Minule sme sa šuchli okolo pionierskych rokov jadrovej energetiky a trochu sa venovali našej prvej atómovej elektrárni. Dnes sa pozrieme na naše veverky.

Už v roku 1966 sa rozhodlo o výstavbe ďalšej elektrárne a v roku 1972 sa v Bohuniciach začali stavebné práce na V1, v roku 1976 začali hneď vedľa stavať V2. Zatiaľ čo V1 to už má momentálne za sebou a je vo vyraďovaní, V2 je zmodernizovaná a plánuje sa jej prevádzka ďalších 30 rokov. V1 je označovaná ako VVER 440-230. Projekt primárnej časti a dodávku paliva zabezpečovala sovietska strana, sekundárnu časť s turbínami československá. Zároveň sme si však takmer všetky komponenty, vrátane reaktorovej nádoby vyrábali sami. Na yotube sú pekné videá z výroby. Kovanie nádoby, zváranie, výroba trubkovníc pre parogenerátory, kochajte sa. Niektoré súčiastky a čerpadlá pochádzali zo ZSSR, no bol to riadny guláš. Ale podarilo sa a stavba pokračovala. Už počas výstavby sa vedelo, že bude potrebné dobudovať ďalšie elektrárne. Našťastie v tom období sovieti asi chľastali menej, alebo sa báli, že to inde nepredajú a podstatne zmodernizovali projekt podľa požiadaviek MAAE (medzinárodná agentúra pre atómovú energiu) Tá požadovala zvládnutie havárie roztrhnutia hlavného primárneho potrubia o priemere 500 mm s obojstranným výtokom. Takže sovieti zamakali, doplnili kopec bezpečnostných systémov pre pasívne, aj aktívne zvládnutie takejto havárie a vznikla VVER 440-213. A to je vlastne aj dôvod, prečo je V1 už odstavená. Aj napriek veľkým snahám o modernizáciu a vykonaným zásahom, stále to nebolo úplne ono a Slovensko sa zaviazalo, že ju vstupom do EÚ odstaví. Momentálne na Slovensku máme 4 fungujúce VVER 440-213 a dva vo výstavbe.

Ale späť k jadru veci. Históriu výstavby aj s obrázkami si môžete pozrieť napríklad tuto. Necháme výstavbu výstavbou. Prejdeme si zjednodušenú schému, ako to celé funguje.

Reaktor si predstavte ako veľký oceľový kotol. V ňom si spokojne hovie 42 ton málo obohateného uránu. Pri riadenej štiepnej reakcii sa z neho uvoľňuje teplo. A aby ho nebolo naraz veľa, tak sa čerpadlami dáva celá masa vody do pohybu. Na obrázku je nakreslený jeden parogenerátor, v skutočnosti ich je 6. Takže máme horúcu vodu teplú skoro 300°C, lenže čo s ňou? Je aktívna a turbína funguje na paru. Čerpadlá ženú vodu cez reaktor do parogenerátora. Tam je trubkovnica, cez ktorú sa odovzdáva teplo vode v parogenerátore. Veľmi podobne to funguje u vás doma, čo máte plynový kotol a vodou kúrený zásobník TÚV. Tým máme vyriešené, že aktívna voda ostáva v jednom okruhu a nelozí nám po všetkých trubkách v elektrárni. Tomu sa hovorí primárny okruh. Potom, ako voda odovzdá časť tepla a ochladí sa zhruba o 30°C, putuje naspäť do reaktora. V parogenerátore sme vďaka horúcej vode vyrobili paru s teplotou 256°C a tá ide priamo potrubím do turbín, kde expanduje, roztáča lopatky turbíny a udržuje celý kolos na 3000 otáčkach za minútu. Potom ako vykonala prácu a odovzdala energiu, kondenzuje v kondenzátore a pomocou čerpadiel je naspäť dodávaná cez rôzne výmenníky, kde sa čiastočne predhreje do parogenerátorov a cyklus sa opakuje. To je sekundárny okruh. Aby sa para mohla zrážať, potrebujeme kondezátor chladiť. Na to slúži ďalší okruh, ktorý dodáva chladnú vodu (no niekedy má aj 30°C, ale v porovnaní s parou je chladná) do kondenzátorov. Ohriata voda putuje do najviditeľnejšej časti elektrárne, chladiacich veží. Tam sa rozstrekuje a ochladená padá do bazéna pod vežou a čerpadlami zase naspäť. To je posledný terciálny okruh. Tento okruh má najväčšie straty, odparí sa až 3/4 vody. Preto sú elektrárne stavané vedľa dostatočne výdatných zdrojov chladiacej vody.

A ako sa taký reaktor šoféruje? No určite to bez vodičáku tak ľahko nepôjde. Naše veverky sa riadia súčasne dvoma spôsobmi. Keďže fungujú kampaňovo, palivo sa mení cca raz do roka. To spôsobuje, že na začiatku kampane máme reaktivity a neutrónov až až, na konci len tak tak. Z určitých fyzikálnych dôvodov sa to všetko nedá ukočírovať len riadiacimi tyčami, navyše tie potrebujeme na núdzové odstavenie a preto sa používa niečo iné. Niečo, čo dokáže vychytávať neutróny. Niečo, čo sa dá pekne regulovať počas celej kampane. Tou vecou je kyselina boritá. Bór je veľký absorbér neutrónov. Počas výmeny paliva je koncentrácia kyseliny boritej tak veľká, že sa štiepna reakcia nerozbehne ani pri studenej vode a čerstvom palive. Bór všetky neutróny vychytá. Pri nábehu sa koncentrácia znižuje až dovtedy, aby sa naštartovala štiepna reakcia. Na konci kampane je už v reaktore "čistá" voda, neutrónov je už len také množstvo, že už ich netreba chytať. Celé je to trochu zložitejšie, ešte sa tam miešajú regulačné tyče. Z tých 37 tyčí sa na reguláciu používa 7. A z ich dĺžky 2,5 metra sa používa len 50 cm. To slúži len na jemné a rýchle regulovanie výkonu počas kampane rádovo v desiatkach megawattov. Väčšie zmeny sa robia koncentráciou boritej, trvá to však dlhšie. Zvyšné tyče slúžia na to, aby v prípade prúseru spadli do reaktora a spoľahlivo prerušili štiepnu reakciu. Samozrejme je to ešte viac zamotané, ale nebudeme si komplikovať život. Pomerne podrobne sa tomu venoval Halflife v minulej diskusii, je možné, že sa ku tomu ešte vrátim v nejakej kooperácii.

V ďalšom článku si porovnáme jednotlivé reaktory.