Jaderná elektrárna Temelín

Jaderná elektrárna Temelín leží přibližně 24 km od Českých Budějovic a 5 km od Týna nad Vltavou. Elektřinu vyrábí ve dvou výrobních blocích s tlakovodními reaktory VVER 1000 typu V 320. V areálu je vše připraveno na případnou výstavbu dalších dvou bloků. 21. prosince 2000 vyrobil první blok první elektřinu. Elektrárna dnes pracuje na výkonu 2 × 1 078 MWe.

Princip výroby elektřiny v jaderné elektrárně je obdobou výroby elektřiny v uhelných elektrárnách. Rozdíl je pouze v tom, že k získávání tepla se využívá řízená jaderná řetězová štěpná reakce. V aktivní zóně reaktoru vzniká při štěpení jader uranu teplo. Tepelnou energii odvádí chladivo do parogenerátorů, kde se voda přeměňuje na sytou páru. Pára z parogenerátoru proudí do turbíny, kterou roztáčí mechanickým působením na její lopatky. V generátoru se pak přemění pohybová energie na energii elektrickou. Pára, která odevzdala svou energii, se vede do kondenzátorů, kde se sráží na vodu. Kondenzační teplo je páře odnímáno v kondenzátorech, jejich chlazení zajišťuje třetí chladící okruh. Jeho nejviditelnější částí jsou chladící věže. Voda z kondenzátorů se vede zpět do parogenerátorů, kde se znovu změní v páru a proudí do turbíny. Tím se cyklus vody a páry v sekundárním okruhu uzavírá. Produkci tepla v reaktoru je možné řídit technicky (řídícími tyčemi) a chemicky (koncentrací boru v chladivu).

Bloková dozorna – velín

Mozkem jaderné elektrárny je bloková dozorna, odkud se ovládá celý provoz. Je opatřena moderním digitálním systémem kontroly a řízení, na jehož správnou funkci dohlíží obslužný personál: vedoucí bloku, vedoucí blokové dozorny, operátor primární části a operátor sekundární části. Fyzickou kontrolu provádějí pracovníci obsluhy, kteří spolupracují s personálem blokové dozorny při kontrolních činnostech a zkouškách. Na provoz celé elektrárny dohlíží směnový inženýr.

Primární okruh

Srdcem primárního okruhu je jaderný reaktor. Z něj proudí chladící voda, která odvádí teplo vzniklé při štěpení jader uranu v aktivní zóně reaktoru. Důležitou součástí primárního okruhu je kompenzátor objemu, jehož úkolem je regulovat tlak chladiva v primárním okruhu. V Temelíně je tlak v primárním okruhu 15,7 MPa (což je tlak vody v hloubce asi 1,5 km pod hladinou). Za tohoto tlaku voda v primárním okruhu nemůže při provozní teplotě 320 °C začít vřít. Primární okruh je vyrobený z oceli a je celý uzavřen v ochranné obálce – kontejnmentu. Elektrárna Temelín je vybavena tlakovodními reaktory o tepelném výkonu 3 000 MW. Na tepelný výkon 1 W musí v aktivní zóně proběhnout každou sekundu asi 30 miliard štěpení jader uranu 235U.

Nejdůležitější částí reaktoru je aktivní zóna. Stejně jako ostatní vnitřní části reaktoru je aktivní zóna uložena v tlakové nádobě. Ostatní vnitřní části reaktoru vytvářejí nosnou část aktivní zóny, usměrňují proudění chladicí vody aktivní zónou, slouží pro vyvedení vnitroreaktorového měření, regulaci výkonu reaktoru a mají ještě mnoho dalších funkcí. Za provozu je reaktor pevně utěsněn víkem, nad nímž jsou elektromagnetické pohony pro pohyb řídicích tyčí; jejich zasouváním či vytahováním se řídí výkon reaktoru.

Areál jaderné elektrárny Temelín nedaleko Českých Budějovic
Kromě chladicích věží jsou pro jadernou elektrárnu typické i budovy kontejnmentů, ukrývajících jaderné reaktory
Celý výkon bloku převádí na elektrickou energii jeden 1 000 MW turboalternátor
Detail zavážení jaderného paliva do reaktoru prostřednictvím zavážecího stroje

