VVER

Schéma reaktoru VVER-1000. Pozice: 1) Pohony řídicích tyčí 2) Vrchní část reaktoru 3,4) Vstupní a výstupní nátrubky 5) Šachta reaktoru 6,7) Oblast aktivní zóny VVER - vodo-vodní energetický reaktor , někdy značený WWER je typ tlakovodního reaktoru užívaného v jaderných elektrárnách v zemích bývalého východního bloku, zatímco v západní Evropě a USA se pro tento typ reaktoru používá zkratka PWR (Pressurized Water Reactor). Koncepce VVER jsou i reaktory českých jaderných elektráren Dukovany a Temelín.

Principy

V reaktorech VVER je používán mírně obohacený uran ve formě UO2. Tlaková nádoba reaktoru má tvar válce postaveného na výšku s polokulovitým dnem a víkem. +more Aktivní zóna je v dolní části nádoby. Nádoba je naplněna lehkou vodou, která slouží jako chladivo i moderátor zároveň. Voda je pod vysokým tlakem (okolo 15 MPa, tj. 150 bar), takže nedochází k jejímu varu. To je důležitý prvek inherentní bezpečnosti. Při případné poruše primárního okruhu, nebo kdyby došlo k varu vody v reaktoru, dojde k úniku moderátoru a tím i téměř úplného zastavení jaderné reakce.

Typy

VVER-440

Typ 230

Vývoj reaktorů VVER začal v Sovětském svazu přibližně v polovině 60. let 20. +more století. Prvním vývojovým typem byl VVER-440 typ 230. Bezpečnostní koncepce tohoto typu reaktoru byla na stejné úrovni jako západní běžně montované typy BWR. Největší projektová havárie, kterou měl tento typ reaktoru bezpečně zvládnout, byl pouze vznik trhliny o průměru 32 mm kdekoliv v primárním okruhu. Tato slabina byla kompenzována konzervativním návrhem, který riziko havárie minimalizoval (speciální tvar paliva, nižší zatížení všech komponent). V průběhu provozu byly tyto elektrárny modernizovány a jejich provoz zpřísněn. Přes známá rizika bylo postaveno 14 bloků elektráren s tímto reaktorem. Byly to: 3. a 4. blok JE Novovoroněž, 1. a 2. blok JE Kola, 4 bloky JE Greifswald, 4 bloky JE Kozloduj a jako poslední 2 bloky JE V-1 Jaslovské Bohunice. Většina těchto elektráren je již odstavena a k žádné havárii nedošlo i přesto, že JE Kozloduj absolvovala v roce 1977 zemětřesení o síle 7 stupňů. Bloky v Jaslovsko-Bohunické elektrárně V1 se nyní připravují k likvidaci, první blok byl odstaven v roce 2006 a druhý blok ukončil provoz v roce 2008. Posledními fungujícími bloky na bázi konceptu VVER-440 V230 je první dvojblok elektrárny Kola, druhý blok prvního dvojbloku v JE Novoroněž (zde se ale jedná i prototyp, ze kterého vznikl tento vývojový typ) a 2. blok arménské jaderné elektrárny nedaleko města Mecamoru. Obyvatelé v okolí Mecamoru mají strach o svoji budoucnost, neboť elektrárna se nachází v oblasti tektonických zlomů - mimochodem proto byl 1. blok v roce 1988 vyřazen z provozu, byl poškozen po silném zemětřesení. Druhý blok by měl být definitivně odstaven v roce 2036, ale to pouze za předpokladu, že se do té doby začne stavět nový blok, který jej nahradí. Dvojblok v JE Kola prošel značnými nákladnými modernizacemi a jeho provoz splňuje normy IAEA. Plánuje se nahradit ji novými VVER 640, protože elektrárna je významným zdrojem elektrické energie v murmanské oblasti.

Typ 213

Dalším vývojovým typem byl VVER-440 typ 213. Proti předchozímu typu byla výrazně zvýšena bezpečnost podle světových standardů. +more Při návrhu byla uvažována jako největší projektová havárie prasknutí hlavního potrubí primárního okruhu. Tento typ reaktoru ještě nemá plnohodnotnou tlakovou ochrannou obálku - kontejnment, ale je vybaven hermetickým boxem s barbotážním systémem, v němž by v případě havárie došlo ke kondenzaci vzniklé páry a snížení tlaku v ochranné obálce. V projektu jsou několikanásobné systémy nouzového dochlazování pro případ takové havárie.

