Úterý, Říjen 23

Pokročilé jaderné technologie – jejich pokroky a zvraty

Minulý týden přinesl 2 nové zprávy, jednu pozitivní a druhou negativní. Hlavní myšlenkou je fakt, že nejdéle používaná technologie funguje správně, zatímco ostatní mnohem složitější technologie vyšších tříd nadále narážejí. Jaderný průmysl čelí tomuto problému i v dnešní modernější době, píše Will Davis pro ANS Nuclear Cafe.

Reaktory NuScale SMR mají být uzavřeny do ocelových kontejnmentů a ponořeny do šachty pod úrovní země zalité vodou. (Zdroj: World Nuclear News)

Projekt integrálního lehkovodního reaktoru v pohybu

25. září bylo oznámeno, že společnost NuScale Power zvolila pro výstavbu svého demonstračního reaktoru společnost BWX Technologies. Ta má nyní začít vyrábět díly pro malý modulární reaktor (SMR) NuScale, o který projevila komerční zájem společnost Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS) a Idaho National Laboratory (INL). Podle zpráv z NuScale bude BWX (společnost, jejíž jaderná část se zformovala z bývalé společnosti Babcock & Wilcox) zadávat výrobu některých částí pensylvánské společnosti Precision Custom Components (PCC). PCC ve své zprávě popisuje společnost následovně:

„PCC je předním výrobcem speciálních tlakových nádob (do 600 tun), sudů a jiných těžkých komponent. Své výrobky vyrábí ze speciálních materiálů pomocí pokročilých technologií svařování a obrábění. Při jejich výrobě je zajištěna vysoká jakost, vhodná pro jaderný průmysl, stejně jako pro jiné průmyslové aplikace. PCC byla založena roku 1876 v Pensylvánii, v tehdejší době známá jako S. Morgan Smith Company. Továrna společnosti PCC má rozlohu 275 000 čtverečních stop (více jak 25 500 čtverečních metrů) a je umístěna v Baltimoru ve Philadelphii. Toto umístění má nespornou výhodu, jelikož leží na hlavních dopravních trasách jak železnice a silnic, tak lodí s velkým ponorem.“

Společnost BWX Technologies byla zvolena jako dodavatel inženýringových služeb nejen kvůli svým zkušenostem a historii v tomto oboru, ale podle zprávy z NuScale také proto, že se jedná o americkou firmu. Historie společnosti se přímo pojí s tímto produktem. V 60. letech navrhla společnost Babcock & Wilcox první tlakovodní integrální reaktor (iPWR) jako odezvu na inženýrské problémy spojené s velikostí a hmotností reaktorů pro civilní plavidla, která byla v té době projektována. Integrální návrh, spojující reaktor, parogenerátory a hlavní cirkulační čerpadla v jednom modulu, nejen výrazně snížil velikost a hmotnost systému pro pohon lodí, ale také zvýšil úroveň bezpečnosti v případě havárií s velkým únikem chladiva. Ty nejčastěji vznikají v důsledku dlouhých tlakovodních potrubí a v tomto návrhu jsou tak eliminovány. S pomocí německé dceřiné společnosti vyrobila Babcock & Wilcox reaktor pro německou loď s jaderným pohonem Otto Hahn, provozovanou od konce 60. let. Reaktorový systém fungoval bezchybně po dobu 10 let, kdy byla loď z ekonomických (nikoliv z technických) důvodů vyřazena.

Německá nákladní loď s jaderným pohonem Otto Hahn, disponující integrálním reaktorem iPWR, navrženým americkou společností Babcock & Wilcox a vyrobený jejich německou dceřinou společností. Mezi hlavní výhody tohoto projektu patřilo snížení velikosti reaktorového systému a zároveň zvýšení jeho bezpečnosti. Moderní integrální tlakovodní systém společnosti NuScale Power rozvíjí svůj návrh na základě získaných zkušeností s předchozím integrálním reaktorem. Každý modul systému NuScale obsahuje navíc svůj vlastní kontejnment a vytváří tak možnost výstavby elektrárny s mnoha reaktory, jejíž pořizovací náklady nejsou tak vysoké jako u velké jaderné elektrárny. (zdroj: ansnuclearcafe.org)

 

Podle společnosti NuScale bude první inženýringová fáze zajištěna společností BWX a bude trvat přibližně do června roku 2020. Krátce poté, v září 2020 očekává NuScale obdržení licence pro svůj modulární reaktor od amerického dozorného orgánu Nuclear Regulatory Commission (NRC). Následně budou vydány nové smlouvy, které budou doprovázet projekt do provozu prvního demonstračního bloku v INL v polovině 20. let. V rámci tohoto plánu má být postaveno 10 až 12 bloků, některé budou dodávat elektřinu společnosti UAMPS, ale dva bloky budou ponechány v provozu jako experimentální.

