Renesancia jadrovej energetiky v Európe

Kvalita života sa vždy skokovo zmenila po tom, čo ľudia objavili a začali využívať nový zdroj alebo nosič energie. Ovládnutie ohňa, vody, vetra, ropy, zemného plynu – všetko osve podnietilo rozvoj technológií a ľudského spoločenstva. Práve jadrová energetika nás pritom výrazne posunula vpred. Spolužitie s ňou síce prináša riziká, ktoré už niekoľkokrát priviedlo medzinárodné spoločenstvo (hlavne v Európe) k úvahám, či toto odvetvie nie je slepou uličkou, no ostatné dva, tri roky signalizujú, že mierové využitie jadrovej energie naberá nové kontúry. Projekty výstavby nových jadrových zdrojov rozbieha stále viac európskych vlád a energetických spoločností a v podstate na všetkých prevádzkovaných blokoch na svete sa vykonávajú opatrenia predlžujúce ich životnosť.

Elektrosystémy a systémy kontroly a riadenia v jadrových elektrárňach

Výstavba nových jadrových zdrojov, ako aj predlžovanie životnosti už prevádzkovaných blokov idú ruka v ruke s neustále sa zvyšujúcimi nárokmi na bezpečnosť. To vyvoláva potrebu zdokonaľovania a zvyšovania spoľahlivosti všetkých technológií elektrárne a obzvlášť to platí pre elektrické systémy a systémy kontroly a riadenia.

Elektrické časti jadrových elektrární v našich zemepisných šírkach sú zložené z napájacích, rozvodných a napájaných zariadení a materiálu. Nájdeme tu elektrické zariadenia všetkého druhu. Hlavnými sú turbogenerátory (na Slovensku dva turbogenerátory na blok), generátorové vypínače a odpojovače, blokové transformátory, 400 kV linky na vyvedenie výkonu do elektrizačnej sústavy, zapuzdrené vodiče, odbočkové transformátory 15,75/6,3 kV s príslušnými 6 kV rozvodňami, 110 kV linky na rezervné napájanie vlastnej spotreby elektrárne s rezervnými transformátormi 110/6,3 kV a príslušnými 6 kV rozvodňami, transformátory na zníženie napäťovej úrovne na 0,4 kV, rozvodne 0,4 kV, bezpečnostné systémy zaisteného napájania s havarijnými zdrojmi – dieselgenerátormi a systémy nepretržitého napájania – akumulátorové batérie, usmerňovače a striedače.

Systémy kontroly a riadenia pozostávajú z bezpečnostných, prevádzkových a informačných systémov. Poľná inštrumentácia je tvorená tisíckami meraní najrôznejších fyzikálnych veličín (tlaku, teploty, hladiny, prietoku…), zabezpečuje sa v rámci nej prenos signálov z meraní k riadiacimi systémom, od ktorých sa privádzajú riadiace signály k akčným členom. Bezpečnostné a prevádzkové riadiace systémy spracovávajú signály na základe riadiacich algoritmov. Počítačové informačné systémy dávajú obsluhe informácie potrebné na riadenie elektrárne.

Pri elektrických aj riadiacich systémoch sa dosahuje vysoká miera bezpečnosti niekoľkonásobnou redundanciou a možnosťou nezávislého riadenia z viacerých oddelených zdrojov. Mnohé zo systémov musia byť robustné, odolávať zemetraseniam, haváriám alebo radiácii.

PPA ENERGO pri výstavbe jadrovej elektrárne Mochovce 3 a 4

PPA ENERGO, s. r. o., najväčší člen skupiny PPA CONTROLL, sa dlhodobo podieľa na projektovaní a dodávkach elektrických systémov a systémov kontroly a riadenia pre jadrové elektrárne. Najväčším a najkomplexnejším dielom PPA ENERGO je účasť na výstavbe jadrovej elektrárne Mochovce. Pri výstavbe blokov 1 a 2 naša spoločnosť zabezpečovala spracovanie realizačného projektu a následnú realizáciu systému kontroly a riadenia elektrárne. Súčasťou našej dodávky bol projekt, dodávka, montáž a oživenie poľnej inštrumentácie, ako aj riadiaceho a bezpečnostného systému elektrárne.

