Středa, Říjen 23

Historická vojenská jaderná elektrárna SM-1

Na začátku února byla vydána zpráva, že Americký sbor inženýrů se rozhodl přejít do procesu dekontaminace a rozebírání historické jaderné elektrárny SM-1 ve Fort Belvoir, Virginii. Tento raný vojenský prototyp elektrárny se dnes nediskutuje, ani se o něm více neví. Pojďme se podívat na tento projekt prostřednictvím fotografií.

Jaderná elektrárna APPR, později přeměněna na SM-1 (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Poté, co byla americká armáda pověřena komisí pro atomovou energii v roce 1952 zkoumáním využití jaderné energie, se americká armáda spojila s inženýry z Army Corps a národních laboratoří Oak Ridge, na návrhu konceptu jaderné elektrárny. Ta měla malý výstupní výkon a měla být transportovatelná pomocí letadla, na místě smontovatelná a následně provozovaná. V roce 1954 společnost ALCO Products dříve jedna z největších světových výrobců železničních lokomotiv, vytvořila oddělení jaderné energie a začala v tomto sektoru také obchodovat. Je překvapivé, že se AEC a US Army rozhodly pokračovat v projektu skladného reaktoru, se kterým společnost ALCO uzavřela zakázku. Ačkoliv bylo řečeno, že se jednalo o případ podhodnocování části společnosti ALCO na zajištění, že může získat velký potenciál na prahu nového obchodu. Konstrukčním partnerem projektu byla společnost Stone & Webster Engineering. Označení tohoto projektu bylo „APPR,“ neboli Army Packaged Power Reactor (armádní skladný energetický reaktor).

Toto je extrémně raná fotografie elektrárny ALCO Products z tisku. Původní popisek byl takový: „První pohledy byly schváleny pro publikování návrhu Army Package Power Reactor, navržený americkou společností American Locomotive Company v rámci zakázky podané společností Atomic Energy Commission (AEC) v roce 1958. APPR bude prototypem první jaderné elektrárny postavené tak, že její komponenty mohou být transportovatelné pomocí letadla do odlehlých oblastí v libovolných částech světa. První americký armádní reaktor bude postaven na Ft. Belvoir. Podle ředitelství armádního sboru inženýrů měl by být v provozu do 3 let. Bude se pravděpodobně jednat o první národní exportovatelnou mírovou aplikaci jaderné energie. Podle admirála Lewise L. Strausse, předsedy společnosti AEC, je tato zakázka první takovou, která bude poskytovaná za fixní ceny. Jedená se o důležitý krok ve vývoji technologií energetických reaktorů. ALCO byl úspěšným uchazečem, vybraným z 18 společností, vedených AEC.“ (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Návrh, vyvinutý pro APPR, byl orientovaný na malý reaktor o výkonu 10 MW tepelných, používající deskové palivo, které dodává energii jedinému parogenerátoru s U trubkami. Záměrem elektrárny bylo jak dodávky elektřiny, tak procesního tepla pro odlehlé oblasti. Jelikož výstavba ve Fort Belvoir nevyžadovala dodávky procesního tepla, byla zde umístěna turbína o výkonu 2 MW elektrických. Díky tomu byl využíván veškerý výstupní výkon z reaktoru. Elektrárna dodávala 1,855 MW elektrických čisté energie do elektrizační sítě.

Výstavba elektrárny začala 5. října 1955 s fixními náklady 3,5 milionů dolarů (79,8 milionů Kč). K prvnímu spuštění elektrárny došlo 8. dubna 1957.

