VVER

VVER (vodo-vodní energetický reaktor, водо-водяной энергетический реактор, v angličtině značený WWER) je nejobvyklejší typ jaderného reaktoru (včetně celého reaktorového bloku) užívaný v zemích bývalého východního bloku. Této koncepce jsou i reaktory českých elektráren JE Dukovany a JE Temelín. Jedná se o tlakovodní reaktor, který odpovídá koncepci označované v západní Evropě a USA jako PWR.

Principy

V reaktorech VVER je používán mírně obohacený uran ve formě UO₂. Tlaková nádoba reaktoru má tvar válce postaveného na výšku s polokulovitým dnem a víkem. Aktivní zóna je v dolní části nádoby. Nádoba je naplněna lehkou vodou, která slouží jako chladivo i moderátor. Voda je pod vysokým tlakem (okolo 15 MPa, tj. 150 bar), takže nedochází k jejímu varu. To je důležitý prvek inherentní bezpečnosti. Při případné poruše primárního okruhu, nebo kdyby došlo k varu vody v reaktoru, dojde k úniku moderátoru a tím i utlumení jaderné reakce.

Historie

VVER-440 typ 230

Vývoj reaktorů VVER začal v Sovětském svazu přibližně v polovině 60. let 20. století. Prvním vývojovým typem byl VVER-440 typ 230. Bezpečnostní koncepce tohoto typu reaktoru byla na stejné úrovni jako západní běžně montované typy BWR. Největší projektová havárie, kterou měl tento typ reaktoru bezpečně zvládnout, byl pouze vznik trhliny o průměru 32 mm kdekoliv v primárním okruhu. Tato slabina byla kompenzována konzervativním návrhem, který riziko havárie minimalizoval (speciální tvar paliva, nižší zatížení všech komponent). V průběhu provozu byly tyto elektrárny modernizovány a jejich provoz zpřísněn. Přes známá rizika bylo postaveno 14 bloků elektráren s tímto reaktorem. Byly to: 3. a 4. blok JE Novovoroněž, 1. a 2. blok JE Kola, 4 bloky JE Greifswald, 4 bloky JE Kozloduj a jako poslední 2 bloky JE V-1 Jaslovské Bohunice. Většina těchto elektráren je již odstavena a k žádné havárii nedošlo i přesto, že JE Kozloduj absolvovala v roce 1977 zemětřesení o síle 7 stupňů. Bloky v Jaslovsko-Bohunické elektrárně V1 se nyní připravují k likvidaci, první blok byl odstaven v roce 2006 a druhý blok ukončil provoz v roce 2008. Posledními fungujícími bloky na bázi konceptu VVER 440 V230 jsou 3. a 4. blok elektrárny Novovoroněž a 2.blok arménské jaderné elektrárny nedaleko města Metsamor. Obyvatelé v okolí Metsamoru mají strach o svoji budoucnost, neboť elektrárna se nachází v oblasti tektonických zlomů – mimochodem proto byl 1. blok v roce 1988 vyřazen z provozu, byl poškozen po silném zemětřesení. Druhý blok by měl být definitivně odstaven v roce 2016.

VVER-440 typ 213

Dalším vývojovým typem byl VVER-440 typ 213. Proti předchozímu typu byla výrazně zvýšena bezpečnost podle světových standardů. Při návrhu byla uvažována jako největší projektová havárie prasknutí hlavního potrubí primárního okruhu. Tento typ reaktoru ještě nemá ochrannou obálku, ale je vybaven barbotážním systémem, v němž by v případě havárie došlo ke kondenzaci vzniklé páry. V projektu jsou několikanásobné systémy nouzového dochlazování pro případ takové havárie.

