Čo stojí za úspešným spustením 4. bloku v Mochovciach

O úspešnom spustení jadrového bloku sa zvyčajne hovorí v číslach, v intenciách termínov alebo v megawattoch. My za nimi vidíme aj niečo iné – ľudí, ktorí celé mesiace preverujú každý kábel, každé meranie a každú automatickú reakciu systému. Bez tejto práce by sa reaktor nikdy bezpečne neprebudil k životu.

V článku sa dozviete aj:

• čo bolo náplňou našej práce pri výstavbe Atómovej elektrárne Mochovce
• čo je nervovým systémom atómovej elektrárne
• aké sú požiadavky na rozvádzače pre jadrové elektrárne
• aké fázy má samotné spúšťanie reaktora
• ako je zabezpečená bezpečnosť prevádzky atómovej elektrárne

Za spustením bloku jadrovej elektrárne sú mesiace príprav, tisíce kontrol, milióny vyhodnotených údajov a práca stoviek odborníkov, ktorí musia mať istotu, že každý systém funguje presne tak, ako má.

Práve preto je pre nás účasť na spúšťaní 4. bloku Atómovej elektrárne Mochovce jedným z najvýznamnejších projektov posledných rokov. Po skúsenostiach z úspešného uvádzania 3. bloku do prevádzky dnes opäť robíme to, čo vieme veľmi dobre – overujeme, testujeme a zabezpečujeme, aby sa tisíce zariadení správali ako jeden spoľahlivý celok.

Čo všetko sme pred zahájením spúšťania zrealizovali

Na projekte tretieho a štvrtého bloku Mochoviec pracujeme prakticky od začiatku. Neprišli sme teda až vo chvíli, keď bolo potrebné technológie otestovať a uviesť do prevádzky. Naše tímy sa podieľali na jednotlivých etapách projektu od prvých elektrických rozvodov cez projektovanie, výrobu a montáž zariadení až po komplexné skúšky a samotné spúšťanie blokov.

Prvé boli projekty

Prvé práce sme vykonávali už pri budovaní elektrických rozvodov, ktoré zabezpečovali elektrickou energiou samotnú stavbu. Nasledovalo spracovanie realizačnej projektovej dokumentácie. Naši projektanti počas výstavby zabezpečovali a priebežne aktualizovali projekt elektro časti elektrárne. Jeho súčasťou nebol len návrh vyvedenia výkonu z elektrárne, ale aj systém vlastnej spotreby, ktorý napája zariadenia potrebné na bezpečnú a spoľahlivú prevádzku bloku.

Rozsah projektových prác bol mimoriadny. Navrhovali sme zapojenie tisícok napájaných zariadení, káblové trasy, vedenie impulzných línií aj špecifické zariadenia umožňujúce bezpečný prechod medzi hermetickou a nehermetickou zónou elektrárne. Každý prvok musel byť presne definovaný, zdokumentovaný a navrhnutý s ohľadom na požiadavky jadrovej bezpečnosti.

SKR je nervovým systémom elektrárne

Rozsiahlu časť našej práce predstavoval systém kontroly a riadenia, známy pod skratkou SKR. Jeho projekt zahŕňal celý reťazec od merania technologických veličín cez prenos signálov do prevádzkových a bezpečnostných riadiacich systémov až po povely smerujúce späť k jednotlivým akčným členom.

V bežnej elektrárni pomáha systém kontroly a riadenia najmä efektívne vyrábať elektrinu. V jadrovej elektrárni má zároveň zásadnú bezpečnostnú funkciu. Musí poskytovať presné informácie o stave technológie, zabezpečovať správnu reakciu systémov a podieľať sa na ochrane celistvosti jadrového paliva aj na predchádzaní úniku rádioaktívnych látok.

Tisíce zariadení museli preukázať svoju spoľahlivosť

V elektro časti venovali naši odborníci desaťtisíce inžinierskych hodín kvalifikácii stoviek polí vysokonapäťových a nízkonapäťových rozvádzačov, transformátorov, zapuzdrených vodičov, batérií, striedačov, usmerňovačov, záložných zdrojov aj systémov napájania vrátane dieselgenerátorov.