Okamžité řízení výkonu samotného reaktoru probíhá současně dvojím způsobem - změnou množství paliva v aktivní zóně a změnou množství pohlcovače neutronů. V reaktoru jsou zvláštní kazety poháněné výkonnými elektromotory, kdy jejich spodní část je vyplněna palivem a horní část pohlcovačem neutronů. +more V případě nouzového odstavení kazety volným pádem spadnou až na dno kanálu (kde se nachází tlumič pádu), čímž dojde ke snížení množství paliva v aktivní zóně a zároveň k zastavení reakce pohlcením štěpných neutronů. Dlouhodobé řízení výkonu a zastavení reakce během výměny paliva, je zajištěno změnou koncentrace kyseliny trihydrogenborité s 10B ve vodě primárního okruhu. Jedná se současně i o možnost havarijního odstavení, které je ale mnohem pomalejší než pomocí řídicích kazet.

VVER-440 typ 213 je jeden z nejrozšířenějších typů tlakovodního reaktoru v Evropě. Nachází se např. +more v elektrárně Dukovany (2 dvoubloky - 4 reaktory), Mochovce (2 dvoubloky - 4 reaktory), Jaslovské Bohunice V2 (1 dvoublok- 2 reaktory), JE Loviisa (dva samostatné bloky s kontejnmentem), JE Paks a další. Stále jsou používány dvě turbíny na jeden výrobní blok. Stejného typu byly i plánované 4 bloky v druhé polovině východoněmecké jaderné elektrárny Greifswald (Lubmin, Nord), přičemž pouze první z nich byl v roce 1989 dostavěn a spuštěn do fáze fyzikálních testů. Další blok 6 byl pouze dostavěn a nikdy nespuštěn, u bloků 7 a 8 nebyly dokončeny ani stavební práce. V Německu odstavení této obrovské a celkem osmiblokové elektrárny vysvětlili tím, že bloky nejsou bezpečné a jejich úprava by stála mnoho financí - z dnešního hlediska šlo pouze o odstavení, vynucené politickým tlakem západního bloku, tzv. "desovětizace".

V současné době se dostavují další dva bloky ve slovenských Mochovcích, kde byla stavba utlumena v roce 1992 pro nedostatek financí. Ve finálním stavu bude tento komplex patřit k nejbezpečnějším blokům VVER-440 s reaktorem vývojového typu 213. +more Dokončení 3. bloku je plánováno na rok 2022.

Palivový cyklus reaktorů VVER-440 byl původně tříletý - to znamená, že každých dvanáct měsíců je vyměněna třetina paliva. Současný palivový cyklus (2015) s modernizovaným palivem je pětiletý a v reaktorech se mění každoročně pouhá jedna pětina kazet. +more Výrobní bloky s voroněžskými tlakovodními reaktory typu VVER-440 V 213 jsou však schopny zvládnout bezpečně větší výkon, než je jejich nominální (440 MWe). Výkon lze postupnými úpravami zvýšit až na 510 MWe, takovými úpravami prošla finská JE Loviisa. Tyto úpravy zahrnují zvýšení tepelného výkonu reaktoru z původních 1375 MWt na 1485 MWt (108 %) což bylo umožněno použitím novějšího paliva v kombinaci s lepším řídicím systémem a dalšími vylepšeními na sekundárním okruhu včetně turbosoustrojí, která jsou zodpovědná za zbývající nárůst o 5-7 % (500-510 MWe). K takovým úpravám došlo na mnoha elektrárnách (mj. i v Dukovanech) k optimalizaci vyšším obohacením paliva, lepším rozmístěním kazet a dalším zlepšením k prodloužení cyklu na 4, resp. 5 let. Dochází tak nejen k úspoře paliva, ale i ke zvýšení výkonu. Reaktory v Dukovanech tak nyní po úpravách vyrábí 510MWe. Celkový dosažitelný výkon Dukovanské elektrárny tak činí 2040 MWe.