Systémový diagram s důležitými parametry pro elektrárnu s tlakovodním jaderným reaktorem. Reaktorová nádoba byla přibližně s 47stopovým vnitřním průměrem. Nádoba byla vyrobena z uhlíkové slitiny s pokrytím z nerezové oceli vlastní výroby. Parogenerátor, navržený tak, aby poskytoval lehce přehřátou páru, a zároveň musela být jeho konstrukce demontovatelná. Součástí konstrukce bylo také bezpečnostní vybavení, vznikající v raných dobách vývoje jaderných reaktorů. (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Poté, co elektrárna dosáhla 20. dubna 1957 plného výkonu, následovalo fyzikální i energetické testování, stejně jako testování způsobilosti elektrárny k výuce studentů z různých odvětví civilních služeb. Návrh vedl k malé rodině přenosných tlakovodních reaktorů a elektráren. Některé z těchto zařízení byla postavena a provozována s různým stupněm úspěchu.

Provozně se jaderná elektrárna, která byla v roce 1959 přeprojektovaná z APPR na SM-1, aby odpovídala novým armádním požadavkům, ukázala impozantní. Elektrárna ukázala schopnost zvýšit výkon na 100 % bez jakéhokoliv zásahu, pouze pomocí teploty moderátoru. Také ukázala, že jaderná část elektrárny může reagovat na změnu zatížení, pomocí škrticí klapky turbíny. Skutečně konsorcium sboru inženýrů, společnosti ALCO a národní laboratoře Oak Ridge, vyvinuly pozoruhodnou elektrárnu. Elektrárnu, jejíž charakteristiky jsou mnohem více vyžadovány i nyní, v roce 2019.

Popis jaderné části elektrárny SM-1. Tato část se nachází uvnitř primárního stínění (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Elektrárna pokračovala v provozu společností ALCO po dobu tří let. K první překládce paliva došlo v dubnu 1960. Zakázka společnosti ALCO skončila a kontrola projektu byla zajištěna armádním sborem inženýrů v červnu 1960. Tyto testy potvrdily permanentní provozní schopnost. Během těchto raných změn a úspěchů v několika dalších letech, během kterých byly provedeny další testy. Čas, poskytnutý na snížení financování armádního jaderného programu, vedl celkově k neustálému snižování jakéhokoliv testování, či experimentů. Elektrárna měla původně analogové zesilovače a analogově magnetické řídicí systémy. Ty v průběhu testovacího provozu ukázaly nějaké problémy (reaktor byl odstavován častěji, než bylo třeba kvůli nežádoucím falešným signálům). K vyřešení těchto problémů došlo v roce 1964, kdy byly vynaloženy nemalé prostředky na změnu řídícího systému. V novém systému byly využity tranzistorové systémy řízení a kontroly z jaderné elektrárny Bendix.

Kompaktní elektrárna SM-1 je rychle rozpoznatelná z fotografií, jelikož se jedná o jedinečné zařízení díky jejímu rozmístění budov, a také díky 3 stopy (téměř 1 metr) tlustému betonovému stínění kolem kontejnmentu. Kontejnment, ocelová válcová budova, zakončená polokoulemi je 64 stop (19,5 metrů) vysoká a má 36 stop v průměru (téměř 11 metrů). Uvnitř elektrárny je umístěno další 2 stopy (přibližně 60 cm) tlusté stínění (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Počátkem 70. let armáda vyvinula pouze slabé úsilí pro budoucí použití jaderné energetiky, protože její vzdálené provozní plány byly více, či méně zrušeny rychlým vývojem ostatních technologií (balistických střel). Rozhodnutí o odstavení reaktoru SM-1 bylo učiněno v roce 1973. Z elektrárny bylo vyvezeno palivo, to bylo převezeno do bazénů skladování a následně se čekalo na rozhodnutí o rozebrání elektrárny. Vzhledem k nedávným krokům armádního sboru inženýrů se zdá, že se tento den blíží. Je tedy dobré si připomenout tuto historickou elektrárnu z raných dob vývoje jaderných elektráren a zejména jejich příspěvku ke dnešním znalostem. Doba je také odhodlaná k přemýšlení ohledně přenosných zdrojů energie. Na ty jsou vyvíjeny stejné požadavky, jako na elektrárny. Nyní se mohou zúročit zkušenosti a znalosti získané dobrým a bezpečným provozem elektrárny před téměř půl stoletím.

Zdroj: ansnuclearcafe.org

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..