Téma: TEMELÍN (zdroj: ČEZ, a. s. - Jaderná elektrárna Temelín)
TECHNOLOGIE ETE
Hlavní stavební objekty
Hlavní komponenty a systémy primárního okruhu
Hlavní technické údaje
Bezpečnostní a pomocné systémy
Se základními komponentami primárního okruhu je spojena celá řada dalších systémů, které jsou nezbytné pro zajištění bezpečného a spolehlivého provozu elektrárny. Jedná se zejména o systémy čištění chladiva, systém odvodu zbytkového tepla, havarijní systémy a systémy na zpracování radioaktivních odpadů. Systémy, které pracují s radioaktivními látkami, jsou umístěny v reaktorové budově a v budově pomocných aktivních provozů. Tyto prostory jsou z hlediska radiační bezpečnosti zařazeny do kontrolovaného pásma.
Bezpečnostní systémy
Systémy, které jsou určeny k plnění bezpečnostních funkcí v jaderné elektrárně jsou označeny jako systémy důležité z hlediska jaderné bezpečnosti. Tyto systémy, jsou podle své funkce a významu pro jadernou bezpečnost obecně rozdělovány na bezpečnostní systémy a systémy související s jadernou bezpečností. Do této kategorie patří ochranné, výkonné a podpůrné systémy. Zahrnují přístrojové vybavení pro monitorování bezpečnostně důležitých veličin a stavů jaderné elektrárny a pro automatické spouštění výkonných bezpečnostních systémů, tj. takových systémů, které na základě signálů od ochranných systémů zajišťují plnění příslušných bezpečnostních funkcí. Podpůrné systémy zajišťují funkce ochranných a výkonných systémů (zajištění elektrického napájení, chlazení a pod.).
Obr.: Principiální schéma havarijních systémů
1. Reaktor, 2. Parogenerátor, 3. Hlavní cirkulační čerpadlo, 4. Hydroakumulátory, 5. Zásobní nádrž koncentrátu bóru, 6. Nízkotlaké havarijní doplňovací čerpadlo, 7. Chladič systému normálního a havarijního dochlazování (3x100 %), 8. Sprchové čerpadlo (3x100 %), 9. Havarijní sprchový systém, 10. Nádrž havarijní zásoby H3BO3 , 11. Ochranná obálka, 12. Vysokotlaké havarijní vstřikové čerpadlo (3x100 %), 13. Vysokotlaké havarijní doplňovací čerpadlo (3x100 %), 14. Čerpadlo technické vody důležité (3x100 %), 15. Přepouštěcí stanice do atmosféry,
16. Pojišťovací ventil parogenerátorů, 17. Bazény rozstřiku technické vody důležité, 18. Turbonapájecí čerpadla (3x50 %), 19. Pomocná elektronapájecí čerpadla, 20. Havarijní doplňovací čerpadla, 21. Nádrž demineralizované vody
K výkonným bezpečnostním systémům na JE Temelín např. patří:
· Pasivní systém havarijního chlazení aktivní zóny reaktoru (AZ). Tento systém je tvořen čtyřmi hydroakumulátory a slouží k rychlému zaplavení AZ při havarijních situacích, které jsou spojeny s náhlým poklesem tlaku v primárním okruhu.
·
Čtyři aktivní systémy, které jsou zálohované 3 x 100%:
· Nízkotlaký systém havarijního chlazení AZ. Systém slouží k havarijnímu dochlazování AZ a k dlouhodobému odvodu zbytkového tepelného výkonu reaktoru.
· Vysokotlaký havarijní doplňovací systém. Systém slouží k potlačení havárií s rychlým nárůstem výkonu reaktoru.
· Vysokotlaký systém havarijního chlazení AZ. Systém slouží k udržování AZ v podkritickém stavu při zachování vysokého tlaku a k chlazení AZ při malé a střední havárii typu LOCA, tj. při havárii spojené se ztrátou chladiva.
· Sprchový systém ochranné obálky. Systém zajišťuje snížení tlaku v hermetických prostorech po havárii typu LOCA, tj. zabraňuje únikům radioaktivních látek do životního prostředí.
· Systém ochrany primárního okruhu při převýšení tlaku. Systém zabraňuje porušení integrity primárního okruhu prostřednictvím kompenzátoru objemu a jeho pojišťovacích ventilů.
· Systém ochrany sekundárního okruhu. Systém zajišťuje regulaci tlaku páry v parovodech.