Rovnako rozsiahla bola práca v oblasti systémov kontroly a riadenia. Naši inžinieri špecifikovali parametre a zabezpečovali kvalifikáciu tisícok snímačov a prevodníkov určených na meranie tlakov, teplôt, hladín a ďalších technologických veličín. Súčasťou boli tiež analyzátory a zariadenia na chemické merania.

Pri každom z nich bolo potrebné preukázať, že dokáže spoľahlivo pracovať v presne stanovených podmienkach a poskytovať údaje, na ktoré sa môže riadiaci systém elektrárne spoľahnúť.

Rozvádzače sme pre Mochovce aj vyrábali

Po projektovaní nasledovala výroba zariadení. Pre tretí aj štvrtý blok sme vyrobili všetky NN rozvádzače. Nešlo pritom o bežné rozvádzače. V spolupráci s partnerom sme navrhli ich špeciálnu konštrukciu a spolu s výskumným ústavom zabezpečili certifikáciu tak, aby vyhovovali seizmickým požiadavkám platným pre lokalitu Mochoviec a rovnako spĺňali všetky ostatné požiadavky pre jadrové elektrárne podľa platných noriem.

Okrem vlastných rozvádzačov sme zabezpečovali aj dodávku väčšiny zariadení elektro častí a systémov kontroly a riadenia.

Takýto rozsah dodávok si vyžadoval nielen technické znalosti, ale aj dôslednú logistiku, stabilnú sieť dodávateľov a schopnosť koordinovať veľké množstvo zariadení a komponentov pochádzajúcich od rôznych výrobcov.

Koordinovaná montáž

Naše tímy následne realizovali montáž navrhnutých systémov. Káblové a impulzné rozvody sa často montovali v mimoriadne stiesnených priestoroch, v ktorých sa stretávali technológie viacerých dodávateľov.

Práce preto vyžadovali každodennú koordináciu, riešenie priestorových kolízií a úpravy postupov tak, aby sa jednotlivé zariadenia dali správne osadiť, pripojiť a neskôr aj servisovať.

Dôležitá bola práve tímová práca. Na projekte spolupracovali projektanti, elektroinžinieri, špecialisti systémov kontroly a riadenia, pracovníci výroby rozvádzačov, montážne tímy, skúšobní technici, pracovníci logistiky aj odborníci na uvádzanie zariadení do prevádzky. Každá profesia zodpovedala za svoju časť, no výsledok závisel od toho, či všetky tímy dokázali pracovať ako jeden celok.

Kontroly počas celej výstavby

Kontroly sa nezačali až po dokončení montáže. Čiastkové skúšky prebiehali priebežne a potvrdzovali kvalitu vykonaných prác aj pripravenosť jednotlivých zariadení. Po nich nasledovalo individuálne odskúšanie, funkčné skúšky systémov a postupné overovanie ich vzájomnej spolupráce.

Naši odborníci boli súčasťou tímu, ktorý zabezpečoval fyzikálne aj následné energetické spúšťanie tretieho bloku. Podieľali sme sa tiež na procesoch súvisiacich s prifázovaním oboch turbogenerátorov a so začiatkom výroby elektrickej energie.

Ako prebieha samotné spúšťanie reaktora

Skúsenosti získané pri treťom bloku dnes priamo využívame pri spúšťaní štvrtého. Poznáme elektrické a riadiace systémy blokov nielen z projektovej dokumentácie. Naši ľudia ich navrhovali, zabezpečovali ich výrobu a dodávku, montovali ich, skúšali a napokon pomáhali uvádzať do prevádzky.

Táto kontinuita je pri jadrových projektoch mimoriadne dôležitá. Každá etapa nadväzuje na predchádzajúcu a znalosti získané počas projektovania či montáže pomáhajú pri vyhodnocovaní správania technológie počas spúšťania.

