titMV článku je popísaná stručná história a súčasný stav JE A1. Obsah je chronologicky rozdelený do jednotlivých etáp a každá etapa obsahuje krátku charakterizáciu a popis realizovaných činností. Článok predstavuje prehľad nadobudnutých skúseností z vyraďovania JE A1.

 

História a súčasnosť JE A1
Jadrová elektráreň (JE) A1 v Jaslovských Bohuniciach bola uvedená do prevádzka v roku 1972 s celkovým výkonom 150 MWe. Obsahovala reaktor KS-150 s výkonom 150 MWe, ktorý bol v prevádzke necelých päť rokov od roka 1972 do roka 1977, keď bol po dvoch vážnych udalostiach s následným porušením pokrytia palivových článkov a kontamináciou primárneho okruhu produktmi štiepenia odstavený. KS-150 bol heterogénny energetický tepelný reaktor, v ktorom sa ako palivo používal prírodný kovový urán moderovaný ťažkou vodou (D2O) a chladený oxidom uhličitým (CO2) [1].
Získaním povolenia dozorných orgánov v roku 1999 na vyraďovanie sa začal samotný kontinuálny proces vyraďovania JE A1, ktorý je rozdelený do piatich po sebe nasledujúcich etáp. V súčasnosti na Slovensku prebieha III. a IV. Etapa vyraďovania JE A1, v rámci ktorej v prvom kroku pôjde o fyzické oddelenie nádoby reaktora KS-150 od primárneho okruhu a následne o likvidáciu chladiacich slučiek, sekčných armatúr a komponentov primárneho okruhu. Doteraz boli v procese vyraďovania JE A1 zdemontované a zlikvidované mnohé súčasti, ako napríklad okruh chladenia D2O, turbogenerátory, zavážací stroj, plynové hospodárstvo a pod.

I. etapa vyraďovania Cieľom I. etapy vyraďovania bolo uvedenie JE A1 do radiačne bezpečného stavu. Realizované činnosti v tejto etape boli financované z fondu PHARE a úlohou bolo monitorovanie fyzického stavu a radiačnej situácie reaktora KS-150 a pripojení reaktorovej nádoby k plynovému a ťažkovodnému hospodárstvu a k pomocným okruhom.
Pre monitorovanie a zisťovanie skutočného stavu zariadení a častí PO, ako aj častí ťažkovodného systému boli zhotoviteľom - konzorciom AllDeco (dnes Wood Nuclear Slovakia, s. r. o.) + Belgoprocess navrhnuté vhodné zariadenia a postupy na realizáciu monitorovania. Boli pritom zohľadnené doterajšie skúsenosti s charakterom kontaminácie v priestoroch JE A1 a so stavom zariadení (27 rokov po odstavení z prevádzky a dvoch haváriách). Boli sledované parametre, ktoré by mali mať významný vzťah k hodnoteniu potenciálnych rizík pri ďalšej likvidácii JE A1 a mali by predovšetkým umožňovať aj bezpečnú likvidáciu monitorovaných častí PO.

V rámci realizácie boli monitorované: hodnoty trícia, prítomnosť RA aerosolov, hodnoty dávkových príkonov, povrchová kontaminácia, fyzický stav miestností, neinvazívne zisťovanie prítomnosti kvapalín v technológiách, prítomnosť a kvantifikácia obsahu CO2 v primárnom chladiacom okruhu.
V rámci charakterizácie fyzického stavu vnútorných povrchov potrubí primárneho okruhu bolo zistené, že v spodnej časti potrubia (obr. 1 a 2) sa nachádzajú usadeniny a depozity. Z plochy približne 0,15 m2 bolo mechanicky zoškrabaných 160 g nánosov, čo zodpovedá množstvu asi 1 g na cm-2.
Z týchto údajov je možné usudzovať, že na dĺžke 1 m potrubia je v spodnej časti zaplavených častí potrubí asi 530 g voľného nánosu solí.

obr1 obr2
Obr. 1 Vnútorný povrch primárneho potrubia po rezaní Obr. 2 Vyrezaný segment primárneho potrubia

 

Z vykonaných gama spektrometrických analýz vzoriek z primárneho okruhu JE A1 bolo identifikovaných 16 rádionuklidov, konkrétne 14C, 59Ni, 60Co, 63Ni, 90Sr, 99Tc, 126Sn, 129I, 137Cs, 151Sm, 152Eu, 154Eu, 155Eu, 238Pu, 239,240Pu, 241Am. Najvýznamnejším kontaminantom z hľadiska celkovej aktivity sú RN 137Cs a 90Sr. Z hľadiska celkovej alfa aktivity sú dominantné RN 241Am a 239,240Pu.
Získané výsledky z monitoringu vyššie popísaných parametrov umožnili získať dostatok údajov a podkladov pre ich ďalšie spracovávanie a vyhodnocovanie pre účely ich dekontaminácie, likvidácie a spracovanie RAO.