· Mechanický systém odstavení reaktoru. Systém zajišťuje pád absorpčních tyčí do AZ a tím převedení AZ reaktoru do podkritického stavu.
Funkčnost bezpečnostních systémů musí být zachována při všech projektem předpokládaných událostech (normální a abnormální provoz, poruchy, výpadky zařízení a nehody na jaderné elektrárně včetně maximální projektové nehody, zemětřesení, požárů, vichřic, zátop a událostí vyvolaných lidskou činností, kterými jsou pád letadla, exploze, diverzní akce a pod.).
Do bezpečnostních systémů zahrnujeme také systém lokalizace havárií, který se opírá o kontejnment. Tento systém slouží v případě poruchy primárního okruhu k jeho izolaci, tj. zabraňuje úniku radioaktivních látek do okolního prostředí a zajišťuje jímání chladiva, které uniklo z primárního okruhu.
Systém odvodu zbytkového tepla
Zbytkové teplo, které vzniká po odstavení reaktoru je odváděno pomocí parogenerátorů tak jako při normálním provozu a při poklesu teploty pod 150 °C pak pomocí výměníků nízkotlakého havarijního systému do okruhu chladicí technické vody důležité. V případě, že dojde k náhlému odstavení reaktoru v důsledku úniku chladiva z primárního okruhu, tak zajišťují odvod zbytkového tepla havarijní chladící systémy, které se spouštějí automaticky. Tyto systémy jsou zálohované (3 x 100%) a pokrývají účinky všech projektem definovaných havárií. Elektrické napájení těchto systémů je zajištěno v každém okamžiku ze systémů zajištěného napájení (dieselgenerátorů).
Systémy čištění chladiva primárního okruhu
Systémy jsou určeny k čištění chladiva primárního okruhu. Čištěním jsou z chladiva odstraňovány korozní a štěpné produkty s cílem snížit celkovou aktivitu chladiva.
Systémy chladicí vody
Spolehlivý a bezpečný provoz jaderné elektrárny závisí rovněž na spolehlivém zásobování chladicí vodou. Vnější chladící okruhy jsou zásobovány vodou, která je čerpaná z Vltavy. Voda se přivádí do zásobních vodojemů na JE a odtud je část vody odváděna do chemické úpravny vody (demineralizační linka) k výrobě demivody, která se používá v primárním a sekundárním okruhu, druhá část je odváděna do úpravny chladící vody a potom do chladicích systémů JE. Vnější chladicí okruhy se dělí na okruh chladicí cirkulační vody a na okruhy technické vody.
Systém cirkulační vody
Jde o uzavřený okruh mezi kondenzátory a chladicími věžemi s nucenou cirkulací vody, která je zajišťována pomocí čerpadel (jde o tzv. terciální chladicí okruh). Cirkulační chladicí okruh slouží ke kondenzaci páry z turbíny. Teplá cirkulační voda je chlazena ve čtyřech chladicích věžích typu Itterson s přirozeným tahem vzduchu. Chladicí účinek věže s přirozeným tahem vzduchu spočívá v tom, že proud vzduchu způsobuje odpar části chladicí vody a tím odvádí tepelnou energii této vody do atmosféry.

Množství odpařené vody závisí na meteorologických poměrech (teplota a vlhkost ovzduší). Průměrná hodnota odparu z jedné věže pro jaderný blok o výkonu 981 MW činí cca 0,41 m
3/s vody, tj. 0,82 m
3/s ze dvou věží, které odvádějí části chladicí vody z jednoho bloku JE.
Odparem se zvyšuje koncentrace rozpuštěných nečistot, které jsou obsaženy v chladicí vodě cirkulačního okruhu. Aby nedocházelo k usazování těchto nečistot v systému cirkulační vody, odpouští se část vody z okruhu (tzv. odluhy) kontinuálně do Vltavy. Odluhy tvoří převážnou část všech odpadních vod, které jsou vypouštěny z elektrárny (93-94 %) Ztráty vody, které jsou způsobené odparem a vypouštěnými odluhy jsou nahrazovány upravenou vodou z řeky. Při vyhovující kvalitě vltavské vody je možno tuto vodu používat k chlazení i bez chemické úpravy.
Obr.: Chladicí věže
Technická voda
Technická voda se podle svého určení rozlišuje na technickou vodu důležitou a technickou vodu nedůležitou.