Palivo do většiny bloků VVER v Evropě dodávají společnosti TVEL nebo Westinghouse Electric Company.

Typ 318

Nejpokročilejší verze reaktoru VVER-440. Šlo o výhradně exportní variantu tohoto reaktoru, která již zahrnovala plnohodnotný železobetonový kontejnment a další prvky pasivní i aktivní ochrany. +more Celkem bylo plánováno postavit tyto reaktory minimálně ve čtyřech lokalitách. Známé jsou Juragua (Kuba), Irák, Sýrie, a Sirte (Libye).

VVER-500

Vývoj reaktoru VVER-500 započal společně s VVER-1000. Jediný rozdíl spočíval v počtu smyček v primárním okruhu. +more Zatímco VVER-1000 má 4, VVER-500 měl mít pouze 2. Komponenty jako víko reaktoru měly být totožné s VVER-1000, což mělo usnadnit a zlevnit výrobu. Samotná tlaková nádoba byla téměř identická, pouze s rozdílem, že VVER-1000 má 8 otvorů pro sekundární okruh a VVER-500 měl mít 4. K seriové výrobě nikdy nedošlo a to z důvodu, že na konci 80. let měl větší prioritu vývoj reaktorů 3. generace, jako například VVER-1000/392.

Reaktory tohoto typu bylo plánováno postavit i v Československu, kde by jej vyrobila Škoda JS. Mimo toho v SSSR, Rumunsku, NDR. +more Doprava měla být zajištěna po železnici, stejně jako u VVER-1000.

VVER-600

VVER-600 (V-498) je menší verzí reaktoru VVER-1200 o polovičním výkonu, kterého bylo dosaženo snížením počtu smyček ze 4 na 2. Dvojice reaktorů tohoto typu je schválena pro použití v Kolské jaderné elektrárně okolo roku 2030.

VVER-1000

===== Typ 320 ===== Vývoj pokračoval a následujícího typu V-320 je i JE Temelín. Celkový tepelný výkon reaktoru je 3000 MWt s hrubým výkonem 1000 MWe.

Typ V-320, tzv. "velká série" je současně zatím nejčastější typ nejen VVER-1000, ale všech provozovaných VVER bloků. +more Z tohoto typu se dále odvíjí typ V-392B, který byl určen jako reaktor ve 3. a 4. bloku Chmelnické JE a 5. a 6. blok Balakovské JE. Dále vznikly V-320DD a V-320I (Zvýšení bezpečnosti v určitých oblastech, jako je například seismická bezpečnost).

Okamžité řízení výkonu reaktoru typu VVER-1000 je oproti VVER-440 zařízeno pouze změnou množství pohlcovače neutronů v aktivní zóně. Pohlcovač neutronů má formu klastrů (souborů 18 řídicích tyčí). +more Klastry jsou poháněny krokovým elektrickým motorem. V případě havarijního odstavení spadnou volným pádem do aktivní zóny. Dlouhodobé řízení či zastavení reakce během výměny paliva je zajištěno změnou množství kyseliny trihydrogenborité s 10B.

Dalšími vývojovými typy reaktorů VVER jsou nově stavěné bloky v modifikacích VVER-1000 V-392 a VVER-1000 V-466. Podle posledních informací se tyto nové reaktory řadí do třetí, tudíž nejvyspělejší generace. +more Modifikace V-466B měla být použita pro nově stavěnou bulharskou elektrárnu Belene, určenou k překlenutí energetického nedostatku vzniklého po odstavení prvních čtyř bloků VVER-440 V-230 v Kozloduji. Podstatným rysem všech nových tlakovodních reaktorů je zjednodušení konstrukce, což vede v důsledku ke zvýšení jak pasivní tak aktivní bezpečnosti. Nové bloky mají zdokonalený kontejnment a vyšší objemy vody v primárním i sekundárním okruhu, což ještě dále snižuje riziko havárie s případným roztavením aktivní zóny.