Jaderné palivo

Palivem v Temelíně je oxid uraničitý UO2 s průměrně 3,5% obohacením uranu o štěpitelný izotop 235U. Štěpná reakce probíhá v aktivní zóně reaktoru, která leží ve spodní části tlakové nádoby. Je v ní 163 palivových souborů (kazet) s jaderným palivem a 61 regulačními tyčemi. Jeden palivový soubor (kazeta) má tvar 4,5 m dlouhého šestibokého hranolu, který obsahuje palivové proutky. V každé kazetě je 312 palivových proutků, uvnitř ukrývají vlastní palivo ve tvaru malých válečků z oxidu uraničitého, tzv. pelet. Reaktor obsahuje celkem 81 tun uranu, každý den rozštěpí cca 3 kg uranu. Jaderné palivo vyhořívá, správněji řečeno se postupně štěpí jádra uranu 235U na dva až tři štěpné produkty, z nichž mnoho je radioaktivních. Zásoba energie ukrytá v jaderném palivu se tak postupně spotřebovává. Při výměně paliva se každý rok přibližně čtvrtina palivových souborů nahradí čerstvými, každý rok se tedy vymění 41–42 palivových souborů. K výměně paliva slouží speciální zavážecí stroj. Pomocí teleskopické tyče vyjímá použité palivové kazety z reaktoru a ukládá je do bazénu pro skladování, který je vedle reaktoru; z šachty pro přepravní kontejnery s čerstvým palivem naopak vyjímá čerstvé palivové kazety a zaváží je do reaktoru. V aktivní zóně přeskládá kazety tak, aby čerstvé byly po okrajích a do středu se postupně stěhovaly starší. Tím se zajistí optimální stupeň vyhoření všech kazet.

ZÁKLADNÍ TECHNICKÉ PARAMETRY JADERNÉ ELEKTRÁRNY TEMELÍN
Typ reaktoru
Heterogenní, tlakovodní energetický reaktor VVER 1000 typ V 320
Nominální tepelný výkon 3 000 MWt
Technické parametry reaktoru
Vnitřní průměr tlakové nádob 4,1 m
Vnější průměr tlakové nádoby 4,5 m
Celková síla stěny válcové části nádoby 200 mm
Tloušťka výstelky z austenitické oceli 7 mm
Výška horního bloku 8,2 m
Celková výška horního blok 19,1 m
Celková hmotnost cca 800 t
Aktivní zóna reaktoru
Počet palivových kazet 163
Počet palivových proutků v kazetě 312
Počet řídicích a regulačních svazků 61
Počet absorpčních elementů jednoho svazku 18
Výška aktivní zóny 3,53 m
Průměr aktivní zóny 3,16 m
Obohacení paliva při první zavážce 1,3–3,8 % 235U
Hmotnost palivové kazety 766 kg
Hmotnost paliva v jedné kazetě 563 kg
Vsázka paliva 92 t
Maximální vyhoření paliva 60 MWd/kg
Systém chlazení reaktoru
Počet chladicích smyček 4
Pracovní tlak 15,7 MPa
Teplota chladiva na vstupu do aktivní zóny 290 °C
Teplota na výstupu z aktivní zóny 320 °C
Průtok chladiva reaktorem 84 600 m3/h
Vnitřní průměr hlavního cirkulačního potrubí 850 mm
Vnější průměr hlavního cirkulačního potrubí 995 mm
Parogenerátor
Počet na blok 4
Vstupní/výstupní teplota na primární straně 320/290 °C
Vstupní/výstupní teplota na sekundární straně 220/278,5 °C
Tlak 6,3 MPa
Množství vyrobené páry 1 470 t/h
Objem primární/sekundární strany 21/66 m3
Průměr tělesa parogenerátoru 4,1 m
Maximální délka tělesa parogenerátoru 14,8 m
Hmotnost parogenerátoru cca 416 t
Hlavní cirkulační čerpadlo
Počet na blok 4
Příkon čerpadla 5,1 MW
Provozní výkon 21 200 m3/h
Synchronní otáčky 1 000 ot./min.
Hmotnost čerpadla 156 t
Ochranná obálka (kontejnment)
Půdorys obestavby 66 × 66 m
Výška válcové části 38 m
Vnitřní průměr válcové části 45 m
Vnitřní světlá výška 41,7 m
Tloušťka stěny válcové části 1,2 m
Tloušťka stěny kopule 1,1 m
Tloušťka základové desky 2,4 m
Tloušťka ocelové výstelky uvnitř kontejnmentu 8 mm
Hmotnost prstence 140 t
Hmotnost vrchlíku 147 t
Maximální přetlak uvnitř 0,49 MPa
Maximální teplota uvnitř 150 °C
Průměr předepínacích lan 150 mm
Počet předepínacích lan válcové části/kopule 96/36
Napínací síla 10 MN
Parní turbína 1 000 MW
Počet VT dílů 1
Počet NT dílů 3
Nominální otáčky 3 000 ot./min.
Průtok páry při 100% výkonu v kondenzátním režimu 5 262,9 t/h
Hmotnost VT dílu 260 t
Hmotnost NT dílu 480 t
Kondenzátor
Počet trubek v jednom kondenzátoru 31 900
Teplosměnná plocha 23 200 m2
Teplota chladicí vody max. 34 °C
Množství chladicí vody 36 500 m3/h
Průměr/síla stěny trubek 1. bloku 20/0,7 mm
Průměr/síla stěny trubek 2. bloku 20,1/0,5, 0,7 mm
Délka trubek 12 m
Materiál titan
Celková hmotnost 540 t
Alternátor
Nominální zdánlivý výkon 1 111 MVA
Výkon na svorkách alternátoru 981 MW
Dodávaný výkon do elektrické sítě 912 MW
Vlastní spotřeba bloku 69 MW
Účiník 0,9
Nominální sdružené napětí 24 kV
Nominální fázový proud 26 726 A
Nominální frekvence 50 Hz
Chlazení vodík – voda
Hmotnost 564 t
Chladící věže
Výška věže 154,8 m
Patní průměr 130,7 m
Průměr v koruně věže 82,6 m
Tloušťka pláště tahového komína 0,9–0,18 m
Celková plocha pláště 81 000 m2
Hmotnost pláště 27 500 t
Objem sběrné nádrže 35 000 m3
Výška nasávacího otvoru 10,7 m
Počet šikmých stojek 112
Zastavěná plocha 13 700 m2

