Table of Contents
Viszonylag közismert tény, hogy egy atomerőmű bonyolult és drága beruházás. Ráadásul – mint azt az ellenzői is mindig hangoztatják – szinte sosem sikerül az eredeti költségvetésből és határidőkön belül befejezni a beruházásokat. Ezért (is) célszerű az észszerűség és a műszaki-biztonsági keretek között maradva minden lehetőséget megragadni arra, hogy a már meglévő létesítményekből kihozzák a lehető legtöbbet.
Ennek persze több lehetséges megoldása is van. Nyilvánvaló, hogy minden szervezetnél, hogy ha a belső „veszteségét” minimalizálja a termelékenysége nő. Egy atomerőműnél persze ez bonyolultabb kérdés, mint általában, hiszen itt már a jogszabályok szintjén is nagyon komolyak a követelmények, például a kompetenciák és a létszám tekintetében is. Ráadásul a kollektívának és a berendezéseknek is van lelke, ezért aztán a papírforma szerinti optimum nem feltétlenül vág egybe a valóélettel.
Maguknak az alkalmazott módszereknek, eszközöknek
a fejlesztése, precízebbé tétele is sokat segít.
Az időről időre szükségszerűen elvégzendő blokk karbantartások (leállások) szervezése és végrehajtása terén is nyílik lehetőség, ahol állásidőt lehet megtakarítani, így elérve némi többlet termelést. Persze ezt sem szabad „túltolni”, mert aztán átbillenhet az optimumon és az üzem közbeni meghibásodások számának intenzív növekedése bőven el is viheti a többlettermelést, hogy az egyéb káros hatásairól (pl. lehűtési-felfűtési ciklusok számának korlátai stb.) ne is beszéljünk. Hogy ez mennyire komoly hatású tud lenni, arra jó példa egy nagy projektterv a 2000-es évekből, amelynek célja az ukrán atomerőművek karbantartási és üzemeltetési folyamatainak és módszereinek komplex optimalizálása volt. Általa a többlet termelés a nagy számú blokkra vetítve – tényleges beruházási költség nélkül – nagyságrendileg egy 1.000 MW-os blokk teljesítményével növelte volna az összes nukleáris termelő kapacitást. A Majdan és az azt követő események miatt ez aztán a feledés homályába veszett, még mielőtt elkezdődött volna.
Lehetőség kínálkozhat a blokkteljesítmény növelésére
a rendszerek és berendezések műszaki és/vagy
üzemeltetési módosításaival is.
A technológia fejlődésével, az egyre jobb gyártási megoldások, anyagminőségek adta lehetőségek sokat segíthetnek. Nem utolsó sorban a berendezések tervezőinek az üzemeltetés során szerzett tapasztalataival új műszaki megoldásokat hozhatnak és ezzel berendezés, vagy rendszer szinten is teljesítmény növekedést érhetnek el. Ilyen változtatások eredménye az is, hogy a VVER-440-es paksi blokkok teljesítménye ma már nem 440 MW, hanem 500 MW-ot meghaladó (a cikk írásakor 516-518 MW).
De az igazi nagyágyú az, ha egy teljes blokk teljesítményét tarthatjuk meg további évtizedekre
– új blokk építése nélkül.
Igen, ez az üzemidő hosszabbítás! Az erőművek élettartamának tőkeköltségei és az erőművek korszerűsítésének beruházási költségei általában sokkal kisebbek, mint bármely helyettesítő kapacitás építésének költségei. A világban 442 működő atomerőművi blokk több mint kétharmada 30 éves, vagy ennél idősebb és közeledik – vagy már elérte – az eredetileg tervezett, körülbelül 40 éves üzemidő végét. A meghosszabbított üzemidővel megnövelhető a megbízható, szén-dioxid kibocsátás mentes energia biztosítása. Persze ennek feltételei vannak.
A legfontosabb, hogy nem szabad
pusztán a gazdasági érdekből döntést hozni!
