Mochovskú štvorku rozbehneme na jeseň. Staršie bloky čaká mimoriadna investícia, vraví projektový riaditeľ Mochoviec (rozhovor)

Po takmer 40 rokoch od začiatku výstavby vstupuje rozbeh štvrtého bloku atómových elektrární Mochovce do finálnej fázy. Jadrové palivo už je v reaktore, nasledovať bude množstvo testov, fyzikálne spúšťanie a postupný energetický rozbeh.

„Pri treťom bloku to bola veľká výzva. V Európe sa spúšťal takýto blok po viac ako dvadsiatich rokoch. Keď sme kedysi spúšťali jednotku a dvojku, ešte sme mali ľudí, ktorí predtým spúšťali Bohunice a Dukovany. Generácia ľudí, ktorá za desať rokov rozbehla viacero blokov v Bohuniciach a Dukovanoch, už pri treťom bloku vo veľkej časti nebola k dispozícii,“ hovorí Martin Mráz, projektový riaditeľ Mochoviec a člen predstavenstva spoločnosti Slovenské elektrárne.

V prípade štvrtého bloku očakáva hladší priebeh a plynulejší nábeh na plný výkon. Ten však bude v prvých rokoch stále citeľne nižší ako v prípade starších blokov. V pláne elektrární sú pritom ďalšie stámiliónové investície.

„Ak dáte peniaze do preventívnej údržby a korektívna údržba je nízka, je to dobré. Zároveň však ani zbytočné rozoberanie zariadení nie je dobré, lebo každý zásah znamená, že do zariadenia vstupuje človek, musí sa rozobrať a zložiť a môže vzniknúť chyba,“ vysvetľuje Martin Mráz.

Budeme plynulejší, poučili sme sa z trojky

V predposledný júnový deň sa začalo zavážanie paliva do štvrtého bloku Mochoviec. Čo sa v elektrárni deje teraz?

Zavážanie paliva je za nami, poslednú palivovú kazetu sme zaviezli minulý piatok, 3. júla. V aktívnej zóne je teraz všetkých 349 kaziet. Ďalším krokom je kontrola, máme dohodnutých inšpektorov z Úradu jadrového dozoru a z MAAE.

Kazety majú rôzne obohatenie. Aktívna zóna sa skladá tak, aby bolo rozloženie neutrónového výkonu vyrovnané po výške aj po polomere. Každá kazeta má výrobné číslo a svoje presné miesto. Pri zavážaní sa preto kontroluje kazeta po kazete: číslo, pozícia, výrobné číslo. Kontroluje sa, či sú tam tie kazety, ktoré tam majú byť, a až potom možno pokračovať.

Po zavážaní paliva je ďalším krokom montáž reaktora, ktorý sme poskladali a utesnili. V zmysle postupu musíme overiť tesnosť celého primárneho okruhu, následne parogenerátorov a hermetických priestorov.

Hermetické priestory sú štandardne v prevádzke udržiavané v podtlaku voči atmosfére. Dôvod je jednoduchý: aj keď máte overené, že je niečo tesné, mikročastice a mikronetesnosti môžu existovať. Keď je priestor v podtlaku, prípadný prienik smeruje dovnútra elektrárne, nie von. Teda nejde von z elektrárne. Toto všetko overujeme ešte pred nábehom reaktora.

Ako bude prebiehať nábeh reaktora?

Keď je palivo vložené, reaktor poskladaný, primárny okruh utesnený a máme overené, že všetko je tesné, môžeme pristúpiť k nábehu. Reaktor a primárny okruh nahrejeme približne na dvesto stupňov a potom začneme uvádzanie do kritického stavu. Slovo „kritický“ pri reaktore znamená rovnováhu medzi vznikom a zánikom neutrónov.

Používame kyselinu boritú, ktorá je veľmi dobrý absorbátor tepelných neutrónov. Postupne znižujeme jej koncentráciu a tým uvoľňujeme reťazovú reakciu v atómoch uránu. Zastavíme sa vtedy, keď je vznik a zánik neutrónov vyrovnaný. Pri určitej koncentrácii bóru sa reaktor dostane do kritického stavu.

