25.10.2021

Prosinec 1957 je prvním měsícem jaderné elektrárny Shippingport. Elektrárna, která byla v té době zrovna dokončena a první kritičnosti dosáhla 2. prosince toho roku. Jednalo se o první dny jejího provozu. Povolení k výstavbě této elektrárny bylo uděleno v červnu 1953, přibližně 4 a půl roku před jejím spuštěním. Po výběrovém řízení ze září 1954, které rozhodlo, jaká společnost bude spolupracovat s Atomic Energy Commission (AEC) na projektu výstavby na pozemcích společnosti Duquesne Light Company, začaly stavební práce v březnu 1955. To dokazuje, že byla celá elektrárna postavena za přibližně dva a půl roku.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Press Package 1) 1
Jaderná elektrárna Shippingport na fotografii z dobových novin (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Takže 18. prosince 1957, poté, co byly dva týdny vypínány, zapínány a testovány jednotlivé prvky, došlo k synchronizaci s elektrickou rozvodnou sítí první jaderné elektrárny ve Spojených státech a následně k ní byla elektrárna také připojena. Na počátku byla elektrárna provozována pouze na nízkém výkonu. Netrvalo však dlouho a personál elektrárny dokončil potřebné testy a následně elektrárna dosáhla plného výkonu. Stalo se tak 23. prosince 1957, kdy poprvé dodávala do elektrické přenosové soustavy 60 MW elektrických. V tento den dorazila síla jádra poprvé do Spojených států.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Control Room 1024x776) 2
Velín jaderné elektrárny Shippingport (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Jak to bylo?

Jaderná elektrárna Shippingport byla hybridní elektrárnou, původně určenou jako prototyp pro letadlovou loď (velmi upravený projekt). Nakonec však výstavbu zajišťovaly firmy neinteresované v jaderných technologiích. Toto uspořádání vzniklo touhou AEC vytvořit vztahy se soukromými průmyslovými organizacemi ve vývoji komerčních jaderných elektráren. Výsledkem toho byl fakt, že vývoje jaderné části a části výroby páry byly odděleny a v některých projektech bylo oddělené dokonce i jejich financování. Tato zkušenost určila vzor pro demonstrační závody, kterým AEC pomáhala při výstavbě v následujícím desetiletích.

Dokonce i s touto dualitou byla elektrárna velmi dobře projektovaná a velká většina jejích komponent vykazovala vysokou míru spolehlivosti. Stejně jako jakýkoliv jiný projekt té doby, měl i Shippingport nějaké počáteční problémy, kvůli kterým musel být reaktor odstaven. Důvody odstavování se ale také týkaly testování a provozu na nízkém výkonu za účelem vzdělávání personálu. I přesto se ukázala spolehlivost elektrárny během prvních několika let provozu dostatečně vysoká.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Operations from WASH 1203 73) 3
Historie provozu jaderné elektrárny Shippingport (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Ilustrace výše se týká prvních let provozu elektrárny. Konkrétně se jedná o první ze tří stran provozní historie elektrárny (informace ze zprávy WASH-1200-73, publikované v roce 1973). Tato zajímavá ilustrace graficky znázorňuje dodání veškeré elektřiny od spuštění provozu elektrárny, společně s důvody odstavení reaktoru v jednotlivých letech. Jak je vidět, během provozu se vyskytlo několik mechanických poruch (zejména v počáteční fázi provozu). Tato skutečnost však byla očekávaná z důvodu vývoje nové reaktorové technologie. Konec tohoto svazku je v roce 1973 a průměrná provozuschopnost této elektrárny dosáhla v té době 99,5 %, ačkoliv provozuschopnost ostatních elektráren byla v té době pouze 82,5 %. To odráží skutečnost, že problémem byl spíš ostrov výroby páry, než samotná jaderná technologie.

Následující obrázek je převzatý ze zprávy pojmenované: „Jaderná elektrárna Shippingport, provozní zkušenosti, vývoj a budoucnost elektráren,“ ta ukazuje detailnější počátky provozu jaderné elektrárny Shippingport.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Operations from WAPD T 1429) 4
Historie počtu vyrobených MWh během provozu elektrárny Shippingport (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Provoz Shippingportu

Podle publikace WAPD „Jaderná elektrárna Shippingport, provozní zkušenosti, vývoj a budoucnost elektráren,“ publikované v prosinci 1961, se nevyskytly během prvních let provozu Shippingportu žádné velké poruchy. Personál elektrárny testoval funkčnost a schopnost systémů na odezvu přechodových procesů. I přesto však byla elektrárna testována na nejrůznější situace a v těchto situacích byla řízena manuálně. Sledovalo se, zda elektrárna překračuje některá navržená kritéria, či nikoliv.