Okamžité řízení výkonu samotného reaktoru probíhá současně dvojím způsobem – změnou množství paliva v aktivní zóně a změnou množství pohlcovače neutronů. V reaktoru jsou zvláštní kazety poháněné výkonnými elektromotory, kdy jejich spodní část je vyplněna palivem a horní část pohlcovačem neutronů. V případě nouzového odstavení kazety volným pádem spadnou až na dno kanálu (kde se nachází tlumič pádu), čímž dojde ke snížení množství paliva v aktivní zóně a zároveň k zastavení reakce pohlcením štěpných neutronů. Dlouhodobé řízení výkonu a zastavení reakce během výměny paliva, je zajištěno změnou koncentrace kyseliny trihydrogenborité s ¹⁰B ve vodě primárního okruhu. Jedná se současně i o možnost havarijního odstavení, které je ale mnohem pomalejší než pomocí řídících kazet.

VVER-440 typ 213 je nejrozšířenější typ tlakovodního reaktoru v Evropě a Rusku. Nachází se např. v elektrárně Dukovany (2 dvoubloky), Mochovce (1 dvoublok), Jaslovské Bohunice V2 (1 dvoublok), JE Loviisa (dva samostatné bloky s kontejnmentem), JE Paks a další. Stále je používáno dvou turbín na jeden výrobní blok.

V současné době se dostavují další dva bloky ve slovenských Mochovcích, kde byla stavba utlumena v roce 1992 pro nedostatek financí. Ve finálním stavu bude tento komplex patřit k nejbezpečnějším blokům VVER 440 s reaktorem V213.

Palivový cyklus reaktorů VVER-440 je tříletý – to znamená, že každých dvanáct měsíců je vyměněna třetina paliva. Výrobní bloky s voroněžskými tlakovodními reaktory typu VVER-440 V 213 jsou však dimenzovány na větší výkon, než je jejich nominální (440 MWe). Výkon lze postupnými úpravami zvýšit až na 510 MWe, takovými úpravami prošla právě finská JE Loviisa. V současnosti dochází na mnoha elektrárnách (mj. i v Dukovanech) k optimalizaci vyšším obohacením paliva, lepším rozmístěním kazet a dalším zlepšením k prodloužení cyklu na 4, resp. 5 let. Dochází tak nejen k úspoře paliva, ale i ke zvýšení výkonu. Reaktory v Dukovanech tak nyní po úpravách vyrábí 450–470 MWe, po celkovém dokončení modernizace by měl výkon všech čtyř bloků jednotlivě dosáhnout až 500 MWe. Celkový výkon Dukovanské elektrárny tak bude činit 2000 MWe. Mělo by se tak stát v roce 2012, kdy modernizací projde i poslední druhý blok. Na následující rok je naplánována rekordní výroba 16 TWh elektrické energie.

Palivo do většiny bloků VVER v Evropě dodávají společnosti TVEL nebo Westinghouse.

VVER-1000

Zároveň se stavbou elektráren VVER-400 typ 213 probíhal v SSSR se zpožděním vývoj dalšího typu VVER-1000. První zkušební blok VVER 1000 typ V-187 se stal pátým blokem JE Voroněž. Podle zkušeností byly postaveny v SSSR 4 bloky pozměněného typu V-302. Tento typ byl již navržen včetně haly s plnohodnotným kontejnmentem. Maximální projektová havárie, kterou musí rektor zvládnout bez vlivu na okolí, je prasknutí hlavního potrubí, spojené se zemětřesením a výpadkem vnějšího napájení. Má čtyři smyčky primárního okruhu a v sekundárním okruhu jediný turbogenerátor. Proti typu VVER-440 je výrazně vyšší namáhání aktivní zóny.

Vývoj pokračoval a následujícího typu V-320 je i JE Temelín.

Okamžité řízení výkonu reaktoru typu VVER-1000 je oproti VVER-440 zařízeno pouze změnou množství pohlcovače neutronů v aktivní zóně. Pohlcovač neutronů má formu klastrů (souborů 18 řídících tyčí). Klastry jsou poháněny krokovým elektromechanickým motorem. V případě havarijního odstavení spadnou volným pádem do aktivní zóny. Dlouhodobé řízení či zastavení reakce během výměny paliva je zajištěno změnou množství kyseliny trihydrogenborité s ¹⁰B.

