Ha nő a Duna vízállása, nagyon gyorsan teljes teljesítményre lehet kapcsolni a Paksi Atomerőmű még működő blokkját

„A legnehezebb és legkritikusabb éjszakán vagyunk túl” – mondta Magyar Péter miniszterelnök a kedd reggel közösségi oldalain megosztott videójában. A Duna folytatódó apadása miatt hétfő estétől egyre kilátástalanabb tűnt, hogy működésben tudják tartani a Paksi Atomerőmű 2. blokkjának még termelő turbináját. Hajnali fél 2-kor arról tájékoztatták, hogy néhány milliméterre jár a vízszint attól, hogy 44 év után először teljesen le kelljen kapcsolni az erőművet a hűtővizet szolgáltató szivattyúk teljesítményének romlása következtében. Ezután előbb a paksi fő Duna-ágon, majd az erőmű hidegvizes csatornájának öblében lassú emelkedésnek indult a vízszint, és helyreállt a szivattyúk teljesítménye. Kedd reggelre 2 centimétert emelkedett a vízszint, és azóta is stabilan több mint 220 megawattot termel a 2. blokk.

Ha nő a Duna vízállása, nagyon gyorsan, akár egy órán belül teljes teljesítményre lehet kapcsolni a Paksi Atomerőmű még működő kettes blokkját – mondta a Qubitnek hétfőn Adorján Ferenc független nukleáris biztonsági szakértő. A szakember szerint a Duna alacsony vízállásának az erőmű biztonságára nincs hatása, mivel a biztonságot a reaktor leállítás utáni túlmelegedésének megakadályozása jelenti, amihez nagyságrendekkel kevesebb vízre van szükség, mint az üzemeléshez. A 2. blokk működésének fenntartása, ami kedd hajnalban néhány milliméternyi vízszintkülönbségen múlott, Adorján szerint manőverezési szabadságot ad az erőmű üzemeltetőinek és a magyarországi villamosenergia-rendszernek. A három, már leállított paksi reaktorblokk újraindítása viszont akár napokba is telhet az erőmű mérnökeinek.

„A nukleáris biztonság nincs semmilyen módon veszélyben” – mondta a miniszterelnök a köztársasági elnöki jogköröket ideiglenesen gyakorló Forsthoffer Ágnes házelnökkel közösen tartott hétfői sajtótájékoztatóján, hozzátéve, hogy a Paksi Atomerőmű biztonsági hűtéséhez szükséges víz rendelkezésre áll. Magyar hétfőn azt is elmondta, hogy a Védelmi Munkacsoport ülésein az elmúlt napokban több lehetőséget is megvizsgáltak a Duna paksi szakaszán vagy az atomerőmű hűtőcsatornájánál történő ideiglenes duzzasztásra.

„Nem lehet felelősségteljesen ilyen lépéseket hozni” – mondta a miniszterelnök, mivel azokhoz hosszú hazai és nemzetközi engedélyeztetésre lett volna szükség a nukleáris biztonság garantálása érdekében. Ugyanakkor azt ígérte, hogy megvalósítanak majd valamilyen rövid távú megoldást, akár a dunai főágon, akár a hűtőcsatornánál, hogy hasonló leállásokat jövőre hasonló rekordalacsony vízállás esetén már el lehessen kerülni.

Miért kell hűteni a reaktorokat a leállításuk után?

A Paksi Atomerőmű négy reaktorblokkjának működtetéséhez folyamatosan nagy mennyiségű hűtővizet kell kiemelni a Dunából, ami az energiatermelési folyamatban keletkező „hulladékhő” elszállítására szolgál. Ezt a folyó vízállása a jelenlegi szivattyúrendszerrel az elmúlt napokban már nem tudta biztosítani, ezért vált szükségessé mind a négy blokk teljesítményének csökkentése, majd az első, a harmadik és a negyedik blokk leállítása. A kialakult helyzet Adorján szerint, aki 2012-ig az Országos Atomenergia Hivatalban az erőmű biztonsági felügyeletével kapcsolatos feladatokat látott el, nem jelent nukleáris biztonsági kockázatot, és a reaktorok biztonsági hűtéséhez szükséges feltételek maradéktalanul rendelkezésre állnak.

Aszódi Attila, a BME egyetemi tanára és a Paks II. beruházásért felelős kormánybiztos, majd államtitkár a Portfolión vasárnap arról írt, hogy a kondenzátor hűtővízszivattyúk működéséhez minimálisan szükséges vízszint 83,60 mBf (Balti-tenger feletti magasság) a Dunából leágazó, mesterséges hűtőcsatorna felső, hideg vizes ágában. Az erőmű építésekor a szivattyúk méretezéséhez 84,74 mBf-et vettek figyelembe, aminél most 109 centiméterrel alacsonyabb a vízszint a szivattyúk előtti öblözetben. A négy blokk 8 turbinája másodpercenként 100 köbméter hűtővizet igényel.