Po zavážení paliva má veľký význam aj dosiahnutie minimálneho kontrolovaného výkonu. Je to veľmi nízky tepelný výkon, rádovo zlomok percenta nominálneho výkonu. Celé fyzikálne spúšťanie sa pohybuje na týchto nízkych výkonoch. Robíme rôzne testy aktívnej zóny a potrebujeme overiť fyzikálne charakteristiky: rôzne koeficienty, rozloženie výkonu po výške, po polomere, po prútikoch a podobne. Overujeme, či sa palivo a reaktor správajú v zmysle výpočtov a očakávaní.

Pri treťom bloku prebehol od zavážania paliva v septembri 2022 po plnohodnotnú prevádzku v októbri 2023 viac ako rok. Bude to ešte podobne dlho trvať aj teraz? Aký časový odhad ďalších krokov máte pri štvrtom bloku?

Pri treťom bloku to bola veľká výzva. V Európe sa spúšťal takýto blok po viac ako dvadsiatich rokoch. Keď sme kedysi spúšťali jednotku a dvojku, ešte sme mali ľudí, ktorí predtým spúšťali Bohunice a Dukovany. Generácia ľudí, ktorá za desať rokov rozbehla viacero blokov v Bohuniciach a Dukovanoch, už pri treťom bloku vo veľkej časti nebola k dispozícii. Mnohí odišli na dôchodok, niektorí už nemali záujem, niektorí, bohužiaľ, zomreli.

Pri treťom bloku to preto bola veľká výzva. Teraz pri štvrtom bloku využívame skúsenosti z trojky. Pri blokoch VVER-440 sa dá orientačne povedať, že ak sa nábeh podarí do pol roka, je to dobrý výsledok. Keď to dáte skôr, darilo sa vám, keď neskôr, darilo sa menej.

V harmonograme teraz počítame približne s piatimi mesiacmi. Pri treťom bloku sme mali v ňom na celé spúšťanie okolo 18 týždňov, teraz máme okolo 21 týždňov a niekoľko dní. Aplikovali sme skúsenosti z trojky nielen technického charakteru, ale aj z riadenia spúšťania. Koniec preukazného chodu máme naplánovaný podľa priebežného harmonogramu na koniec tohto roka.

Čo ešte potrebujete od Úradu jadrového dozoru?

Úrad jadrového dozoru vydal povolenie na zavážanie paliva a realizáciu fyzikálneho spúšťania. Toto rozhodnutie nadobudlo právoplatnosť, a preto sme začali.

Keď skončíme fyzikálne spúšťanie, musíme vydať predbežnú správu o výsledkoch fyzikálneho spúšťania a čakať na povolenie na energetické spúšťanie. Až potom môžeme prejsť na vyšší výkon. Následne, keď skončíme energetické spúšťanie, prechádzame do fázy predprevádzkových testov. Blok ešte nie je v trvalom užívaní, ale ide o fázu predprevádzkových testov, následne skúšobnú prevádzku a až potom trvalé užívanie.

Pri štvrtom bloku sme mali 17. decembra miestne zisťovanie aj v súvislosti so stavebným zákonom. Pre nás ako staviteľa jadrovej elektrárne je stavebným orgánom Úrad jadrového dozoru, nie štandardný stavebný úrad v obci. Po tomto procese sme dostali povolenie na predčasné užívanie stavieb potrebných na výrobu elektriny. 

Štvrtý blok nabehne s výkonom 471 MW, ale elektrárne hovoria o perspektíve „až do 535 MW.“ Čo to znamená? Ako sa k tomu dá dostať?

Najprv nabiehame v pôvodnom dizajne, teda na výkon 471 MW. Pri starších blokoch, napríklad EMO 1 a 2 a Bohuniciach, sa výkon v minulosti zvyšoval. Časť je zvýšenie tepelného výkonu reaktora: keď máte viac tepla, máte viac pary a väčší elektrický výkon. Druhá časť je účinnosť cyklu, teda to, ako dobre je postavený sekundárny okruh a turbína.

Pri perspektíve ďalšieho zvýšenia výkonu sú v pôvodnom dizajne určité projektové rezervy. Nie je to však iba technická otázka. Keď zvýšite výkon reaktora, zvýši sa aj neutrónový tok a zaťaženie niektorých komponentov, napríklad tlakovej nádoby reaktora. To sa musí posudzovať, vyhodnocovať a samozrejme to musí povoliť úrad jadrového dozoru.