Ve výstavbě jsou dva bloky v JE Novovoroněž s tímto reaktorem, jehož výstavba byla zahájena až v roce 2007.

Dalšími vývojovými typy reaktorů VVER jsou nově stavěné bloky v modifikacích VVER-1000 V-392 a VVER-1000 V-466. Podle posledních informací se tyto nové reaktory řadí do třetí, tudíž nejvyspělejší generace. Modifikace V 466 je jistou pro nově stavěnou bulharskou elektrárnu Belene, po jejímž spuštění dojde k překlenutí energetického nedostatku vzniklého po odstavení prvních čtyř bloků VVER 440 V-230 v Kozloduji. Reaktor VVER 1000 V-466 je jedním z uvažovaných reaktorů pro nové bloky v elektrárně Temelín. Podstatným rysem všech nových tlakovodních reaktorů je zjednodušení konstrukce, což vede v důsledku ke zvýšení jak pasivní tak aktivní bezpečnosti. Nové bloky mají zdokonalený kontejnment a vyšší objemy vody v primárním i sekundárním okruhu, což ještě dále snižuje riziko havárie s případným roztavením aktivní zóny.

VVER-1200

Zatím posledním typem je VVER-1200. První dva prototypové bloky typu VVER-1200/491 jsou stavěny v lokalitě Leningrad II a prototypy typu VVER-1200/392M v Novovoroněžské elektrárně II. Výkon bloku je 1200 MWe a náklady se pohybují kolem 1200 $ na kWh. Doba stavby je 4,5 roku (54 měsíců) a předpokládaná životnost 50 let. Elektrárna disponuje ochranným kontejnmentem, systém havarijního chlazení (včetně záložních dieselagregátů) a nově je při výpadku proudu možné využít zbytkového výkonu.

Seznam reaktorů

Tabulka s přehledem reaktorů typu VVER.