Sekundární okruh

Sekundární okruh je druhý chladicí uzavřený okruh s demineralizovanou vodou. V parogenerátorech se voda sekundárního okruhu vaří a vznikající pára roztáčí turbínu. Každá ze dvou temelínských turbín je určena k pohonu jednoho generátoru (alternátoru). Po průchodu turbínou se pára vede do kondenzátorů, kde se sráží na vodu, tzv. kondenzát. Vytváří hluboký podtlak, který je důležitý pro maximální účinnost celého tepelného cyklu. Pára tu má teplotu méně než čtyřicet stupňů. Po několika nezbytných úpravách (přečištění, ohřátí) se kondenzát stává tzv. napájecí vodou, která proudí zpět do parogenerátorů.

Turbína a generátor

Turbína je soustrojí složené ze čtyř za sebou uspořádaných těles – jednoho dílu vysokotlakého a tří dílů nízkotlakých. Tzv. sytá pára ( o teplotě okolo 280°C a tlaku 6,3MPa), která vzniká v parogenerátorech je vedena do turbíny. Parní turbína a generátor jsou uloženy na společné hřídeli a tvoří tzv. turbogenerátor. Celé turbosoustrojí se točí rychlostí 3 000 otáček/minutu. V alternátoru je přeměněna rotační energie turbíny na energii elektrickou. Elektrická energie získaná v generátoru se po zvýšení napětí z 24 kV na 400 kV předává do elektrizační soustavy v rozvodně Kočín, umístěné 2 km jižně od elektrárny.

Kondenzátor

Hlavní částí kondenzátoru je složitý uspořádaný systém 32 tisíc titanových chladicích trubek. Důvodem pro tak velký počet je, stejně jako u parogenerátoru, snaha získat co největší plochu, na které by mohla pára přicházející z turbíny kondenzovat. Pára kondenzuje na povrchu trubek, uvnitř kterých protéká chladicí voda.

Chladicí okruh

Chladicí voda se v titanových trubkách kondenzátorů ohřívá na teplotu kolem 30 °C a ve čtyřech chladicích věžích se její teplo díky proudění vzduchu předává do atmosféry. Chladicí voda z kondenzátorů se potrubím vede do věže do výšky asi 30 m, poté se speciálními tryskami rozprašuje na chladicí výplň instalovanou uvnitř věže. Zatímco voda zvolna protéká výplní, odspodu přirozeným komínovým tahem proudící venkovní studený vzduch ji ochlazuje. Přitom se část vody odpařuje (přibližně 0,3 m3/s z jedné věže). Ochlazená voda z výplní padá do sběrného bazénu pod věží. Odtud se čerpá zpět do kondenzátorů. Do vzduchu stoupá jen čistá vodní pára. Část chladicí vody se ve věžích odpaří, proto je třeba vodu do tohoto okruhu neustále doplňovat. Jako zdroj vody slouží nádrž vodního díla Hněvkovice o obsahu 22,2 mil. m3/s vody.