Systém technické vody důležité (uzavřený okruh) zajišťuje chlazení technologických zařízení, která jsou důležitá z hlediska jaderné bezpečnosti. Skládá ze tří nezávislých systémů přičemž voda je chlazena v bazénech rozstřiku. Celý systém technické vody důležité je napojen na systém zajištěného elektrického napájení.

Systém technické vody nedůležité (otevřený okruh) zajišťuje vodu pro chlazení spotřebičů v hlavních výrobních blocích a v budově pomocných provozů. Jedná se o spotřebiče, u kterých může dojít k přerušení dodávky chladící vody. Voda z tohoto systému je chlazena přímo v chladících věžích a to v systému cirkulační vody. Jedná se o systém, který se přímo nepodílí na havarijním dochlazování reaktoru. Není tudíž důležitý z hlediska jaderné bezpečnosti, a proto není připojen na systém zajištěného napájení.
Obr.: Bazény rozstřiku
Systémy na zpracování radioaktivních odpadů
Při provozu jaderné elektrárny vznikají radioaktivní odpady pevné, kapalné a plynné. Účelem systémů na zpracování pevných a kapalných radioaktivních odpadů je upravit tyto odpady do takové formy, která splňuje podmínky pro dlouhodobé uložení v úložišti radioaktivních odpadů a zabraňuje jejich úniku do životního prostředí. Dále při provozu elektrárny vzniká vysokoaktivní vyhořelé palivo. Zacházení s vyhořelým palivem vyžaduje zvláštní pozornost.
Pevné radioaktivní odpady
Většina pevných provozních odpadů patří mezi nízko, případně středněaktivní odpady. Jsou to například vzduchotechnické filtry, drobný odpad ze sběrných míst (papír a hadry) a odpad vzniklý při opravách a údržbě (kovy, izolační a těsnící materiály).

Tento odpad je podle potřeby fragmentován, a následně po nízkotlakém lisování uzavírán do 200 l sudů, a případně po vysokotlakém lisování uzavírán do 300 l sudů. Sudy se ukládají do regionálního úložiště v JE Dukovany. Předpokládá se, že ročně vznikne asi 350 sudů.
Malá část pevných odpadů, které vznikají přímo v reaktoru (termočlánky, neutronová čidla, kazety svědečných vzorků) nebo v jeho bezprostřední blízkosti (ionizační komory) vykazuje aktivitu, která znemožňuje jejich bezprostřední uložení. Tyto odpady se skladují v pouzdrech ve stíněných kobkách přímo na elektrárně. Časem jejich aktivita poklesne na úroveň, která je přijatelná pro konečné uložení.
Obr.: Mezisklad vyhořelého paliva JE Dukovany
Kapalné radioaktivní odpady
Všechny technologické a odpadní vody z kontrolovaného pásma jsou podle povahy a obsahu radioaktivních látek jímány odděleně a následně čištěny:
· odstřeďováním v dekantéru a odstředivce,
· odpařováním v odparce,
· filtrací v iontovýměnných filtrech.
Zahuštěný koncentrát z odpařování, odstředěné kaly a vysycené náplně ionexových filtrů jsou následně fixovány do bitumenové matrice v 200 l sudech. Předpokládá se že ročně vznikne asi 900 sudů, které budou ukládány do úložiště v JE Dukovany. Odstředěná voda se vrací do odparky. Odpařená voda se ještě dočišťuje na ionexových filtrech. Část vody je vracena zpět do technologického procesu a zbytek je vypouštěn po radiometrické a radiochemické kontrole jako odpadní voda do Vltavy.
Plynné radioaktivní odpady
Největší část těchto odpadů vzniká z primárního okruhu a je odváděna odplyňováním přes čisticí filtry do ventilačního komína. Menší část plynných odpadů také vzniká uvolněním z kapalných odpadů. V budově aktivních pomocných provozů vzniká plynný odpad v odparkách. Plyny jsou odváděny do systému speciální vzduchotechniky, kde jsou filtrovány a zadržovány v absorpčních kolonách (filtry jsou pak zneškodňovány jako pevný radioaktivní odpad) proto, aby poklesla jejich aktivita na stanovenou mez. Ventilačními komíny, které jsou na budově reaktorovny a na budově aktivních pomocných provozů jsou potom řízeně a kontrolovaně v ředěném a podlimitním stavu vypouštěny do ovzduší. Veškeré výpusti jsou trvale komplexně monitorovány a průběžně hodnoceny s cílem zabránit překročení stanovených limitů.