	Typ reaktoru	Zahájení stavby	Připojení k síti	Stav	Čistý výkon (MW)	Hrubý výkon (MW)
Akkuyu-1	1200/491	(2011)	(2016)	plánováno	?	1200
Akkuyu-2	1200/491	(2012)	(2017)	plánováno	?	1200
Akkuyu-3	1200/491	(2013)	(2018)	plánováno	?	1200
Akkuyu-4	1200/491	(2014)	(2019)	plánováno	?	1200
Balakovo-1	1000/320	1980	1985	v provozu (plánované uzavření v roce 2015)	950	1000
Balakovo-2	1000/320	1981	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	950	1000
Balakovo-3	1000/320	1982	1988	v provozu (plánované uzavření v roce 2018)	950	1000
Balakovo-4	1000/320	1984	1993	v provozu (plánované uzavření v roce 2023)	950	1000
Balakovo-5	1000/320	1987	(2010)	výstavba pozastavena v roce 1993, zrušena v roce 2008	950	1000
Balakovo-6	1000/320	1988	-	výstavba zrušena v roce 1993	950	1000
Belene-1	1000/466	1987	-	výstavba pozastavena	953	1000
Belene-2	1000/466	1987	-	výstavba pozastavena	953	1000
Bohunice-1	440/230	1972	1978	uzavřena v roce 2006	408	440
Bohunice-2	440/230	1972	1980	uzavřena v roce 2008	408	440
Bohunice-3	440/213	1976	1984	v provozu (plánované uzavření v roce 2015)	470	505
Bohunice-4	440/213	1976	1985	v provozu (plánované uzavření v roce 2015)	470	505
Búšehr-1	1000/446	1975	(2011)	ve výstavbě	915	1000
Búšehr-2	1000/446	(2011)	?	plánováno	915	1000
Búšehr-3	1000/446	(2012)	?	plánováno	915	1000
Búšehr-4	1000/446	?	?	plánováno (aktuálně zastaveno)	915	1000
Chmelnyckyj-1	1000/320	1981	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2018)	950	1000
Chmelnyckyj-2	1000/320	1985	2004	v provozu (plánované uzavření v roce 2035)	950	1000
Chmelnyckyj-3	1000/392B	1986	(2015)	ve výstavbě	950	1000
Chmelnyckyj-4	1000/392B	1987	(2016)	ve výstavbě	950	1000
Dukovany-1	440/213	1979	1985	v provozu (plánované uzavření v roce 2025); modernizace 2011	427	456
Dukovany-2	440/213	1979	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2026); modernizace 2012	427	456
Dukovany-3	440/213	1979	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2027)	471	498
Dukovany-4	440/213	1979	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2028)	471	498
Greifswald-1	440/230	1970	1973	uzavřena v roce 1990	408	440
Greifswald-2	440/230	1970	1974	uzavřena v roce 1990	408	440
Greifswald-3	440/230	1972	1977	uzavřena v roce 1990	408	440
Greifswald-4	440/230	1972	1979	uzavřena v roce 1990	408	440
Greifswald-5	440/213	1976	1989	uzavřena v roce 1989	408	440
Greifswald-6	440/213	1976	-	uzavřena v roce 1989 (dostavěna, ale nikdy nespuštěna)	408	440
Greifswald-7	440/213	1978	-	výstavba zrušena v roce 1990	408	440
Greifswald-8	440/213	1978	-	výstavba zrušena v roce 1990	408	440
Jihoukrajinská-1	1000/302	1977	1982	v provozu (plánované uzavření v roce 2023)	950	1000
Jihoukrajinská-2	1000/338	1979	1985	v provozu (plánované uzavření v roce 2025)	950	1000
Jihoukrajinská-3	1000/320	1985	1989	v provozu (plánované uzavření v roce 2029)	950	1000
Jihoukrajinská-4	1000/320	1987	-	výstavba zrušena	950	1000
Juragua-1	440/318	1983	-	výstavba zrušena v roce 1992	417	440
Juragua-2	440/318	1985	-	výstavba zrušena v roce 1992	417	440
Juragua-3	440/318	-	-	výstavba zrušena	408	440
Juragua-4	440/318	-	-	výstavba zrušena	408	440
Kalinin-1	1000/338	1977	1984	v provozu (plánované uzavření v roce 2014)	950	1000
Kalinin-2	1000/338	1982	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2016)	950	1000
Kalinin-3	1000/320	1985	2004	v provozu (plánované uzavření v roce 2043)	950	1000
Kalinin-4	1000/320	1986	(2011)	ve výstavbě	950	1000
Kaliningrad-1	1200/491	2011	(2016)	ve výstavbě	1080	1170
Kaliningrad-2	1200/491	(2012)	(2018)	ve výstavbě	1080	1170
Kola-1	440/230	1970	1973	v provozu (plánované uzavření v roce 2018)	411	440
Kola-2	440/230	1973	1974	v provozu (plánované uzavření v roce 2019)	411	440
Kola-3	440/213	1977	1981	v provozu (plánované uzavření v roce 2036)	411	440
Kola-4	440/213	1976	1984	v provozu (plánované uzavření v roce 2014)	411	440
Kozloduj-1	440/230	1970	1974	uzavřena v roce 2002	408	440
Kozloduj-2	440/230	1970	1975	uzavřena v roce 2002	408	440
Kozloduj-3	440/230	1973	1980	uzavřena v roce 2006	408	440
Kozloduj-4	440/230	1973	1982	uzavřena v roce 2006	408	440
Kozloduj-5	1000/320	1980	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2018)	953	1000
Kozloduj-6	1000/320	1982	1991	v provozu (plánované uzavření v roce 2023)	953	1000
Krim-1	1000/320	1982	-	stavba zastavena roku 1989, v roce 2000 elektrárna zrušena	950	1000
Krim-1	1000/320	-	-	plán na výstavbu zrušen v roce 2000	950	1000