A meglévő erőművek tervezésekor alkalmazott jelentős mértékű konzervativizmus, valamint az üzemeltetési tapasztalatokból származó visszajelzések, továbbá a nemzetközi tapasztalatok alapján (beleértve a nukleáris balesetek tapasztalatait is!), elindított műszaki átalakítások, valamint a biztonságnövelő intézkedések együttes hatására ezek a blokkok még ma is megfelelnek a magas biztonsági követelményeknek. Számos mélyreható elemzés és számítás elvégzése szükséges, a berendezések, a rendszerek és a blokk egészére kiterjedően az ún. öregedéskezelés adatait is figyelembe véve. Az öregedéskezelés célja az alkalmazott anyagok tulajdonságainak megváltozásából, a berendezések jellemzőinek romlásából, ezáltal azok megbízhatóságának csökkenéséből származó folyamatok nyomon követése. A végső jelentésben részletekbe menően kell bemutatni, hogy milyen további beavatkozások (esetleges berendezés cserék, felújítások stb.) szükségesek a meghosszabbított üzemidő biztonságos teljesíthetőségéhez. Ha ezekkel sikerül igazolni azt, hogy megfelelő biztonsági szinten a blokk tovább üzemeltethető, az illetékes hatóság kiadhatja az engedélyt.
„…a világ nem engedheti meg magának, hogy feláldozza a meglévő, alacsony szén-dioxid-kibocsátású nukleáris energiát, amely még évtizedekig biztonságosan és versenyképesen működhet.”
nyilatkozta Mikhail Chudakov, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) főigazgató-helyettese, a Nukleáris Energiaügyi Főosztály vezetője. A NAÜ által közzé tett „Éghajlatváltozás és atomenergia 2020” (Climate Change and Nuclear Power 2020) jelentésből az olvasható ki, hogy az atomerőművi park élettartamának 10 évvel történő meghosszabbítása nagyságrendileg 26.000 TWh villamosenergia termelést jelenthetne – gyakorlatilag szén-dioxid kibocsátás nélkül.
Számos ország felismerte már ennek gazdasági, az energiahiányt enyhítő és nem mellesleg környezetvédelmi célokat is szolgáló előnyeit. Mind a politikai döntéshozók, mind a közvélemény egyre nagyobb figyelmet fordít az ebben rejlő lehetőségre. Az Egyesült Királyságban például heves bírálatok érték a kormányt, amiért az nem kérte az EDF-et, hogy tegyen lépéseket a Hinkley Point B atomerőmű üzemidejének meghosszabbítására, még annak lejárta előtt. Másik példa az Egyesült Államok, ahol a kaliforniai törvényhozók a múlt nyáron előterjesztettek egy törvénytervezetet, amely az állam utolsó működő atomerőművét, a Diablo Canyont a tervezett 2025-ös bezáráson túl is nyitva tartaná.
Az USA szövetségi kormánya 2022. áprilisában bejelentette, hogy 6 milliárd dollárt fordít az üzemidejük végéhez közeledő atomerőművek bezárástól való megmentésére. A szomszédban, a horvát-szlovén közös tulajdonban álló Krskoi Atomerőműben is megtették a szükséges lépéseket, amelynek üzemidejének további 20 évvel történő meghosszabbítására a Szlovén Köztársaság Környezetvédelmi és Területrendezési Minisztériuma rövidesen kiadhatja az engedélyt.