Bezpečnost

Klíčovým slovem, které provází všechna stadia života jaderné elektrárny od výběru lokality přes projekt a stavbu až po provoz, je bezpečnost. Opírá se především o promyšlenou konstrukci. Všechny stavby, systémy a komponenty se projektují, konstruují a provozují tak, aby odolaly jak všem přírodním jevům předpokládaným v dané lokalitě, tak jevům vyvolaným lidskou činností. Možné přírodní jevy v dané lokalitě jsou blesk, vichřice, záplavy, zemětřesení, extrémní teploty a extrémní srážky. K jevům vyvolaným lidskou činností můžeme počítat pád letadla na objekty elektrárny, tlakové vlny explozí, terorizmus apod. Základní koncepce zajištění jaderné bezpečnosti vychází z principu několikanásobné bariéry proti úniku radioaktivních látek, včetně hermetické obálky, a zálohování principem 3 × 100 % pro bezpečnostní systémy. Znamená to, že bezpečnostní a havarijní systémy, které napravují následky vzniklých poruch, případně znemožňují další rozšíření poruch, jsou v elektrárně trojnásobné. I přestože by ke zvládnutí úkolu postačil systém jediný. Navíc se používají různé zdroje napájení, různé principy činnosti, různá kritéria pro uvedení zařízení do činnosti a zařízení se umisťují do navzájem oddělených prostorů, aby se odstranilo nebezpečí, že by ze stejného důvodu mohlo selhat několik zařízení najednou. Důležitým prvkem je také přirozená bezpečnost tlakovodního reaktoru, daná samoregulačními vlastnostmi založenými na obecně platných fyzikálních zákonech; ty v případě potřeby štěpnou reakci zastaví bez zásahu člověka. Mezi aktivní zónou reaktoru a životním prostředím stojí několik barier. Stejně jako peníze v bance jsou uzavřeny na několik zámků za několika dveřmi, stojí mezi radioaktivními látkami v reaktoru a životním prostředím 3 základní bariéry:

  1. speciální ochranná vrstva palivových proutků ze slitiny zirkonia,
  2. ocelové stěny primárního okruhu,
  3. kontejnment – železobetonová ochranná obálka s hermetickou ocelovou výstelkou, ve které je umístěn primární okruh.
Řídící směnový personál – operátoři primárního a sekundárního okruhu řídí provoz z moderní blokové dozorny
Údržba sekundární, nejaderné části elektrárny Temelín
Projděte si Jadernou elektrárnu Temelín prostřednictvím virtuální prohlídky

Použité jaderné palivo

Při normálním provozu vznikají v jaderné elektrárně převážně nízkoaktivní, příp. středně aktivní odpady a použité jaderné palivo. Použité palivo přitom představuje cca 95 % všech zdrojů aktivity v jaderné elektrárně. Palivo vyjmuté z reaktoru je potřeba chladit a stínit - bezpečně oddělit od okolního životního prostředí. Toto opatření je nutné kvůli vysoké radioaktivitě použitého paliva a vývinu tepla vyvolaného radioaktivními přeměnami. Kapacita bazénu použitého paliva umožňuje použité palivo v bazénu skladovat po dobu deseti let. Teprve poté se překládá na dobu 40–60 let do tzv. suchých skladů použitého paliva. Použité palivo je ve skladu pod stálým dozorem a kontrolou. Pokud se v budoucnu nepřepracuje na čerstvé palivo, bude prohlášeno za odpad a uloží se do trvalého hlubinného úložiště. Pro výstavbu hlubinného úložiště se v současné době v souladu se státní koncepcí nakládání s radioaktivními odpady a použitým jaderným palivem hledá vhodná lokalita. Zprovoznění úložiště se předpokládá v roce 2065. Za bezpečné nakládání s odpadem z elektrárny odpovídá stát. Na základě Atomového zákona k tomu založil Správu úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Finanční prostředky získává SÚRAO na svou činnost z tzv. jaderného účtu. Na jaderný účet připívají všichni původci radioaktivních odpadů. Energetická společnost ČEZ platí 50 Kč za každou MWh vyrobenou v jaderných elektrárnách. Kromě odvádění příspěvků na jaderný účet vytváří podle atomového zákona každý vlastník povolení pro provoz jaderného zařízení finanční rezervu na likvidaci tohoto zařízení.

Navštivte Infocentrum Jaderné elektrárny Temelín

1

Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail