo unikátní konstrukce od Rusů, které nemělo smysl

Společnost TVEL si je problémů temelínského paliva dobře vědomá a pracuje na vyřešení problémů. Jejich podstata je složitější a je daná také historickým vývojem elektrárny. Požadavkem výběrového řízení na roky 2010-2020 byla kompatibilita se stávajícím palivem. Proto TVEL vyvinul pro Temelín unikátní konstrukci paliva, kterou nikde ve světě nepoužívá, místo svého osvědčeného robustního řešení.

Každý rok se nahrazuje zhruba 1/4 paliva v reaktoru. V roce 2010 měla být tedy jako obvykle zavezena 1/4 ruského paliva a 3/4 měly zůstat americké (tzv. směsná zóna). Státní úřad pro jadernou bezpečnost po dohodě s ČEZ rozhodl, že se směsná zóna licencovat nebude a bylo nakoupeno ruské palivo pro celou aktivní zónu. Tímto rozhodnutím ztratil smysl požadavek na kompatibilitu ruského s americkým palivem. Ruskové tedy zbytečně vyvinuli a dodali unikátní typ konstrukce, který není tak robustní jako jejich standardní řešení.

Objevily by se problémy i se satndardním ruským palivem? Na to asi nedokáže nikdo odpovědět, faktem je, že unikátní řešení mají problémů vždycky více než ověřená konstrukce.

Diverzifikace dodavatele paliva

LTA_ukr

Umístění 6 amerických palivových souborů (červená barva) v 17. kampani ukrajinského reaktoru VVER-1000

Americko-japonská firma Westinhouse dodává palivo „temelínského“ typu na Ukrajinu (s finanční podporou americké vlády) a v rámci grantu od Evropské komise vyvíjí palivo i pro reaktory „dukovanského“ typu. Dodání šesti testovacích palivových souborů tzv. LTA bylo prvním krokem přechodu na nového dodavatele i v případě ukrajinských bloků.Celá aktivní zóna reaktoru VVER-1000 obsahuje 163 palivových souborů, šest je tedy pouze její minoritní část. Cílem je hlavně ověření provozních parametrů a chování paliva.

Proč šest? Aktivní zóna reaktoru má šestinovou symetrii. Aby symetrie zůstala zachována, musí být do každé šestiny zavezen jeden stejný palivový soubor. Jistým nedostatkem tohoto testování je, že nový soubor bude obklopen šesti soubory jiné starší konstrukce, které ho mohou mechanicky ovlivnit například při ohýbání nebo kroucení, a neukáže se tak přesné mechanické chování paliva nové konstrukce.

VVER1000

Schéma palivového souboru VVER-1000 od ruského dodavatele TVEL

Kontrakt na období 2020-2030

Pravděpodobně hlavní motivací ČEZ je dostat oba výrobce na stejnou startovní čáru před výběrem nového dodavatele. Westinghouse se totiž již dříve vyjádřil, že se cítí být znevýhodněn v soutěži o dodávky paliva, protože nemá stejné možnosti vývoje a testování jaderného paliva pro Temelín jako TVEL.

TVEL v rámci vlastního vývoje vyprojektoval standardizované palivo pro Temelín tzv. modifikace 2. Jeho cílem je standardizovat konstrukci paliva pro reaktory VVER-1000 po celém světě, která je prozatím unikátní téměř pro každý provozovaný reaktor. Toto modernizované palivo bude zavezeno do temelínského druhého reaktor zhruba ve stejnou dobu jako amerických šest souborů do bloku prvního. Provozní zkušenosti potom jasně ukáží rozdíly mezi oběma dodavateli a výsledky jistě silně ovlivní budoucí kontrakt.

Menším problémem je načasování. Palivo je standardně v reaktoru 4 roky, nějakou dobu trvá výběr dodavatele a ten potřebuje určitý čas na výrobu. Pokud bude ČEZ čekat na výsledek uvedeného porovnání, nestihne vybrat nového dodavatele pro roky 2020-2030, tak jak se původně předpokládalo. Řešením je využití zmíněné opce s ruským dodavatelem, ale pouze na několik let.

grid

Distanční mřížka ze slitiny Zr1%Nb vyhořelého palivového souboru VVER-1000 s palivovým pokrytím ze slitiny ZIRLO (Westinghouse)

V této oblasti nás tedy čeká spousta novinek i výzev. Od licencování směsných zón pro americké i ruské palivo, přes přímé porovnávání obou hlavních konkurentů v českých reaktorech, až po výběr nového dodavatele pro další desetiletí provozu jaderné elektrárny Temelín.



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *