Malé a modulární reaktory
V roce 2022 jsme zaznamenali zvýšený zájem o výstavbu tzv. SMR (Small and modular reactors) – Malé a modulární reaktory. Jsou jim přisuzovány až zázračné plány na jejich využití. V Praze na FJFI byl v únoru pořádán již osmý ročník konference věnované problematice malých a modulárních reaktorů. Pojďme si tedy říct, o co vlastně jde.
Energetické reaktory, které jsou v současnosti vyvíjeny, mívají většinou instalovaný výkon 500 – 1500 MWe. Výstavba by u nich probíhala tak, že se jednotlivé díly a součásti dovezou na lokalitu a na místě se z nich sestaví a zprovozní celá jaderná elektrárna. Postup až dosud používaný především v investiční výstavbě.
Nový pohled do tohoto procesu přinesla společnost Westinghouse se svým projektem reaktoru AP 1000. Novinkou je skutečnost, že se jednotlivé systémy konstruují a vyrábí jako samostatné moduly. Takové moduly, jako například oběhová čerpadla, se vyrobí, smontují, odzkouší jako funkční celek ve výrobním závodě a pak se dovezou na lokalitu, kde se sestaví jako stavebnice do celého funkčního zařízení. Vše včetně elektrické části, hydraulické části, olejového hospodářství, systému měření a regulace. Přináší to nejen úsporu času, ale třeba i větší spolehlivost zařízení. Myslím, že podobný „modulární“ přístup je i v jiných technických odvětvích. SMR jdou ještě dál a modulem je například celá reaktorová část, nebo turbína s generátorem. To by byla ta „modularita“. A co s tím slovem „malý“.
V první generaci „malých reaktorů“ šlo jen o velikost a výkon. Typickým příkladem je JE Bilibino na Čukotce. Čtyři bloky o výkonu 12 MWe pro zásobování elektrickou energií a teplem zlatokopeckého městečka Bilibino spouštěné v sedmdesátých letech minulého století. Pro úplnost musím dodat, že turbíny tehdy dodala První brněnská strojírna.
Většina návrhů SMR se s výkonem pohybuje na úrovni do 100 MWe. Vzhledem k rozměrům vycházejícím z malého výkonu jdou konstruktéři a projektanti ještě dál v modularitě a nabízejí třeba celou „primární část“ SMR jako jeden systém na výrobu páry. Někdy se používá označení „jaderný ostrov“. Ve velké hermetické nádobě je vše, co známe z velkých jaderných elektráren: vlastní reaktor, oběhová čerpadla, parogenerátor, kompenzátor objemu. Vše pěkně poskládané do jedné nádoby ve výrobním závodě, odzkoušeno, odladěno, dovezeno na lokalitu, osazeno a zapojeno do systému. Taková koncepce přispívá i k bezpečnosti, protože tento koncept funguje i jako další hermetická obálka. Některé projekty dokonce počítají i se zavezením jaderného paliva v továrně a řeší celou výměnu paliva po jedné několikaleté kampani odvezením jaderné části SMR (té velké hermetické nádoby) do výrobního závodu. Zde se vše reviduje, vymění palivo a šup s tím zpět na lokalitu a jede se dál.
Objevují se i koncepce, kdy takový jaderný zdroj páry by mohl být použit jako náhrada uhelných kotlů některých tepelných elektráren. Turbína a generátor, včetně vyvedení výkonu, je využita ze stávající uhelné elektrárny. Stačí jen udělat generálku, demontovat kotel a místo něj instalovat SMR a máme zdroj tepla a elektřiny na další desítky let.
Pravda, trochu nadšená představa, ale proč ne. Škoda, že jsme si demontovali Oslavanskou elektrárnu J. Ale pojďme zpátky na zem.
V loňském roce byl na lokalitě Temelín založen Jihočeským krajem spolu se skupinou UJV Řež tzv. Jihočeský jaderný park. Cílem je posuzovat výstavbu SMR ve všech souvislostech. Skupina ČEZ uzavřela memoranda o spolupráci s největšími společnostmi, které na projektech SMR pracují. Jsou to takové firmy, jako třeba NuScale, Westinghouse, RollsRoyce, EdF, Holtec, GE nebo korejský KHNP.
SMR není všespasitelné řešení, které by vytlačilo velké jaderné bloky, ale v některých segmentech energetiky nabízejí logická a efektivní řešení.
Budoucnost pro jejich nasazení není příliš vzdálená. České firmy by na ni měly být připraveny.
Aleš John
OBK při JE Dukovany