Pri treťom a štvrtom bloku sa o tom budeme môcť začať baviť najskôr po niekoľkých rokoch prevádzky po spustení. Pripravujeme sa na to, ale musí sa to posúdiť a schváliť.

Starším blokom chceme predĺžiť životnosť

Pristavme sa pri starších už existujúcich blokoch, ktoré ste teraz spomenuli. Ktoré technologické celky budú pri existujúcich blokoch potrebovať modernizáciu?

Pri prevádzke jadrovej elektrárne je kľúčom bezpečnosť a spoľahlivosť. Elektrickú energiu vyrábame zo štiepnej reakcie a nepoužívame pritom teplo zo spaľovania fosílnych palív. Ale musíme zaistiť bezpečnosť, pretože udalosti ako Černobyľ, Fukušima a podobné znižujú dôveru v jadrový priemysel a v konečnom dôsledku ho môžu ekonomicky aj spoločensky ohroziť.

Zameriavame sa preto na spoľahlivosť. V jadrovom priemysle sa skúsenosti zdieľajú naprieč svetom. Elektrárne sú zapojené v medzinárodných organizáciách a zdieľajú si prevádzkové informácie. My sme sa pozerali na to, kto je v tejto oblasti dobrý, a implementovali sme procesy na zvyšovanie spoľahlivosti.

Elektráreň si rozdeľujeme na systémy: reaktor, turbína, kondenzácia, generátor a ďalšie. Pri každom systéme sledujete, ako funguje preventívna a korektívna údržba. Ak dáte peniaze do preventívnej údržby a korektívna údržba je nízka, je to dobré. Zároveň však ani zbytočné rozoberanie zariadení nie je dobré, lebo každý zásah znamená, že do zariadenia vstupuje človek, musí sa rozobrať a zložiť a môže vzniknúť chyba.

Pri niektorých čerpadlách sme preto prešli na inú stratégiu. Predtým sa každý rok robila veľká generálka, každý rok sa rozoberali. Teraz sa každý rok mení olej, raz za tri roky sa robí menšia kontrola a raz za deväť rokov veľká generálka. Spoľahlivosť takto udržujeme ešte na lepšej úrovni.

Pri Mochovciach 1 a 2 nás čaká veľká investícia rádovo v stovkách miliónov eur do bezpečnostných systémov, najmä systémov kontroly a riadenia. Tieto systémy majú zabezpečiť, že pri udalostiach iniciovaných určitými parametrami zareagujú tak, ako majú. Boli projektované skôr a dnes sú požiadavky aj softvérové prostredie inde.

Veľkou témou je aj dodávateľský reťazec a certifikácia komponentov. Niektoré náhradné diely pre jadrovú bezpečnosť musia mať špecifické certifikáty. Stáva sa, že výrobca povie: vyrábame to len pre vás, neoplatí sa nám držať vyšší certifikačný režim. Potom je problém kúpiť komponenty v Európe. Nie je to iba o peniazoch, ale aj o tom, či ešte existuje priemysel, ktorý vie takéto veci vyrábať. 

Hovorí sa aj o predlžovaní životnosti existujúcich blokov na 60 až 80 rokov. Je reálne dostať sa na takýto horizont pri Mochovciach 1 a 2 a pri Bohuniciach?

Na Slovensku máme povolenie na prevádzku Bohuníc aj Mochoviec bez pevného dátumu ukončenia. Zároveň je tu mechanizmus periodického hodnotenia bezpečnosti. Každých desať rokov sa podľa kritérií presne stanovených vo vyhláške úradu jadrového dozoru hodnotí bezpečnosť elektrárne. Ak je všetko v poriadku, elektráreň môže pokračovať.

Aktuálne máme odsúhlasených 60 rokov a začíname projekt, ktorý posudzuje, čo by znamenalo predĺženie na 80 rokov. Pozeráme sa na to, čo by bolo potrebné z hľadiska hardvéru, licencie a ďalších podmienok.