Výňatek z bezpečnostní zprávy:

„Simulovaná porucha systému ukazuje, že jaderná elektrárna splnila všechna očekávaná bezpečnostní kritéria. Tato kritéria zahrnovala postupnou změnu výkonu o +15 MW elektrických a -12 MW elektrických, skokovou změnu výkonu +/-15 MW elektrických s růstem 3 MW/s a +/-20 MW elektrických při kroku 25 MW/minutu. Ruční řízení regulačních tyčí bylo využito pro udržení teploty a tlaku v systému během těchto zátěžových zkoušek.“

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Generator at W) 5
Elektro generátor elektrárny Shippingport, vyrobený společností Westinghouse pro první skutečnou velkou jadernou elektrárnu na světě, dodávající elektřinu civilnímu obyvatelstvu. Tento 100MW elektro generátor byl převezen z pittsburské elektrárny společnosti Westinghouse Electric Corporation. Fotografie zobrazuje, jak je spouštěn na podložku. Zařízení váží 403500 liber (přibližně 183 tun) a měří 29 stop (téměř 9 metrů) na délku. Když byl elektro generátor převezen do Shippingportu, nebyl umístěn v budově, jak se obvykle dělávalo, ale byl provozován venku, bez ochrany zdmi, či střechou. Jednalo se o první takové zařízení v této oblasti. Duquesne Light Company z Pittsburghu stavěla části zajišťující výrobu elektřiny z elektrárny Shippingport a zároveň provozovala tuto elektrárnu. Westinghouse, který projektoval elektro generátor na obrázku, vyvíjel také jaderné systémy elektrárny ve spolupráci s Atomic Energy Commission. (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

„Jako zařízení, navržené pro vykrývání špiček, dokázala elektrárna sledovat veškeré potřeby elektrické rozvodné sítě. Dokonce dokázala odstavit a zprovoznit reaktor rychleji, než jakékoliv jiné konvenční elektrárny v rozvodné síti společnosti Duquesne.“

Ve skutečnosti, když porovnáme Shippingport s moderní fosilní elektrárnou Elrama, ve které byl kotel na uhlí, dodávající 175 MW elektrických, dokázala elektrárna Shippingport najet z nulového výkonu na 20 WM elektrických během 1 minuty. Uhelná elektrárna potřebovala 110 minut, aby se dostala na výkon 35 MW elektrických.

Samozřejmě, že i Shippingport prodělal nějaké dlouhodobé demonstrační provozy na plném výkonu. Jednalo se o dva 1000 hodinové provozy v roce 1958. Nová jaderná elektrárna tak dokázala zajišťovat dvojí roli. Jednak pro základní zatížení, ale také pro vykrývání špiček.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Shippingport Turbine Generator) 6
Turbo generátor první komerční velké jaderné elektrárny se může chlubit mnoha prvenstvími. Jedno z nich je, že byl instalovaný mimo budovu. Původně byl jeho výkon pouze 60 MW elektrických, ale následně byl výkon zvýšen na 100 MW elektrických. (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

18. prosince je důležité historické datum pro jadernou energetiku, neboť je to první den, kdy byla dodávána elektřina z první velké jaderné elektrárny Shippingport. I když byla v provozu pouze krátce, dokázala připravenost systémů řízení a také ukázala, že se tvrdá dřina vyplatí. Nyní je na světě přes 440 jaderných elektráren, které získávaly z provozu elektrárny Shippingport cenné zkušenosti.

jaderná energie - Jádro v síti! Shippingport, 1957 - Fotografie (Pittsburgh Powered by Atomic Energy) 7
Symbol mírového využívání jádra a oznamující historickou událost, kdy byla zajištěna výroba elektřiny jadernou energií z elektrárny Shippingport. Jedná se o část Pittsburghu, do kterého společnost Duquesne Light Company dovedla elektřinu z jaderné elektrárny Shippinghport. Ta byla výsledkem společné práce společností Westinghouse Electric Corporation, Atomic Energy Commission a Duqesne Light. (Zdroj: ansnuclearcafe.org)

Zdroj: ansnuclearcafe.org

O autorovi

admin

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

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