ZAT se podílí na vývoji reaktorů IV. Generace

Příbram 20. září 2016 - Dobře pozorovatelným trendem v jaderné energetice je vývoj reaktorů IV. generace, které budou mít řadu podstatných výhod oproti současným reaktorům. Před výstavbou demonstračních bloků je však nutné ještě provést mnoho výzkumných prací. Část z nich bude probíhat v novém experimentálním zařízení Horké komory - SUSEN v Centru výzkumu Řež (CVŘ), které využívá pro zajištění bezpečného provozu český řídicí systém SandRA od společnosti ZAT.

 

Směřování jaderné energetiky

IV. generace jaderných reaktorů je koncepce ukazující směry, kterými se má ubírat vývoj nových pokročilých reaktorů. Bylo stanoveno šest základních typů jaderných zařízení a požadavky na ně kladené. Od lehkovodních reaktorů, které jsou dnes nejpoužívanější po celém světě, se odlišují především chladicí látkou. Namísto podkritické lehké vody mohou být chlazeny nadkritickou lehkou vodou, sodíkem, olovem, roztavenými solemi nebo plynem.

Jedním z kladených požadavků je udržitelnost rozvoje. To znamená ekonomickou konkurenceschopnost a nízké investiční riziko i efektivní využívání jaderného paliva a minimalizaci množství radioaktivních odpadů.

Daleko striktnější jsou ale bezpečnostní požadavky, kde dnes hraje důležitou roli pravděpodobnost, zda nastane událost vedoucí k poškození aktivní zóny. Jako hranice bývá v některých zemích stanovena pravděpodobnost 1:100 000, přičemž pro reaktory generace III+ bývá udávané číslo ještě o dva řády nižší. Laicky řečeno to znamená, že k takové iniciační události dojde statisticky jednou za deset milionů let provozu reaktoru. Reaktory IV. generace musí splňovat podmínku, že žádná myslitelná iniciační událost nesmí vést k těžkému poškození reaktoru. Než bude dopracován projekt reaktoru této generace, je potřeba udělat ještě řadu výzkumných prací, z nichž některé budou zahájeny po uvedení nových horkých komor CVŘ do provozu.

Jednou ze zkoumaných vlastností materiálů je odolnost vůči působení radiace. Vzorek materiálu je v reaktoru ozařován požadovanou dobu a stanovenou intenzitou neutronového toku, poté je přemístěn do horké komory. V této hermeticky utěsněné komoře provedou vědci pokusy, které například lámáním, broušením nebo pálením určí, jak materiál působením neutronů degradoval. Při těchto pokusech vzniká radioaktivní prach a výpary, s nimiž je nutné adekvátně naložit.

 

Řízení horkých komor

Horké komory jsou komplexem 10 horkých komor vybavených souborem zařízení pro přípravu aktivních vzorků a zkušebních těles pro provádění mechanických zkoušek za pokojové teploty i teplot do 1200 °C, nebo zkoušek pro výzkum korozních vlastností i zařízení pro výzkum mikrostruktury vysoce ozářených materiálů.

Osm komor GAMA bude využíváno pro hodnocení vlastností ozářených konstrukčních materiálů a diagnostiku ozářených komponent jaderných reaktorů s ohledem na předpokládané provozní podmínky v reaktorech nové generace. Dvě komory ALFA budou sloužit pro vývoj separačních technologií palivového cyklu jaderných reaktorů nových generací založených na fluoridových technologiích. Součástí komplexu je i jedenáctá polohorká komora pro zkoumání mikrostruktury vzorků a linka pro studium separace radionuklidů technologií frakční destilace fluoridů. 

Uvnitř horkých komor je udržován podtlak, což vylučuje únik kontaminace do prostoru pro obsluhu. Vzduch z komor je odsáván přes filtry, které zachycují kontaminované částečky prachu a výpary a brání tak jejich úniku do životního prostředí. Řídicí systém SandRA má za úkol za všech provozních i nouzových stavů zabránit nekontrolovatelnému úniku kontaminace do životního prostředí. Řídicí systém snímá hodnotu tlaku, teploty uvnitř komor a radiace v obslužných místnostech a vyhodnocením získaných dat určuje intenzitu odsávání. V nouzovém režimu umožňuje odsát komory až na podtlak 4 kPa, což je jedna pětadvacetina atmosférického tlaku.

 

Zakázkový vývoj pro CVŘ

Systém kontroly a řízení horkých komor tvoří procesní stanice SandRA Z210, kterou společnost ZAT vyvinula pro aplikace malého rozsahu. Jde o nejnovější technologii této firmy speciálně upravenou pro toto použití. Každá komora má svou řídicí stanici pro zpracování dat z technologie a operátorskou obrazovku pro vizualizaci technologických dat a informací. Všechny řídicí stanice jsou propojeny komunikační sběrnicí, což zajišťuje přenos dat mezi jednotlivými řídicími stanicemi a zároveň do hlavní operátorské stanice pro archivaci a zobrazení celé technologie na centrální velkoplošné obrazovce umístěné na společném velínu.

Stavba výzkumných zařízení je obecně velmi náročná, protože jde o unikátní zařízení, která nemají analogii. Neexistují tedy ani standardní komponenty, vše je řešeno přímo na míru daného projektu.

V současné době jsou řídicí systémy ryze české firmy ZAT na 26 procentech jaderných reaktorů v EU a na 10 procentech ve světě.

 

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@zat.cz

PDF ke stažení ZDE