Krim-1	1000/320	-	-	plán na výstavbu zrušen v roce 2000	950	1000
Krim-1	1000/320	-	-	plán na výstavbu zrušen v roce 2000	950	1000
Kudankulam-1	1000/412	2002	(2011)	ve výstavbě	917	1000
Kudankulam-2	1000/412	2002	(2011)	ve výstavbě	917	1000
Kursk II-1	1200/491	?	?	plánováno	1000	1170
Leningrad II-1	1200/491	2008	(2013)	ve výstavbě	1085	1170
Leningrad II-2	1200/491	2010	(2014)	ve výstavbě	1085	1170
Leningrad II-3	1200/491	(2011)	(2017)	plánováno	1085	1170
Leningrad II-4	1200/491	(2014)	(2019)	plánováno	1085	1170
Loviisa-1	440/311	1971	1977	v provozu (plánované uzavření v roce 2030)	488	510
Loviisa-2	440/311	1972	1980	v provozu (plánované uzavření v roce 2030)	488	510
Metsamor-1	440/230	1973	1979	uzavřena v roce 1989	376	408
Metsamor-2	440/230	1975	1980	v provozu (odstavena v roce 1989, znovu spuštěna 1995, plánované uzavření v roce 2016)	376	408
Mochovce-1	440/213	1983	1998	v provozu (plánované uzavření v roce 2028)	436	470
Mochovce-2	440/213	1983	1999	v provozu (plánované uzavření v roce 2030)	436	470
Mochovce-3	440/213	1993	(2012)	ve výstavbě	391	440
Mochovce-3	440/213	1993	(2013)	ve výstavbě	391	440
Novovoroněž-1	210	1957	1964	uzavřena v roce 1988	197	210
Novovoroněž-2	365	1964	1969	uzavřena v roce 1990	336	365
Novovoroněž-3	440/179	1967	1971	v provozu (plánované uzavření v roce 2016)	385	417
Novovoroněž-4	440/179	1967	1972	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	385	417
Novovoroněž-5	1000/187	1974	1980	v provozu (plánované uzavření v roce 2035)	950	1000
Novovoroněž II-1	1200/392M	2008	(2012)	ve výstavbě	1114	1200
Novovoroněž II-2	1200/392M	2009	(2013)	ve výstavbě	1114	1200
Novovoroněž II-3	1200/392M	?	?	plánováno	1114	1200
Novovoroněž II-4	1200/392M	?	?	plánováno	1114	1200
Paks-1	440/213	1974	1982	v provozu (plánované uzavření v roce 2012)	470	500
Paks-2	440/213	1974	1984	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	473	500
Paks-3	440/213	1979	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	473	500
Paks-4	440/213	1979	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	473	500
Rheinsberg-1	210	1960	1966	uzavřena v roce 1990	62	70
Rovno-1	440/213	1973	1980	v provozu (plánované uzavření v roce 2011)	381	420
Rovno-2	440/213	1973	1981	v provozu (plánované uzavření v roce 2012)	376	415
Rovno-3	1000/320	1980	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	950	1000
Rovno-4	1000/320	1986	2004	v provozu (plánované uzavření v roce 2035)	950	1000
Rovno-5	1000/320	-	-	plánovaná stavba zrušena	950	1000
Rovno-6	1000/320	-	-	plánovaná stavba zrušena	950	1000
Rostov-1	1000/320	1981	2001	v provozu (plánované uzavření v roce 2030)	950	1000
Rostov-2	1000/320	1983	2010	v provozu	950	1000
Rostov-3	1000/320	2009	(2014)	ve výstavbě	1011	1070
Rostov-4	1000/320	2010	?	ve výstavbě	1011	1070
Stendal-1	1000/320	1982	-	výstavba zrušena v roce 1991	900	970
Stendal-2	1000/320	1984	-	výstavba zrušena v roce 1991	900	970
Stendal-3	1000/320	-	-	plán na výstavbu zrušen v roce 1991	950	1000
Stendal-4	1000/320	-	-	plán na výstavbu zrušen v roce 1991	950	1000
Temelín-1	1000/320	1987	2000	v provozu (plánované uzavření v roce 2042)	963	1013
Temelín-2	1000/320	1987	2002	v provozu (plánované uzavření v roce 2043)	963	1013
Temelín-3	1000/320	1985	-	stavba zastavena, nyní plánována dostavba	972	892
Temelín-4	1000/320	1985	-	stavba zastavena, nyní plánována dostavba	972	892
Tianwan-1	1000/428	1999	2006	v provozu	933	1000
Tianwan-2	1000/428	2000	2007	v provozu	933	1000
Tianwan-3	1000/428	(2012)	?	plánována	?	1060
Tianwan-4	1000/428	(2013)	?	plánována	?	1060
Tianwan-5	1200/?	?	?	plánována	?	1200
Tianwan-6	1200/?	?	?	plánována	?	1200
Záporoží-1	1000/320	1980	1984	v provozu (plánované uzavření v roce 2015)	950	1000
Záporoží-2	1000/320	1981	1985	v provozu (plánované uzavření v roce 2015)	950	1000
Záporoží-3	1000/320	1982	1986	v provozu (plánované uzavření v roce 2017)	950	1000
Záporoží-4	1000/320	1983	1987	v provozu (plánované uzavření v roce 2018)	950	1000
Záporoží-5	1000/320	1985	1989	v provozu (plánované uzavření v roce 2019)	950	1000
Záporoží-6	1000/320	1986	1995	v provozu (plánované uzavření v roce 2026)	950	1000
Żarnowiec-1	440/213	1983	-	výstavba zrušena v roce 1990	440	465
Żarnowiec-2	440/213	1983	-	výstavba zrušena v roce 1990	440	465
Żarnowiec-3	440/213	-	-	plánovaná výstavba zrušena v roce 1990	440	465
Żarnowiec-4	440/213	-	-	plánovaná výstavba zrušena v roce 1990	440	465