Pri výstavbe tretieho a štvrtého bloku tejto elektrárne, ktorá sa začala v roku 2009, bol dodávateľský model úplne zmenený. PPA ENERGO je tu teda hlavným dodávateľom elektročasti blokov 3 a 4, ako aj poľnej inštrumentácie pre tieto bloky. V časti elektro sme detailne rozpracovali realizačnú projektovú dokumentáciu „vlastnej spotreby“ elektrárne Mochovce 3 a 4 a následne sme vyšpecifikovali, dodali, namontovali a odskúšali zariadenia vlastnej spotreby. V rozsahu našich dodávok boli hlavne zapuzdrené vodiče, step-down transformátory (54 ks na dva bloky) asi 300 polí 6 kV rozvádzačov, akumulátory, striedače, usmerňovače, riadiaci systém vyvedenia výkonu, elektrické ochrany, podieľali sme sa aj na inštalácii dieselgenerátorov atď. V spolupráci s dánskym partnerom sme navrhli a v laboratóriu seizmicky odskúšali úsekové a podružné NN rozvádzače. Vo vlastnej prevádzke v Bratislave sme vyrobili dvetisíc polí NN rozvádzačov (95 % NN rozvádzačov na oboch blokoch elektrárne).

Pre časť SKR (systémov kontroly a riadenia) sme vypracovali realizačný projekt poľnej inštrumentácie. Naprojektovali sme všetky prevádzkové merania, vedenia impulzných rúrok, privedenie signálov z meraní k ranžírovacím rozvádzačom riadiaceho systému elektrárne. Vyšpecifikovali a dodali sme prevodníky na meranie fyzikálnych veličín (tlaku, teploty, hladiny, prietoku…) v rozsahu cca šesťtisíc meraní, ako aj rôzne analyzátory a chemické merania. Prechod impulzných rúrok z hermetickej zóny sme vykonávali cez hermetické rúrkové priechodky. Naprojektovanú časť elektrárne sme aj kompletne zmontovali a odskúšali.

Zabezpečovali sme aj projekt kabeláže na elektrárne a jej koordináciu. Táto úloha vyžadovala spoluprácu so všetkými technologickými dodávateľmi elektrárne, od ktorých sme potrebovali informácie nevyhnutné pre návrh, dimenzovanie a trasovanie silovej a signálnej kabeláže. S použitím moderných softvérových nástrojov sme navrhli kompletnú silovú a signálnu kabeláž elektrárne vrátane pripojení všetkých zariadení. Veľkú časť tejto kabeláže a pripojení sme aj zrealizovali. Pre káble sme vybudovali sústavu nosných konštrukcií a káblových trás, ktoré sa vinú celou elektrárňou. Pre prechod káblov z hermetickej zóny sme dodali a namontovali špeciálne hermetické káblové priechodky.

Rozsahovo veľkou časťou našich prác bola aj stavebná elektroinštalácia, osvetlenie, zásuvkové rozvody, uzemnenie či ochrana pred bleskom. Pre informačné systémy sme zabezpečili návrh a rozvody optickej kabeláže.

Po ukončení montážnych prác sme vykonali všetky etapy skúšok nami zmontovaných zariadení. Tie zahŕňali individuálne skúšky zariadení, skúšky čiastkových prevádzkových súborov, predkomplexné a komplexné skúšky. Kolegovia sa podieľali aj na všetkých technologických skúškach bloku 3.