2. etapa vyraďovania
Činnosti v tejto etape boli zamerané na odstránenie environmentálnych záťaží z vonkajších objektov JE A1, vyberanie a triedenie kontaminovaných zemín a betónovej sutiny, spracovanie a úpravu historických RAO a RAO z vyraďovania JE A1, vyraďovanie technologických zariadení a stavebných celkov vonkajších objektov a technologických zariadení v dlhodobom sklade na vyhorené jadrové palivo v hlavnom výrobnom bloku JE A1 a dlhodobého skladu na vyhorené jadrové palivo.
V rámci tejto etapy bol spoločnosťou WNS realizovaný nosný projekt, a to dekontaminácia a fragmentácia plynojemov z plynového hospodárstva CO2 v objekte č. 28 s ich následným uvoľnením do životného prostredia.

Plynové hospodárstvo CO2
Vymieracie plynojemy boli súčasťou plynového hospodárstva a ich účelom bolo zadržať plynovo-vzdušnú zmes na čas potrebný na rozpad rádioaktívnych látok. Plynojemy sa vypúšťali vtedy, keď boli priaznivé meteorologické podmienky na riedenie a aktivita bola dostatočné malá (obr. 3) [1].

obr3
Obr. 3 Uloženie veľkých a malých plynojemov v areáli JE A1 (obj. 28)

 

Chemická dekontaminácia vnútorných povrchov prstencov plynojemov (78 ks prstencov veľkých plynojemov s priemerom 3 m a 8 ks malých plynojemov) sa vykonávala zariadením DEZAPLYN (WNS) (obr. 4).

obr4
Obr. 4 Umiestnenie prstenca a systému DEZAPLYN na dekontaminačnom pracovisku

 

Chemická ostreková dekontaminácia pomocou DEZAPLYN (WNS) je založená na princípe použitia chemického dekontaminačného roztoku. Chemický dekontaminačný roztok sa pomocou špeciálnych trysiek rozstrekuje na vnútorné steny prstenca, po ktorých steká do spodnej časti prstenca, čím rozpúšťa a odstraňuje povrchovú kontaminovanú vrstvu. Kvôli zvýšeniu účinnosti zariadenia na dekontamináciu vnútorných povrchov bola použitá aj jednotka ultrazvukov s posunom po celej dĺžke dekontaminovanej plochy prstencov (obr. 5).

obr5
Obr. 5 Uloženia malého plynojemu na samostatnú kolísku s posuvnou jednotkou s ultrazvukom


Po úspešnej chemickej dekontaminácii pred fragmentáciou a uvoľnením do životného prostredia nasledovalo radiačné monitorovanie povrchovej kontaminácie a prípadné mechanické dočistenie miest so zvýšenou kontamináciou.
Fragmentácia sa realizovala pomocou plazmy PMX 105. Prstenec plynojemu sa pred fragmentáciou zafixoval, vyznačili sa úseky a z jedného prstenca plynojemu vzniklo celkovo 24 fragmentov s rozmermi 1 200x1 000 mm.

obr6
Obr. 6 Prstence plynojemov pred a po fragmentácii na fragmentačnom pracovisku

 

3. a 4. etapa vyraďovania
Na 2. etapu vyraďovania JE A1 kontinuálne nadväzuje 3. a 4. etapa. Činnosti boli sústredené na pokračovanie vyraďovania neprevádzkových technologických systémov a zariadení HVB, likvidáciu kvapalných RAO z vonkajších nádrží, vyraďovanie navzájom úzko prepojených technologických častí (parogenerátory, turbokompresory, sekčné armatúry).
V rámci 3. etapy boli realizované činnosti spojené s likvidáciou zvyškov chladiacich slučiek systému D2O v objekte č. 30.