Világszerte nagyságrendileg 100 blokk kapott már különböző időtartamra szóló üzemidőhosszabbítási engedélyt. Ez különösen azért fontos, mert az eredeti üzemidejének végéhez közeledő, nagy számú blokk mellett relatíve nagyon kevés új erőművi projekt van folyamatban. A meglévő erőművek élettartamának meghosszabbítása nélkül ilyen kevés új atomerőmű beruházás mellett 2030-ra meredeken csökkenne a globálisan elérhető nukleáris kapacitás, különösen Európában és Észak-Amerikában. A téma fontosságát jól mutatja, hogy a NAÜ az atomerőművi blokkok üzemidő hosszabbításának támogatására „SALTO” (Safety Aspects of Long Term Operation) néven komplex biztonsági felülvizsgálati szolgáltatást nyújt tagországai számára. A NAÜ programjai az atomerőművek működésének minden szakaszára elérhetőek. (az új építésű, a meglévő és a meghosszabbított élettartamú erőművek üzemeltetésére is)
Magyarország is élt ezzel a lehetőséggel, amikor 2000-ben egy megvalósíthatósági tanulmányt követően, nekikezdett Pakson az üzemidő 20 éves meghosszabbításának. Az üzemidő-hosszabbítási projekt által elvégzett vizsgálatok és elemzések eredménye alapján 2012. december 18-án az atomerőmű 1. blokkja, majd ezt követően sorra a másik három blokk is megkapta az Országos Atomenergia Hivatal (OAH) engedélyét. Mindez azt jelentette, hogy mind műszaki, mind biztonsági szempontból az üzemidő az eredeti 30-ról 50 évre szólhat.
A tulajdonosi szándéknyilatkozatot követően az erőmű komplex öregedéskezelési programot indított, amelynek célja, hogy az élettartamot esetlegesen korlátozó berendezések műszaki állapotát folyamatosan nyomon kövessék, és szükség szerint beavatkozhassanak az öregedési folyamatba.
Ha maga az üzemidő (első) meghosszabbítása ilyen viszonylag egyértelműen belátható gazdasági előnyökkel jár, akkor mindezek alapján kijelenthető-e, hogy
ennél már csak a további üzemidő hosszabbítás a nagyobb dobás?
A kérdés azért különösen aktuális, mert 2022. december 7-én a magyar parlament jóváhagyta a paksi atomerőmű négy orosz gyártmányú reaktorának további élettartam-hosszabbítását. A határozattal zöld utat adott a kormány terveinek, mely szerint az eddig engedélyezett 50 éven túl, még akár további20 évig üzemeltesse az erőművet. Ez egy elvi döntés, amely nyomán az atomerőmű vezetése megkezdheti az elemzési folyamatot, melynek alapján ideális esetben újabb engedélyt szerezhet a további 20 éves üzemidőre. (Ebben az esetben a blokkok az eredeti 30 év helyett, összességében akár 70 évig üzemeltethetők lennének.)
Ez azonban lényegesen „keményebb dió” lehet,
mint az üzemidő hosszabbítás első ciklusa volt.
Egy ilyen létesítményben számos olyan strukturális elem, berendezés van, mely nem, vagy nehezen hozzáférhető, vagy cserélhető. Az egyik meghatározó elem ebben maga a reaktortartály. Ez a neutronfluxus hatásának a leginkább kitett berendezés. (A neutronsugárzás a fémek atomi rácsszerkezetét „rombolva” okoz az anyagban változásokat, a jellemzőinek megváltozásával járnak. Ez pedig ez eredeti tervezett igénybevételek elviselése szempontjából hátrányos következményekkel járhat, amely miatt ezt a folyamatot nyomon kell követni a reaktorban elhelyezett mintafüzérek rendszeres időközönkénti vizsgálatával.) Hasonlóan a fővízkör, a gőzfejlesztők és a főkeringtető szivattyúk szférikus házai is abba a berendezés körbe tartoznak, melyek állapota és élettartamának fogyása alapvetően hatással van a teljes blokk élettartamára.
Azokban az esetekben, amelyekben a berendezések cseréje nem oldható meg, tulajdonképpen ezek élettartama határozza meg a létesítmény élettartamát is.
Ebben az üzemidő hosszabbítási fázisban fel kell térképezni az adott főberendezések ún. maradó élettartamát, valamint a maradó ciklusszámát. Mint erről írtunk már itt, a fontosabb berendezésekhez a tervező meghatározta, hogy az üzemeltetésükre jelentős hatással bíró események hány alkalommal engedhetők meg a teljes üzemidejük alatt. A tervező hasonlóképpen meghatározta ezen lényeges berendezések várható élettartamát is. Ez a karbantartási beavatkozások, a meghibásodások és azok javítása, az üzemviteli események hatására bekövetkező kedvezőtlen hatások miatt akár az eredeti elképzelésekhez képest gyorsabban is csökkenhet.
