Výzkumný reaktor LVR-15 má nový systém řízení výkonu

Příbram 21. října 2016 - Reaktor LVR-15, provozovaný v Centru výzkumu Řež, patří k nejvýznamnějším evropským výzkumným reaktorům. Nový řídicí systém SandRA od společnosti ZAT zvýší bezpečnost a spolehlivost jeho provozu a umožní jeho prodloužení do roku 2028.

Kromě materiálového výzkumu, korozních zkoušek a dalších výzkumných činností, slouží reaktor LVR-15 také k výrobě radiofarmak. V Evropě většinu produkce lékařských radionuklidů zajišťuje reaktor HFR v holandském Pettenu. V době jeho déletrvající odstávky v roce 2008 byla na reaktoru LVR-15 v České republice zahájena výroba radionuklidů pro použití při diagnostice a léčení nádorových onemocnění.

 

Modernizace reaktoru

Spuštění reaktoru proběhlo v roce 1957, tehdy měl označení VVR-S a v provozu vydržel 30 let. V letech 1988-1989 probíhala jeho rekonstrukce na reaktor LVR-15, kdy byla zlepšena bezpečnost a spolehlivost provozu a také byl zvýšen jeho výkon z 2 MWt na 10 MWt. V druhé polovině roku 2015 byla provedena obnova systému ochrany a řízení reaktoru (SOŘ) a výměna regulátoru výkonu reaktoru českou společností ZAT a.s.

V rámci tohoto projektu byl nahrazen původní systém ochrany řízení z konce 80. let, který dodala firma ŠKODA JS se subdodavatelem neutronového měření, společností ZDAE Polsko. Nový systém vyvinula, nainstalovala a odzkoušela příbramská společnost ZAT ve spolupráci se subdodavatelem aparatur měření neutronového toku českobudějovickou firmou dataPartner. ZAT  tak vyvinul zcela nový produkt, který se stal základem pro podobný regulátor výkonu i pro velké energetické tlakovodní reaktory.

 

Systém ochrany a řízení

Účelem tohoto systému je několik na první pohled jednoduchých činností: spuštění reaktoru, změna výkonu během provozu a standardní odstavení, navíc během toho dohlíží na jejich bezpečnost. Systém poskytuje operátorovi informace nezbytné pro řízení reaktoru a současně automaticky vyhodnocuje technologické veličiny. Pokud by například rychlost změny výkonu překročila stanovené hodnoty, okamžitě by SOŘ reaktor bezpečně odstavil.

Při spouštění reaktoru jsou vytahovány řídicí tyče postupně nahoru, až operátor dosáhne hodnoty výkonu požadované experimentem. Je možné zvedat maximálně jednu řídicí tyč, spouštění je plynulejší a bezpečnější. Ovládání řídicích tyčí provádí šest nezávislých mikropočítačových stanic realizovaných řadou Z100 z rodiny SandRA (Safe and Reliable Automation). Každá obstarává řízení pohonů jen dvou tyčí. Řada Z100 se vyznačuje velmi vysokou spolehlivostí a splňuje ty nejvyšší bezpečnostní požadavky.

 

Každá stanice předává řídicí signály od operátora reaktoru nebo od automatického regulátoru výkonu do měniče servomotorů a snímá počet jejich otáček, ze kterých vypočítává okamžitou polohu tyče. Tato funkce systému je zařazena do bezpečnostní kategorie B podle ČSN EN 61226, což znamená, že souvisí s bezpečností, ale nemá vliv na okamžité odstavení reaktoru, odvod tepla z reaktoru, omezení důsledků očekávaných provozních událostí nebo havarijních podmínek.

Řídicí systém přijímá informace o aktuálním výkonu reaktoru ze tří systémů, které jsou na sobě nezávislé jak fyzicky, tak technologicky. Mimo jiné to znamená, že kabelové trasy jsou vedeny jinými cestami. Pokud by došlo k požáru kabelů, bude z provozu vyřazen jen jeden systém a druhý zastoupí jeho funkci. Všechny tyto tři systémy předávají signály také do tzv. havarijního řetězce, který je schopen vydat signál k okamžitému bezpečnému odstavení reaktoru.

Havarijní řetězec spadá do bezpečnostní kategorie A podle ČSN EN 61226 a je řešen formou relé s vysokou spolehlivostí. Pokud by to situace vyžadovala, havarijní řetězec přeruší proud v elektromagnetech, které přidržují pastorky servomotoru pohonů u ozubené tyče. Po vypnutí elektromagnetů pastorek uložený na pružině odskočí a tyč vlastní vahou spadne do aktivní zóny. Každý ze systémů má tři nezávislé detektory. Pokud se alespoň dva z nich shodnou na tom, že se výkon mění nepřípustně rychle, havarijní řetězec vydá signál k okamžitému bezpečnému odstavení reaktoru. Tím je dále zvýšena bezpečnost provozu a snížena možnost chyb měření.

 

Obnova systému ochrany a řízení a LVR-15

Na Výzkumném reaktoru LVR-15 inženýři ZAT provedli kompletní obnovu systému ochran a řízení. To znamená výměnu neutronové instrumentace, havarijního řetězce, řídicího systému, regulátoru výkonu reaktoru, ovládacích a signalizačních prvků na pultu operátora, výkonových měničů pro řízení regulačních tyčí a motorů pohonů regulačních tyčí.

Samotný systém řízení polohy regulačních tyčí je z technického hlediska unikátní, protože je velmi úzce navázán na konkrétní technologii a navíc se snímací i pohonné orgány nachází přímo uvnitř reaktoru. V tomto projektu zúročili technici společnosti ZAT zkušenosti se servisem, obnovou a návrhem řídicích systémů z českých i slovenských jaderných elektráren. Dále firma rozšířila svou nabídku produktů o regulátor výkonu a stala se tak významným dodavatelem řídicího systému polohy regulačních tyčí pro výzkumné reaktory v rámci Evropské unie.

 

Řídicí systém SandRA (Safe and Reliable Automation) je moderní řídicí systém třídy Distributed Control System (DCS) navržený pro náročná průmyslová odvětví vyžadující vysokou spolehlivost a dlouhou dobu životnosti řídicího systému. Široká škála nabízených technických prostředků a možných uspořádání architektury systému umožňuje použít jej jak pro řízení rozsáhlých technologických celků typu energetického výrobního bloku, tak pro řízení malých technologií, jako jsou čističky odpadních vod, regulační stanice plynu apod.

 

 

Společnost ZAT a.s. je nejstarší českou firmou v oboru automatizace technologických procesů s více než 50letou historií. Je uznávaným dodavatelem zejména v oborech jaderné energetiky, klasické energetiky, povrchové těžby a dopravy surovin, plynárenství, dopravy a průmyslových procesů.

Firma ZAT sídlí v Příbrami a má pobočku v Plzni. Má vlastní vývoj, projekci, výrobu, instalaci i servis elektronických zařízení, řídicích systémů a jejich komponent. Je také výrobcem zdravotnických přístrojů. Firma zaměstnává cca 350 pracovníků, z nichž má 80 % středoškolské a vysokoškolské vzdělání.

 

Kontakt pro média: Denisa Ranochová, tel.: 608 445 255, e-mail: denisa.ranochova#zavhack;zat.cz

PDF ke stažení ZDE