Hrozí Blackout Dukovan při zemětřesení nebo extrémech počasí?
Zátěžové testy jaderných elektráren EU (tzv. Stresstesty) prodloužily řetěz otázek „CO KDYŽ?“ Na řadu z nich jsme znali odpovědi, ale některé jsme již považovali za neopodstatněné až absurdní, protože uvažovaly nepravděpodobné stavy.Následující otázky se zpočátku ptají na méně vážné situace, ale nakonec řeší dlouhodobý blackout:
1) Co když se rozpadne přenosová soustava ČR 400 kV a čtyři dukovanské reaktory nebudou mít kam dodávat obrovské množství (2000 MW) elektrické energie?
Odpověď: Každý reaktor má dvě turbíny (TG) a stačí, aby alespoň jedna jeho TG úspěšně zregulovala na nízký výkon, který pokryje vlastní spotřebu reaktorového bloku (20 MW)
2) Co když na některém bloku nezreguluje žádná TG?
Odpověď: Takový blok si automaticky vezme potřebné elektrické napájení z distribuční soustavy ČR 110 kV.
3) Co když nastal blackout i v soustavě 400 kV i 110 kV?
Odpověď: Reaktorový blok, který zůstal bez TG se automatický odstaví (všechny tyče spadnou do reaktoru) a nastartují se všechny tři dieselagregáty (DG) bloku – pro vychlazení reaktoru však stačí jeden.
4) Co když nenajede ani jeden ze tří DG reaktorového bloku?
Odpověď: Nejdůležitější zařízení zůstává napájeno z akumulátorových baterií (výdrž nejméně dvě hodiny). Vyhlašujeme stav blackout na reaktorovém bloku a žádáme dispečinky v Praze, Brně a v Ostravě o podání napájení z vnější sítě 400 kV nebo 110 kV z jakéhokoli zdroje v ČR nebo ze zahraničí. Pro dispečinky je řešení stavu blackout jaderného bloku nejvyšší prioritou i podle zákona.
5) Co když je blackout v celé ČR a v okolních zemích?
Odpověď: Pokud v Dukovanech zůstala v provozu TG jiného reaktorového bloku, přivedeme elektrické napájení od ní – reaktorové bloky se dají propojit.
6) Co když na Dukovanech nejede žádná z osmi TG?
Odpověď: Požádáme o pomoc blízkou Přečerpávací vodní elektrárnu Dalešice-Mohelno. Při blackoutu soustavy ČR se automaticky připraví malá vodní TG na nádrži Mohelno, která na povel podá elektrické napájení na některou ze čtyř velkých (4x120 MW) TG na Dalešicích a ta se v případě potřeby rozběhne a podá napájení přes rozvodnu Slavětice do Dukovan. Tomu se říká blackstart – start ze tmy. Uvedená schopnost je na Dalešicích pravidelně zkoušena a certifikována pro všechny čtyři stroje. V roce
7) Co když Dalešice nenajedou?
Odpověď: Požádáme o pomoc Vodní elektrárnu Vranov nad Dyjí (cca
8) Co když není k dispozici rozvodna Slavětice a nejde přes ni do Dukovan propojit ani Vranov ani Dalešice?
Odpověď: Propojíme Vranov do Dukovan přes rozvodnu Oslavany (ostrá zkouška letos v dubnu, včetně obnovy chlazení skladu použitého uranového paliva)
9) Co když zemětřesení nebo extrémní vítr poničí všechna elektrická vedení a Dalešice ani Vranov do Dukovan nepropojíte?
Odpověď: Každý reaktorový blok má tři DG (celkem 12 DG na Dukovanech). Pro vychlazení jednoho reaktoru stačí jeden DG. Pokud některý reaktor nemá k dispozici žádný DG, tak si vypůjčí DG z jiného reaktorového bloku.
10) Co když nastane blackout všech čtyř bloků Dukovan a nepojede ani jeden z dvanácti DG?
Odpověď: Tato otázka byla položena po havárii ve Fukušimě, kde pět ze šesti reaktorových bloků zůstalo bez DG v důsledku vlny tsunami. Na šestém fukušimském bloku se podařilo zprovoznit jeden DG a ten potom hodně pomohl při řešení havárie. V Dukovanech postup pro blackout všech čtyř bloků zpracováváme. Řešení spočívá v přípravě všech bloků na podání elektrického napájení „odkudkoli“, šetření stejnosměrných zdrojů (prodloužení výdrže akubaterií), alternativní způsoby chlazení reaktorů i bez elektrické energie a další specifické činnosti, především snaha o zprovoznění alespoň jednoho DG. Po podrobném prověření zařízení a postupů v rámci zátěžových testů jsme zpracovali celou řadu návrhů na vylepšení, které blackout všech čtyř bloků řeší.
Odpovědi na prvních devět z deseti uvedených otázek jsme znali ještě před havárií ve Fukušimě. Desátou jsme dostali v zadání zátěžových testů. Použití popsaných činností pravidelně trénujeme při „Cvičení blackout EDU“, které pořádáme na trenažéru od roku 2007, za účasti posádek dispečinků, blízkých rozvoden a vodních elektráren Dalešice a Vranov. Přínosy potvrdila i mezinárodní mise OSART v roce
Z uvedených deseti bodů je patrné, že ty větší problémy může způsobit příroda. Zemětřesením nebo extrémním větrem, jež zapříčiní nejen odstavení reaktorů, ale současně i poškození stožárů nebo vedení, po kterých je možné podat napájení ze zdrojů vně EDU. Dukovanské reaktory sice stojí ve speciálně vybrané, seizmicky stabilní lokalitě s pevným podložím, ale protože sítě většiny států EU jsou propojeny do jedné soustavy, tak se větší zemětřesení nebo tornádo v Evropě projeví i v síti ČR. Na uvedené situace se samozřejmě připravujeme.
V poslední době ovšem dochází stále častěji k vyčerpání dispečerských prostředků proti poruchám. Příčinou jsou neřízené a těžko předvídatelné přetoky energie ze zahraničí, především z Německa. Masivní výstavba větrných elektráren na Baltu značně předběhla možnosti transferu přes německou síť směrem na průmyslový jih. Přebytky tečou přes Polsko a ČR. Pokud by zemětřesení nebo tornádo poškodily vysokonapěťové linky v situaci, kdy jsme vyčerpali obranné prostředky na eliminaci přetoků ze zahraničí, mohlo by dojít k rozbití i jinak velmi stabilní české přenosové soustavy. Ta by se potom rozpadla do dvou nebo více oblastí– ostrovů.
Obr. 2: Mapa na obrázku neukazuje směr postupu armádních sil, ale severo-jižní toky elektrické energie propojenou evropskou soustavou, které v současné době zatěžují síť ČR. Zdroj: Cvičení Blackout EDU 2012
Vzhledem k tomu, že Dukovany jsou ve své oblasti dominantním zdrojem, tak odpojení vzdálenějších částí soustavy může vést k silnému přebytku výkonu právě v uzlu Dukovan a k následnému úplnému odpojení reaktorů od sítě. To však může znamenat kolaps a blackout oblasti (kolaps dukovanského ostrova).
Uvedený scénář jsme použili při letošním „Cvičení blackout EDU“. Na zemětřesení a další vlivy, jako extrémní vítr, horko, mráz nebo přetěžování české přenosové soustavy ze zahraničí se připravujeme v rámci snahy zlepšovat bezpečnost.
Ing. Libor Fejta, bezpečnostní inženýr, JEDukovany