VVER-1200

Elektrárna má zvýšenou úroveň bezpečnosti, díky které se může řadit mezi bloky generace III+. Bylo toho dosaženo použitím nových pasivních bezpečnostních systémů, které jsou schopny fungovat bez dodávky silové elektřiny a bez zásahu obsluhy. +more Jde například o systém pasivního odvodu tepla z reaktoru přes parogenerátory, který slouží k dlouhodobému dochlazování aktivní zóny. Dále to je pasivní systém rekombinace vodíku, který zamezuje tomu, aby se v kontejnmentu vytvořila výbušná směs vodíku a vzduchu. V případě, že selžou standardní systémy pro zastavení řetězové štěpné reakce, bude použit pasivní systém rychlého vstřikování kyseliny borité do primárního okruhu. A pro případ selhání všech systémů a opatření se pod reaktorem nachází lapač taveniny, který pokud dojde k roztavení paliva a jeho protavení ven z reaktoru, tuto taveniny zachytí a zajistí její bezpečné dlouhodobé chlazení. Další důležitou součástí projektu elektrárny je dvojitý kontejnment, který zabraňuje úniku radioaktivních látek z reaktorového sálu a který chrání primární okruh před vnějšími riziky jako povodeň, tornádo, zemětřesení, exploze nebo pád letadla.

Reaktor VVER-1200 byl jedním z uvažovaných reaktorů pro nové bloky v elektrárně Temelín a patří mezi uvažované technologie pro nové bloky v elektrárně Dukovany.

Z tohoto typu pak vznikl projekt konsorcia MIR. +more1200 (Modernised International Reactor) určený pro státy Evropské unie. Projekt MIR. 1200 je vyvíjen českou společností Škoda JS společně s ruskými firmami Atomstrojexport a Gidropress, které spadají pod Rosatom.

Reaktory VVER-1200 jsou používány v Rusku (jaderné elektrárny Leningradská II, Novovoroněžská II) i v zahraničí. Spustil se 1. +more blok Běloruské jaderné elektrárny v Bělorusku a staví se v Turecku (JE Akkuyu) a v Bangladéši (JE Rooppur). Výstavba se připravuje v Maďarsku (JE Paks), v Egyptě (JE El-Dabaa), v Číně (JE Tchien-wan a Sü-ta-pao) a v Uzbekistánu.

VVER-1300 / VVER-TOI

VVER-1500

Tento projekt vznikl již v 80. letech jako reakce na vyšší bezpečnost a především ekonomičnost provozu. +more Jedná se typově o podobný reaktor s VVER-1000, jehož rozměry byly upraveny na hrubý výkon 1500 MWe. V 90. letech však byl tento projekt pozastaven a upřednostněna evoluce VVER-1000, tedy vznik VVER-1200. Práce na VVER-1500 byly obnoveny v roce 2001, ale opět zastaveny v roce 2006.

VVER-1800

Projekt reaktoru VVER-1800 pochází jako koncept z roku 1985 a měl být vylepšenou verzí VVER-1000 s vylepšenými aktivními i pasivními bezpečnostními prvky. Od roku 2006, kvůli federálnímu energetickému programu z let 2007 až 2015 a 2020, se s touto koncepcí znovu počítá. +more Koncept počítá s reaktorem se třemi smyčkami a hrubým výkonem 1800 MW.

VVER-2000

Vývoj VVER-2000 započal souběžně s VVER-1000. Jediný rozdíl mezi těmito dvěma reaktory je větší hustota aktivní zóny a 6 smyček primárního okruhu, namísto 4, jako tomu je u VVER-1000. +more Tlaková nádoba VVER-2000 měla mít 12 otvorů primárního okruhu, namísto 8, jako u VVER-1000. Vývoj reaktoru VVER-2000 skončil v roce 1990, protože byl příliš výkonný pro většinu lokalit a místo něj byl upřednostněn vývoj VVER-1500.

Technická specifikace r. 2010

Seznam reaktorů

Tabulka s přehledem reaktorů typu VVER. V přehledu jsou pouze elektrárny, jejichž výstavba byla zahájena nebo se tak pravděpodobně brzy stane. +more V Rusku existují plány na výstavbu dalších několika nových elektráren typu VVER-1200 a VVER-TOI (celkem více než 20 reaktorů), některé z nich nejsou do přehledu zahrnuty (plánovaná realizace po roce 2036). Zahrnuty nejsou ani projekty, které nikdy nebyly zahájeny, nebo byly zrušeny v počáteční fázi - např. Syrská jaderná elektrárna (2x VVER-440).