Bezpečnostní systémy
Základním krédem využívání jaderné energie je bezpečnost. Zajištění bezpečnosti je v jaderných elektrárnách prováděno na několika úrovních: fyzikální, technicko-konstrukční, automatizační a nakonec na úrovni lidského faktoru. Principy zamezení výskytu nežádoucích jevů, stejně jako technologie jejich potlačení a likvidace se prolínají celou životností elektrárny od prvotního projektu, přes výstavbu, provoz, modernizaci, až po její likvidaci.
Smyslem všech bezpečnostních opatření je ochránit nejen zařízení elektrárny, ale především personál, stejně jako veřejnost v okolí před možnými účinky ionizujícího záření a zamezit nekontrolovanému úniku radioaktivních látek do životního prostředí. Tyto látky, vznikající většinou jako produkty štěpení jaderného paliva, jsou odděleny od okolitého prostředí systémem několika bariér. První bariérou je chemicky stabilní matrice palivové tablety, udržující rozštěpené fragmenty na místě, v palivu. Druhou bariérou je kovový obal palivového proutku, který sloupec tablet hermeticky uzavírá. Dalším prostorem, za který by se radioaktivní látky neměly dostat, je primární okruh. Třetí bariéru tak tvoří stěny tlakové nádoby reaktoru, primárního potrubí a ostatních komponent primárního okruhu. Poslední, čtvrtou bariérou je plášť kontejnmentu – ochranné obálky, uvnitř které se nachází většina bezpečnostních a pomocných zařízení primární části elektrárny.
Ochranná obálka - kontejnment VVER1000
Stavební konstrukci kontejnmentu temelínské elektrárny tvoří 56 m vysoký železobetonový válec o vnitřním průměru 45 m. Stavba ukrývající důležitá technologická zařízení musí odolávat působení vnějších vlivů (přírodní katastrofa, výbuch, pád letadla) i vnitřního přetlaku. Proto jsou její betonové stěny, silné asi 1,2 metru, vyhotoveny z předpjatého betonu.
Uvnitř kontejnmentu je za provozu udržován stálý podtlak, aby se ani nepatrné případné úniky radioaktivních látek z technologie uvnitř nedostaly mimo obálku. Vzduch z kontejnmentu je kontinuálně filtrován a kontrolován. Těsnost celého systému ochranné obálky je zabezpečena 8mm vrstvou nerezového opláštění z vnitřní strany válce. Potřebné průchody do hermetického prostoru jsou vybaveny vyrovnávacími komorami se striktními pravidly a jištěním při otevírání dveří. Trasy potrubí a kabelů překračujících hranice hermetického prostoru procházejí přes speciální hermetické průchodky, jejichž funkčnost je periodicky kontrolována.
V případě nehody s únikem horké páry do prostor kontejnmentu musí jeho konstrukce vydržet zvýšení tlaku až o 490 kPa a teploty do 150 °C a současně lokalizovat potenciální radioaktivitu uvnitř prostoru kontejnmentu. V těchto situacích se automaticky spouštějí sprchové systémy havarijního chlazení vnitřního hermetického prostoru.
Reaktory VVER 440 typ V213 mají kontejnment řešen odlišně od VVER 1000. Jedná se o hermetické prostory primárního okruhu se systémem kondenzačního potlačení tlaku v těchto prostorách a v „barbotážní věži“ primárního okruhu.
Bezpečnostní a pomocné systémy
Spolehlivé fungování hlavních technologických zařízení primárního okruhu zabezpečuje řada systémů. Jsou to systémy napájení, měření a regulace, chlazení nebo mazání. Kromě nich jsou v hermetickém prostoru reaktorové budovy umístěny ještě další, tzv. bezpečnostní systémy, jejichž úkolem je předcházet jakémukoliv poškození reaktoru a primárního okruhu a v případě poruch a havárií minimalizovat jejich následky a lokalizovat radioaktivní produkty štěpení v hermetickém prostoru.
Podle významu a účelu se bezpečnostní systémy dělí na několik skupin. První skupinou jsou řídicí systémy, které na základě signálů z poměrně velkého množství fyzických čidel vyhodnocují situaci a v případě potřeby spouštějí aktivní ochranné systémy. Přístrojové vybavení řídicích systémů musí být kvalifikováno na běžné i havarijní podmínky. Chybné spuštění podřízených systémů může vyvolat i zásadní poškození technologie, proto je na spolehlivost řídicích prvků kladen velký důraz a prvky i celky procházejí náročným procesem testování.
Druhou skupinou jsou výkonné ochranné systémy. Nacházejí se v blízkosti zařízení primárního okruhu ve stavu stálé pohotovosti. Vysoká funkční spolehlivost těchto systémů je úměrná jejich významu z hlediska jaderné bezpečnosti. Na základě řídicího signálu nebo fyzikální skutečnosti se spouští sekvence operací vedoucích k plnění příslušných bezpečnostních funkcí.
Výkonné ochranné systémy
- Systém havarijního odstavení reaktoru – systém zajišťující přechod reaktoru do podkritického stavu a zastavení řetězové štěpné reakce zasunutím absorpčních prvků do aktivní zóny.
- Systém havarijního chlazení aktivní zóny – pasivní systém sloužící k rychlému zaplavení prostoru aktivní zóny při náhlém poklesu tlaku v primárním okruhu. Voda s kyselinou boritou do reaktoru proudí ze čtyř hydroakumulátorů.
- Vysokotlaký havarijní doplňovací systém – aktivní systém sloužící k potlačení havárií s rychlým nárůstem výkonu reaktoru.
- Vysokotlaký systém havarijního chlazení – aktivní systém vysokotlakého doplňování a chlazení aktivní zóny při havárii spojené se ztrátou chladiva.
- Nízkotlaký systém havarijního chlazení – aktivní systém havarijního dochlazování aktivní zóny a dlouhodobého odvodu zbytkového tepelného výkonu reaktoru.
- Systém ochrany PO při převýšení tlaku – systém zabraňující porušení integrity primárního okruhu prostřednictvím pojišťovacích ventilů kompenzátoru objemu.
- Systém sprchování hermetických prostor – systém zajišťující kondenzaci páry a tím snížení tlaku v hermetických prostorech po havárii se ztrátou chladiva. Systém slouží k lokalizaci havárie a zabraňuje únikům radioaktivních látek do životního prostředí.
- Spolehlivou funkci výkonných ochranných systémů zajišťují podpůrné systémy zajištěného napájení elektrickou energií, systémy chlazení a odvodu zbytkového tepla nebo systémy zajištění technické vody důležité.
Součástí primárního okruhu jsou i další, méně významné systémy z hlediska jaderné bezpečnosti, které by se daly nazvat pomocné nebo vedlejší. Jsou to různé vložené okruhy chlazení, systémy borového koncentrátu a borové regulace, systémy pro skladování a výměnu paliva nebo systém spalování vodíku v prostorech primárního okruhu. O čistotu vzduchu se stará ventilační systém, odpadní kapaliny končí v systému organizovaných úniků nebo ve speciální kanalizaci.