Bezpečnosť jadrovej elektrárne je prvoradá

Preto sa ku každému kroku pri spúšťaní elektrárne pristupuje v presne plánovanej postupnosti krokov. Ku každému ďalšiemu kroku sa pristupuje až po ukončení predpísaných etáp skúšok súvisiacich s predchádzajúcim krokom. Významným míľnikom pri výstavbe tretieho bloku Mochoviec bol 9. september 2022, keď sa do reaktora zaviezla prvá palivová kazeta. Týmto krokom sa začala etapa fyzikálneho a energetického spúšťania, počas ktorého sme v režime 24 hodín denne a 7 dní v týždni podporovali tím Slovenských elektrární. Významnú úlohu sme zohrali pri energetickom spúšťaní a celý tento proces vyvrcholil ukončením 144-hodinového preukazného chodu elektrárne dňa 14. októbra 2023. Až po tomto termíne sme mohli povedať, že sme urobili niečo, čím sa minimálne v období ostatných 20 rokov nemôže pochváliť žiadna spoločnosť v Európe. Vlastnými silami sme naprojektovali, dodali, zmontovali a oživili kompletnú elektročasť a časť inštrumentácie nového funkčného nukleárneho bloku.

Miesto PPA ENERGO v jadrovej energetike budúcnosti

Aj keď je výstavba tretieho bloku elektrárne Mochovce najkomplexnejším a najrozsiahlejším dielom PPA ENERGO v jadrovej energetike, zďaleka nie je jediným. Ďalej pracujeme na dostavbe štvrtého bloku EMO, historicky sa podieľame na všetkých významných modernizačných projektoch na elektrárňach v Jaslovských Bohuniciach a v Mochovciach. Väčšina týchto projektov sa vykonáva počas plánovaných odstávok týchto elektrární. Rok 2024 je prvým rokom v histórii Slovenska, keď sa budú vykonávať odstávky na piatich prevádzkovaných jadrových blokoch. Pre Slovenské elektrárne aj pre nás je preto tento rok veľkou výzvou. Modernizačné projekty, ktoré sa počas odstávok vykonávajú, musia totiž byť dobre naplánované, v dostatočnom predstihu musí byť zabezpečená dokumentácia, zvládnutá logistika dodávok a pripravený kvalifikovaný technický personál na všetky odstávkové úlohy. Do budúcnosti sa navyše pripravujeme na to, že bude v prevádzke aj štvrtý blok Mochoviec, čo bude znamenať ročné odstávky až šiestich blokov. V každom z nich sa budú vykonávať aj významné zásahy do časti elektro a SKR.

Skúsenosti a know-how, ktorými firma PPA ENERGO disponuje, nám umožňujú podieľať sa na projektoch elektrární aj v zahraničí. V posledných rokoch presviedčame o našich kvalitách na elektrárňach v Česku, Maďarsku, Francúzsku, Spojenom kráľovstve, Fínsku, Švédsku, Belgicku a Švajčiarsku. Sledujeme najnovšie trendy, zavádzame nové systémy práce a neustále vzdelávame našich ľudí. Veľmi dôležité je pre nás aj budovanie kvalitných dodávateľských reťazcov. Toto naše smerovanie nás robí konkurencieschopnými a vytvára predpoklady, aby sme sa vedeli uplatniť pri prevádzkovaní a modernizácii existujúcich blokov aj pri ich výstavbe kdekoľvek v Európe. Systémy práce, kultúra a ľudia nám umožňujú sledovať a pripravovať sa aj na nové výzvy, napríklad na inštaláciu malých modulárnych reaktorov.

Elektročasť jadrovej elektrárne aj jej riadiaca časť sú veľmi komplexným dielom, pri ktorom sa špecialisti stretávajú s obrovským rozsahom zariadení s bezchybnou spoluprácou. To je jeden z aspektov, ktorý robí tieto časti zaujímavými a ktorý dáva neustále priestor na zlepšovanie a zdokonaľovanie. Aj preto nám záleží na oslovovaní mladých technikov, ktorí majú vôľu týmto systémom porozumieť a vylepšovať ich. Bez takýchto mladých ľudí totiž hovoriť o budúcnosti nemá zmysel.