Každý detail rozhoduje

Po komplexných skúškach všetkých zariadení, studenej a horúcej hydroskúške a zavezení všetkých 349 palivových kaziet sa elektrina ešte nevyrába, ale začína jedna z najnáročnejších etáp celého projektu.

Kontroluje sa správne uloženie paliva, uzatvára sa tlaková hranica reaktora a nasledujú predkritické skúšky. Overuje sa tesnosť primárneho okruhu, koncentrácia kyseliny boritej, funkčnosť merania neutrónového toku, bezpečnostných systémov aj chladenia aktívnej zóny. Až keď všetky skúšky potvrdia pripravenosť zariadenia, môže prísť prvá kontrolovaná štiepna reakcia.

Prvá kritickosť však vôbec neznamená výrobu elektriny. Ide o okamih, keď sa prvýkrát podarí dosiahnuť samoudržiavateľnú štiepnu reakciu pri zanedbateľnom tepelnom výkone. Až potom nasleduje séria ďalších fyzikálnych a energetických skúšok, počas ktorých sa krok za krokom potvrdzuje, že všetky projektované parametre zodpovedajú reálnemu správaniu reaktora. Práve preto sa každá etapa vykonáva až po vyhodnotení predchádzajúcej a so súhlasom dozorných orgánov.

Pre nás je to obdobie intenzívnej práce. V tejto fáze už totiž nestačí, aby jednotlivé zariadenia fungovali samostatne. Musia spolupracovať bez jedinej chyby.

Naše systémy „vidia“ aj to, čo ľudské oko nedokáže

Do vnútra reaktora sa nikto nepozerá kamerou. Celý jeho stav sa vyhodnocuje prostredníctvom tisícov údajov zo snímačov rozmiestnených v celej technológii.

„Úlohou našich odborníkov je preveriť celý merací a riadiaci reťazec – od samotného snímača až po zobrazenie hodnoty v riadiacom systéme, alarm alebo automatický ochranný zásah. Overujeme správnosť meraní, funkčnosť regulačných slučiek aj správanie systémov pri rôznych prevádzkových stavoch,“ povedala projektová manažérka PPA ENERGO Ľudmila Cagáňová. „Kontroluje sa napríklad nulový bod a rozsah meradiel, presnosť signálov, elektrická kontinuita a izolačný stav káblov, nastavenie alarmov, správna odozva regulačných slučiek či správanie systému pri strate signálu alebo napájania. Rozhodujúce dolaďovanie však prebieha až v reálnych prevádzkových podmienkach.“

Práve v tomto spočíva hodnota našej práce. Nepozeráme sa na jednotlivé komponenty. Overujeme fungovanie celého systému. Ak sa objaví čo i len drobná odchýlka, celý proces sa zastaví, výsledky sa analyzujú a prijmú sa potrebné opatrenia. Až po ich overení je možné pokračovať v ďalších etapách spúšťania.

Pri jadrových projektoch rozhodujú skúsenosti

Na prvý pohľad sa môže zdať, že každý nový jadrový blok je rovnaký. V skutočnosti však každé uvádzanie do prevádzky prináša nové situácie, ktoré nemožno úplne naplánovať ani nasimulovať.

Práve preto majú najväčšiu hodnotu ľudia, ktorí si podobným procesom už prešli. Skúsenosti zo spúšťania tretieho bloku Mochoviec dnes využívame aj pri štvrtom. Neznamená to, že jednotlivé skúšky skracujeme. Znamená to, že vieme rýchlejšie identifikovať súvislosti, efektívnejšie koordinovať práce a lepšie predvídať situácie, ktoré môžu počas uvádzania technológie do prevádzky nastať.