Legenda:	v provozu	uzavřena	ve výstavbě	výstavba zrušena

Stát	v provozu	uzavřeno	ve výstavbě	výstavba zrušena	celkem	aktivita*
	16	2	14	2	34	88,2 %
	15	0	2	7	24	70,8 %
	6	0	2	0	8	75,0 %
	4	0	0	0	4	100 %
	4	2	2	0	8	75,0 %
	2	0	0	0	2	100 %
	2	0	4	0	6	100 %
	2	4	2	0	8	50,0 %
	1	1	0	0	2	50,0 %
	0	0	2	0	2	100 %
	0	0	4	0	4	100 %
	0	0	4	0	4	100 %
	0	0	0	4	4	0 %
	0	0	0	4	4	0 %
	0	7	0	6	13	0 %
CELKEM:	52	16	36	23	127	69,3%
* procentuální vyjádření reaktorů, které jsou v provozu či ve výstavbě v poměru k jejich celkovému počtu

VVER-210	2	1,6 %
VVER-365	1	0,8 %
VVER-440	48	37,8 %
VVER-1000	59	46,4 %
VVER-1200	17	13,4 %

Galerie

{{{obrázek1}}}{{{obrázek2}}}

{{{obrázek1}}}{{{obrázek2}}}

{{{obrázek1}}}{{{obrázek2}}}

Související články

Seznam největších jaderných elektráren

Literatura

Bedřich Heřmanský, Ivan Štoll: Energie pro 21. století, ČVUT 1992

Externí odkazy

TVEL Corporation
NPP-2006 (VVER-1200), (anglicky, rusky)
Westinghouse Electric Company (anglicky)