Okruh ťažkej vody
Okruh D2O slúžil na zabezpečenie normálnej prevádzky reaktora tým, že udržiaval fyzikálno-chemické parametre ťažkej vody ako moderátora. Okruh tvorili tri slučky v m. č.: 216, 217, 218, 314, 315, 316 a každý systém pozostával z cirkulačných čerpadiel, armatúr a potrubných trás D2O.
Demontáž okruhu ťažkej vody, vrátane ostatných technológií, sa realizovala najmä pomocou ručného elektrického náradia. Vybrané trasy systému boli zokruhované a bola vykonaná okruhová dekontaminácia – cirkuláciou dekontaminačného roztoku potrubnými trasami s cieľom znížiť úroveň povrchovej kontaminácie vnútorných povrchov pred fragmentáciou.
Pracovný postup likvidácie cirkulačného čerpadla D2O typ CENTV – 134 pozostával z montáže žeriavovej dráhy a samotného elektrického kladkostroja, ktorý slúžil na manipulačné práce počas demontáže technologických zariadení. Žeriavová dráha bola ukotvená do stropu miestnosti v osi čerpadla CENTV – 134 a následne bol na žeriavovú dráhu osadený elektrický kladkostroj (obr. 7).

obr7
Obr. 7 Montáž žeriavovej dráhy a elektrického kladkostroja v miestnosti č. 316

 

Demontáž cirkulačných čerpadiel CENTV-134 (obr. 8) bola navyše komplikovaná tým, že časti, ktoré mali byť podľa pôvodnej dokumentácie rozoberateľné, boli poistené zvarmi, zrejme v dôsledku zistených netesností počas prevádzky na zariadení.

obr8
Obr. 8 Demontáž a fragmentácia cirkulačného čerpadla v miestnostiach č. 314 a 316

 

Hlavným bodom v rámci 3. a 4. etapy je likvidácia primárneho okruhu - chladiacich potrubí, sekčných armatúr a ostatných pomocných konštrukcií primárneho okruhu JE A1. Vzhľadom na toky a množstvá RAO, ktoré budú produkované pri likvidácii týchto komponentov, bolo potrebné navrhnúť technológiu na preddemontážnu dekontamináciu vnútorných povrchov potrubí, ktorá by zabezpečila, že jej aplikáciou by bolo možné významnú časť vzniknutého odpadu uvoľniť priamo do životného prostredia bez aplikácie podemontážnej dekontaminácie.
Bol navrhnutý suchý spôsob dekontaminácie, pre ktorý bolo navrhnuté frézovacie dekontaminačné zariadenie FREDEZA DN500 (WNS) na dekontamináciu vnútorných povrchov primárnych potrubí s priemerom 500 mm (obr. 9).

obr9
Obr. 9 Frézovacie dekontaminačné zariadenie FREDEZA DN500 (vľavo) a ilustrácia umiestnenia v potrubí (vpravo)

 

Zariadenie pozostáva z troch hlavných častí: vodiaci vozík, frézovací nástroj, pohonná jednotka (hydraulický agregát s elektrických napájaním) a pracuje na princípe vysokoobrátkového obíjania/obrusovania vnútorných povrchov rotujúcimi kovovými reťazami, ktoré sú ukončené článkami s vytvrdeným abrazívnym povrchom. Dĺžka jednotlivých reťazí je uspôsobená tak, aby ich konce účinne narážali na dekontaminovaný povrch. Kontaktom koncového článku reťaze s povrchom potrubia pri vysokých otáčkach dochádza k postupnému odstraňovaniu kontaminovanej koróznej vrstvy až na čistý základný materiál.
Pri suchom spôsobe preddemontážnej dekontaminácie chladiacich potrubí bude dochádzať k produkcii RA aerosólov v okolí pracovného nástroja vo vnútri potrubia. Na zabránenie voľného úniku a šírenia takýchto RA aerosólov do pracovného prostredia budú slúžiť vákuové jednotky s odlučovačom pevných častíc (obr. 10).

obr10
Obr. 10 Odsávanie aerosolov z potrubia pri dekontaminácii chladiacich slučiek PO JE A1

 

Po preddemontážnej dekontaminácii bude nasledovať postupná demontáž jednotlivých vetiev. Pri demontáži sa bude používať orbitálna fréza (obr. 11) na mechanické (netepelné) rezanie potrubí chladiacich slučiek, pričom rezací nástroj sa pohybuje po vonkajšom obvode fragmentovaného objektu. Samočinné, samo upínacie rezacie zariadenie s diaľkovým ovládaním.

obr11
Obr. 11 Orbitálna fréza na rezanie potrubia

 

Po kompletnej likvidácii primárneho potrubia a sekčných armatúr bude v budúcnosti nasledovať demontáž ďalších komponentov primárneho a sekundárneho okruhu, a to demontáž turbokompresorov a parogenerátorov.

TEXT/FOTO Marcel Bayer, Anton Lukáč, projektoví manažéri, Wood Nuclear Slovakia, s. r. o.

Použitá literatúra:
[1] SNUS: Jadrová elektráreň A1 v kocke. DALI-BB, s.r.o. pre SNUS, ISBN 978-80-89090-76-1