 

Pionýr končí těsně před cílovou čárou

25. září bylo rovněž oznámeno, že Transatomic Power bezodkladně zastavuje svou činnost, a to před vyprodukováním nějakého fyzického výstupu. Tohle byla velmi vážná rána pro obhájce pokročilých jaderných reaktorů, ačkoliv to bylo v některých kruzích očekáváno.

Koncepce elektrárny od Transatomic Power. (Zdroj: blogs.ei.columbia.edu)

Jaderní a environmentální zastánci Leslie Dewan a Mark Massiese se připojili k Rayi Rothrockovi a ostatním, kteří formovali Transatomic Power v roce 2011. Jejich cílem bylo vyvinout nenákladný reaktor chlazený roztavenými solemi. Jejich koncept měl umět spalovat radioaktivní odpad (přepracované použité jaderné palivo ze stávajících jaderných reaktorů). Návrh společnosti Transatomic Power by tak nejen pomohl k zavedení energetiky s nulovými emisemi, ale řešil by také problém s dlouhodobým ukládáním použitého paliva. Jednalo by se tak o technologické řešení dlouhotrvajícího politického problému.

Po několika letech skvělé publicity pro společnost a její zakladatele, se v únoru 2017 dostaly na veřejnost zprávy o překvapivém vývoji. V té době publikovala MIT článek, který říkal, že pracovníci Transatomic Power udělali při výpočtech vážné chyby. Společnost byla nucena odvolat tvrzení, které učinila o množství energie, kterou by z daného množství uranu byla schopna vyrábět, ale mnohem horší bylo, že musela vydat nové prohlášení, ve kterém sdělila, že reaktorový systém nebude možný provozu s použitým jaderným palivem. Na základě toho by tento systém nemohl v žádném případě snižovat množství použitého jaderného paliva. Tento faktor byl klíčovým pro mnoho členů a také investorů.

Časové období po této, spíše veřejné, ale chladně diplomatické, výměně názorů mezi Trasatomic a MIT bylo jasné, že Transatomic prakticky zmizí z povědomí veřejnosti. Výjimku bude tvořit pouze film The New Fire, který nyní vstupuje do kin.

A tak jsme znovu vyrukovali s nešťastným odhalením, že firma Transatomic Power nebyla schopna nalézt dostatečné prostředky, aby se vývoj jejího silně pozměněného systému posunul do další fáze licencování, či dokonce do samotné výstavby. Jak samotná společnost sdělila, projekt byl zrušen. Ačkoliv, ve snaze zachovat odvedenou práci, společnost sdělila, že svůj projekt poskytne komukoliv, kdo vyjádří snahu navázat na již provedené práce, nebo konzultovat problémy podobných projektů. Jedná se tak o velkolepý a milostivý konec dobře známého startupu.

 

Blízká budoucnost vypadá stejně jako včera

Kde jsme nyní? Časem odzkoušený, ale nedávno vážně pomlouvaný koncept lehkovodního reaktoru zase vyhrál. Stalo se již několikrát během první jaderné éry, že jediné, co bylo schopné odpovědět na problémy, byly lehkovodní reaktory a nikoliv exotičtější návrhy. Zatímco návrhy s organickým chladivem, chladivem ve formě sodíku, plynu nebo jiného média byly v minulosti komerčně provozovány, ztratily během let na praktičnosti a vytlačily je tlakovodní a varné reaktory. Ty nyní tvoří základnu celosvětové jaderné energetiky.

Tato zpráva nemá vyznít tak, že pokročilé jaderné technologie neplní vše, co dříve slibovaly, plní je, a pravděpodobně jich plní mnohem více, vzhledem k novým společenským výzvám, se kterými se nynější pracovníci setkávají. V duchu praktického inženýrství není nelogické, že lehkovodní reaktory jsou nadále nasazovány, když zklamaly pokročilé technologie a bohužel stahovaly dolů také vývojářské společnosti. V emocionálním duchu je však bilance tohoto týdne temnější. Snad několik dalších desítek začínajících startupů zdvojnásobí své úsilí, aby byly pokročilé jaderné reaktory stavěny právě v USA a ne v zahraničí.

Zdroj: ansnuclearcafe.org

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.