Pri kľúčových komponentoch, ako je reaktorová tlaková nádoba, parogenerátory alebo bezpečnostné systémy, treba pracovať s dátami. Každý reaktor má napríklad svedečné vzorky materiálu tlakovej nádoby. Sú v reaktore v podobných teplotných, tlakových a radiačných podmienkach ako samotná nádoba. Podľa programu sa vyberajú a skúšajú sa deštruktívnymi skúškami. Tak vieme vyhodnotiť, ako materiál starne a či sa nemenia jeho vlastnosti.

Pri železe, potrubných systémoch alebo niektorých konštrukciách viete degradáciu pomerne dobre predikovať. Pri iných veciach ide napríklad o plastové časti v rozvádzačoch, ktoré časom tvrdnú a krehnú. Aj také veci treba plánovať. Modernizácia teda nie je jedna veľká výmena všetkého, ale dlhodobé plánovanie výmen armatúr, servopohonov, rúrok kondenzátorov, systémov kontroly a riadenia a ďalších prvkov. 

Spomenuli ste približne 300 efektívnych dní prevádzky. V Česku sa predlžovali palivové cykly, aby bolo menej odstávok. Je takýto krok mysliteľný aj na Slovensku?

Technicky je to možné a legislatívne sa to dá nastaviť. Rozhodujúca je ekonomika. Maďari pri blokoch VVER-440 prešli na pätnásťmesačnú kampaň. My sme sa tomu venovali a mali sme tím, ktorý to posudzoval aj z pohľadu ekonomiky. Zatiaľ nám vyšlo, že sa nám to neoplatí.

Je pravda, že každá odstávka znamená veľký počet ľudí, veľa projektov a aj veľa príležitostí na chybu. Keď je odstávok menej, tieto riziká sú menšie. Na druhej strane, ak chcete dlhšiu kampaň, musíte dať do reaktora viac energie. To znamená inú vsádzku a väčší počet palivových kaziet.

Pri štandardnej výmene meníte určitú časť jadra. Ak by ste išli do dlhšej kampane, museli by ste vymeniť viac kaziet. Jedna kazeta stojí rádovo stovky tisíc eur. Dáte ich tam viac a vyrobíte viac elektriny, ale keď to vložíte do ekonomického výpočtu, zatiaľ nám to nevychádzalo pozitívne. 

So sekundárkou pomáhajú elektrokotly

Slovenské elektrárne sú najväčším spomedzi poskytovateľov podporných služieb. Ako je to pri jadrových blokoch v Mochovciach a Bohuniciach? Aké podporné služby poskytujú atómky?

Jadrový blok vie poskytovať tri typy podporných služieb. Prvá je primárna regulácia siete, teda regulácia frekvencie. Blok automaticky reaguje podľa toho, ako sa hýbe sieť. Keď je frekvencia nad alebo pod požadovanou hodnotou, blok pridáva alebo uberá výkon. Bloky sú na to certifikované.

Druhá je sekundárna regulácia činného výkonu, ktorú riadi dispečer. Jadrový blok má technické obmedzenia rýchlosti zmeny výkonu, nemôže meniť výkon ľubovoľne rýchlo. Preto sme v minulosti v Bohuniciach a Mochovciach inštalovali elektrokotly, ktoré využívame ako zdroj pary, respektíve ako núdzovú kotolňu, a keď ich nepotrebujeme na tento účel, využívame ich aj na sekundárnu reguláciu výkonu. Vedia reagovať rýchlejšie ako reaktor.

Tretia je terciárna regulácia výkonu. Tá funguje na základe požiadavky dispečera, pripravuje sa dopredu a dohodne sa, o koľko sa výkon zníži na určité obdobie. Môže ísť aj o stovky megawattov, napríklad odstavením jednej turbíny alebo pri určitých podmienkach aj väčším znížením výkonu. Pri silných slnečných dňoch sa môže stať, že cez víkend máme jeden blok v odstávke a ďalšie tri bloky idú spolu nižšie o stovky megawattov. 

Ako pri regulácii pomáhajú vodné elektrárne a prečerpávacie zdroje?

Využívame aj Vážsku kaskádu, prietočné vodné elektrárne a prečerpávacie elektrárne. Najdôležitejší je Čierny Váh, ale máme aj ďalšie menšie zdroje. Keď sú mínusové ceny, čerpáme vodu do horných nádrží, a keď je špička, snažíme sa vyrábať.