Az építmények szerkezetei az üzemeltetés során tervezetten, vagy üzemzavari okokból különféle közegekkel érintkezve (pl. bórsavas víz, különféle kemikáliák stb.) szenvedhetnek el visszafordíthatatlan és/vagy javíthatatlan károsodásokat, melyek hatása az állékonyságukra, vagy egyéb funkcióikra hátrányosan hatnak. Tekintettel arra, hogy ezen építmények egyes részei nem hozzáférhetők, vagy a technológiai berendezések elbontása nélkül nem elérhetők,
egy komolyabb probléma megpecsételheti az egész építmény, vagy akár a létesítmény sorsát.
A további üzemidő hosszabbításnál nagyobb valószínűséggel kell komolyabb felújításokra, javításokra, cserékre számítani, melyeknél a közvetlen költségek mellett kalkulálni kell az időigényükből adódó állásidő okozta veszteségekkel is. Az első üzemidő hosszabbítási ciklusban közvetlenül hasznosulnak a korábban (még az eredeti üzemidő alatt) végrehajtott beruházások eredményei. A további üzemidő hosszabbításnál erre csak akkor lehet számítani, ha a döntést időben meghozzák. Ebben az esetben az üzemeltető a kiterjesztett üzemidő alatt is elhatározhat további beruházásokat hiszen remélheti, hogy azok értéke majd a további kiterjesztett üzemidő alatt megtérül.
Amikor ilyen jelentős mértékű üzemidő hosszabbítást kell elérni, akkor ez (is) komoly érv amellett, hogy az üzemeltető alaposan átgondolja a karbantartási stratégiáját. Az előírások maradéktalan betartása mellett meg kell kísérelni az elérhető legnagyobb mértékben átállni a ciklikus, tervszerű megelőző karbantartásról (TMK) az állapotfüggő karbantartásra. Ezzel a lépéssel csökkenthető annak kockázata, hogy a berendezések indokolatlan „túlkarbantartása” azok élettartamának csökkenését okozhassa.
Ehhez párosul, hogy elsősorban a villamos és irányítástechnikai berendezések erkölcsi és műszaki avulása rendkívül gyors, az immár 70 év tervezett üzemidőhöz mérten pedig különösen. Ma már követelmény a tervezővel szemben, hogy ezen aspektusok szem előtt tartásával tervezze meg a rendszereket és rendszerelemeket. De 30-40 – vagy akár több – évvel ezelőtt ez még nem volt követelmény! Így aztán az üzemidő alatt a berendezések avulásából eredő cserék, átalakítások komoly műszaki-biztonsági logisztikát igényelnek, hogy a meglevő rendszerek és berendezések mellett miként lehet majd ezeket elhelyezni, kivitelezni. Hasonló kihívásokat jelent a berendezések sokfélesége is, melyek mind típusukban, mind darabszámukban hatalmas mennyiséget jelentenek egy atomerőművi blokkon. Komoly erőforrásokat és alkalmas módszereket igényel, hogy állapotuk reálisan megítélhető legyen annak eldöntésére, hogy szükséges-e valamilyen beavatkozás (csere, felújítás stb.) rajtuk.
Mindezek alapján jól látszik, hogy egy további üzemidő hosszabbításhoz mélyrehatóbb és átfogóbb hatáselemzésre van szükség, amelyben nagyobb felelősség hárul mind az elemzőkre, mind a nukleáris hatóságra. A létesítményben minden körülmények között garantálni kell a nukleáris biztonság legmagasabb szintjét. Ehhez pedig komoly hozzáértésre, felkészült, a nukleáris területen nagy tapasztalattal rendelkező, a biztonság iránti feltétlen elkötelezett szakértőkre és vezetőkre van szükség.
Mert egy atomerőműnél ezeket a döntéseket
alapvetően nem gazdasági, politikai,
hanem műszaki-biztonsági alapon kell meghozni.