Spúšťanie štvrtého bloku neprináša iba nový zdroj elektriny pre Slovensko. Je zároveň ďalším projektom, na ktorom slovenskí odborníci získavajú skúsenosti, po ktorých je dnes v Európe obrovský dopyt. Mnohé krajiny pripravujú výstavbu nových jadrových blokov, no odborníkov, ktorí by sa podieľali na ich uvádzaní do prevádzky, je stále málo. Aj preto majú praktické skúsenosti PPA CONTROLL z Mochoviec hodnotu, ktorá ďaleko presahuje hranice Slovenska. Patríme medzi hŕstku slovenských spoločností, ktoré získali certifikáciu ISO 19443 určenú pre dodávateľov jadrového priemyslu. Tá potvrdzuje, že naše procesy spĺňajú najvyššie požiadavky na kvalitu, sledovateľnosť a kultúru jadrovej bezpečnosti.

Reaktor sa prebúdza postupne

Po úspešnom fyzikálnom spúšťaní nasleduje energetické spúšťanie.

Výkon sa nezvyšuje naraz. Rastie postupne cez presne definované výkonové hladiny. Pri každej z nich sa overuje ďalšia časť technológie.

Približne pri 20 % výkonu sa prvýkrát roztočí turbína a generátor sa pripojí k elektrizačnej sústave. S ďalším rastom výkonu sa preveruje spolupráca parných systémov, čerpadiel, elektrických zariadení aj automatizovaných riadiacich systémov.

Zvyšovanie výkonu prebieha po presne definovaných výkonových hladinách. Na každej z nich sa vykonáva samostatný súbor skúšok. Pri približne päťpercentnom výkone sa ešte overujú fyzikálne charakteristiky aktívnej zóny. Okolo 20 % výkonu sa prvýkrát pripája turbogenerátor do elektrizačnej sústavy. Na ďalších úrovniach sa preveruje spolupráca parných systémov, turbíny, generátora, elektrických zariadení aj automatizovaných riadiacich systémov. Do ďalšej etapy možno pokračovať až po úspešnom vyhodnotení všetkých skúšok.

Každá výkonová úroveň je samostatnou skúškou. Ak by sa objavila čo i len malá odchýlka, je potrebné ju odstrániť skôr, ako sa technológia dostane do ešte náročnejších prevádzkových podmienok.

Skutočný cieľ nie je 100 % výkon

Mnohí si myslia, že najdôležitejším okamihom je dosiahnutie plného výkonu reaktora. V skutočnosti je to až začiatok poslednej veľkej skúšky.

Nasleduje 144-hodinová nepretržitá prevádzka, počas ktorej musí elektráreň šesť dní spoľahlivo fungovať pri plnom zaťažení.

Počas tejto etapy sa nepretržite sledujú tisíce prevádzkových údajov – teploty, tlaky, prietoky, vibrácie, radiačné parametre aj spolupráca elektrárne s prenosovou sústavou. Vyhodnocuje sa každý alarm aj každá odchýlka.

Aj pre nás patrí táto etapa medzi najnáročnejšie. Všetky dodané riadiace a elektrické systémy musia fungovať ako integrovaný celok.

Skúsenosti, ktoré sa nedajú naučiť za pár rokov

Spúšťanie jadrového reaktora patrí medzi najnáročnejšie technologické procesy v energetike. Nestačí pri ňom poznať jednotlivé zariadenia. Odborníci musia rozumieť ich vzájomným väzbám, správne vyhodnocovať aj malé odchýlky a vedieť, ako sa technológia správa v reálnych prevádzkových podmienkach.

Takéto know-how sa nedá získať iba štúdiom projektovej dokumentácie ani jedným školením. Vzniká počas rokov práce na konkrétnych zariadeniach, pri riešení technických problémov, skúškach a postupnom uvádzaní celého bloku do prevádzky.

Sme hrdí, že naši odborníci môžu tieto skúsenosti uplatniť aj pri spúšťaní štvrtého bloku Mochoviec. Ich práca je súčasťou spoločného úsilia, vďaka ktorému bude nový jadrový blok bezpečne a spoľahlivo vyrábať elektrinu pre Slovensko počas ďalších desaťročí.