Čierny Váh je veľká batéria. Aj jeho modernizácia je zameraná na to, aby vedel lepšie reagovať na potreby siete. Výhoda nášho portfólia je v tom, že vieme integrovať viac druhov zdrojov: jadrové bloky, vodné elektrárne, prečerpávacie zdroje. To pomáha pri riadení sústavy.

S manažérom SEPS sme sa v nedávnom rozhovore zhovárali o rastúcich nárokoch na podporné služby. Evidujete, že nároky dispečingu SEPS sú vyššie než v minulosti?

Solár je z pohľadu dekarbonizácie dobrý, ale z pohľadu siete je náročnejší. Výroba zo slnka sieťou pretečie a dispečing s ňou musí pracovať. Požiadavky sa menia, ale nie je to úplne nová téma. Aj v minulosti sa cez víkendy znižoval výkon, odstavovali sa turbíny a podobne.

Rozdiel je v tom, že spotreba sa mení. Kedysi bola elektrifikácia domácností inde, dnes sa priebežne nabíjajú zariadenia, mení sa správanie spotrebiteľov a pribúda bezpalivová výroba. Preto treba mať flexibilitu. Podporné služby neznamenajú, že jadro musí ísť stále iba v base loade bez akéhokoľvek pohybu. Treba sa pozerať na bezpečnosť zariadení, technické možnosti a ekonomiku.

Po spustení štvrtého bloku bude podiel jadra na slovenskej spotrebe veľmi vysoký, zrejme najvyšší na svete a podľa odhadov dosiahne okolo 77 %. Nemôže z toho byť napokon komplikácia pre sieť?

Závisí to od spotreby a od toho, ako sa budú vyvíjať ostatné zdroje. Otázka nie je len podiel jadra, ale aj to, koľko bude zdrojov „bez paliva“, ktoré neviete riadiť podľa potreby.

Slovensko je súčasťou prepojenej európskej sústavy. Ak máte kapacitu v linkách, môžete vyrábať a elektrina si cestu nájde podľa ekonomiky. Samozrejme, prenos má technické limity. Keď sa elektrina dodáva veľmi ďaleko, vznikajú straty. Preto sú dôležité prenosové vedenia na vysokom napätí, napríklad 400 kV, aby boli prúdy a teda straty primerané. Mochovce a Bohunice sú z tohto pohľadu do sústavy pripojené relatívne dobre. 

Klimatické zmeny ovplyvňujú aj atómky

Na záver otázka k vode a klimatickým zmenám. Niektoré prietočné jadrové elektrárne, napríklad vo Francúzsku, mávajú problémy pri nízkych hladinách a vysokých teplotách riek. Ako je to pri Mochovciach a Bohuniciach?

Bohunice sú napojené na Váh a Mochovce na Hron. Z pohľadu vody dnes zásadný problém nevidím. Pri Mochovciach sa často vysvetľuje, že pri štyroch blokoch na plnom výkone potrebujeme rádovo jednotky kubických metrov vody za sekundu. Najbližší relevantný profil na Hrone mal aj pri nízkych prietokoch násobne viac vody. Čo bude o dvadsať rokov, je iná otázka, ale dnes tam limit nevidíme.

Pri chladiacich vežiach je iná situácia než pri elektrárňach s prietočným chladením. Dôležitá je účinnosť chladenia. Keď je vonku teplo a voda v chladiacom okruhu je teplejšia, klesá elektrický výkon turbíny, hoci tepelný výkon reaktora zostáva konštantný. Ak má voda nižšiu teplotu, výkon je vyšší; ak má voda napríklad okolo tridsať stupňov, výkon na turbíne klesá.

Pri prietočnom chladení je problém aj limit teploty vody, ktorú elektráreň vracia do rieky. Ak máte v rieke nízku teplotu, je to iné, než keď má rieka vysokú teplotu a vy máte povolený len určitý rozdiel. Pri chladiacich vežiach sa iba dopĺňajú straty cez veže. Preto je situácia pri Mochovciach a Bohuniciach lepšia než pri niektorých riečnych elektrárňach vo Francúzsku.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.