A paksi nyomottvizes erőmű reaktorblokkjai három hűtőkörrel dolgoznak. A reaktorokhoz a primer hűtőkör csatlakozik, ami egy teljesen zárt rendszert alkot. Ez hőátadó gőzgenerátorokon keresztül csatlakozik a szekunder hűtőkörhöz, amiben a fűtőelemek által felhevített primer hűtőkör hője gőzt generál. Az ebben a szekunder hűtőkörben keringő gőz hajtja meg a turbinákat, amiket a harmadik hűtőkör kondenzátorain keresztül hűt a Duna vize.

A reaktorok normál üzemi leállítása viszonylag lassan történik, és a vészleállításhoz képest kíméletesebb a reaktorra nézve – ez az operátorok számára rutinfeladat. A reaktor teljesítményét fokozatosan csökkentik, ami Adorján szerint jellemzően a szekunder hűtőkör felől történik, azáltal, hogy csökkentik a turbina felé történő gőzáramlást, ami visszahat a reaktorra, és csökkenti annak teljesítményét. A reaktorok leállításával leáll az önfenntartó hasadási láncreakció, ami a reaktorban a felhasználható energiát termeli.

A fűtőelemek azonban még a reaktorok leállítása után is termelnek energiát, mert az urán hasadása után keletkező atommagok további átalakulásokon, radioaktív bomlások sorain mennek keresztül, azaz erősen radioaktívak. Ez a radioaktív bomlás energiafelszabadulással jár, és maradványhőt képez. Ennek a maradványhőnek a mértéke gyorsan csökken, mondta Adorján, a leállítást megelőző teljesítményhez képest kezdetben kb. 5 százaléktól néhány perc alatt 2-3 százalékra, majd egy óra elteltével már csak 1-1,5 százalékra, néhény nap után már csak 0,1 százalékra csökken.

A maradványhő elszállítására szolgáló biztonsági hűtőrendszer így jóval kevesebb vizet igényel, mint a reaktor normál üzemi hűtőrendszere. Vészhűtés esetére szükséges hűtővízmennyiség az erőműben a Duna vizétől teljesen függetlenül, nagy méretű tartályokban rendelkezésre áll. Ha viszont ennek a maradványhőnek az elszállítása nem történne meg, a reaktor annyira felmelegedhet, hogy megolvadnak a fűtőelemek. Ez történt 2011-ben a Fukusima Daiicsi atomerőműben is, miután a 9-es erősségű tóhokui földrengés során vészleállított reaktorok hűtését lehetetlenné tette a földrengés által kiváltott cunami, mert tönkretette a biztonsági hűtőrendszerek működéséhez szükséges dízelgenerátorokat, valamint az országos villamoshálózatot is.

Az atomerőmű tervezői nem számoltak azzal, hogy hűtőtornyokra lesz szükség

A Paksi Atomerőműben a reaktorblokkok biztonsági hűtésére és a bennük keletkező maradványhő elvezetésére, mondta Adorján, több alternatív lehetőség is van, még akkor is, ha a normál biztonsági hűtőrendszer működéséhez túl alacsonnyá válna a dunai vízszint. Ilyenek az erőmű területén lévő nagy méretű víztartályok. Nagy László, a Paksi Atomerőmű műszaki vezérigazgató-helyettese a miniszterelnökkel közös sajtótájékoztatóján pénteken azt mondta, hogy ha a Duna a paksi vízmércénél -144 centiméter alá csökkenne, akkor már a helyszínre telepített, működésre kész mobil Pajtás-dízelszivattyúkkal oldják majd meg a biztonsági hűtőrendszer ellátását, amikből 12 lépne működésbe, 4 tartalékkal. A biztonsági hűtőrendszer üzemeltetéséhez szükséges kis vízmennyiség így Adorján szerint egyszerű, ideiglenes rendszerekkel is könnyen biztosítható.

Az atomerőművekben és bármely más hőerőműben keletkező hulladékhő elvezetésére alapvetően két megoldás létezik, mondta Adorján. Az egyik az, amit a Paksi Atomerőműnél is alkalmaznak, hogy a hűtési folyamat során keletkező meleg vizet valamilyen viszonylag nagy víztestbe, például egy bővízű folyóba vagy tengerbe engedik be. Ez felmelegíti a víztestet, de ennek mértéke – ha a víz mennyisége elegendő – az élővilág számára még tolerálható. A paksihoz hasonló erőműveknél így két fő korlátja van az üzemeltetésnek: az egyik, hogy túlzottan felmelegíti-e a víztestet, a másik pedig, hogy a hűtőrendszer vízkivételi művének csőcsonkja eléri-e egyáltalán a víztestet.

A másik megoldás az, hogy az erőmű mellé óriási hűtőtornyokat építenek, amik a hőfelesleget egy víztest helyett a levegőbe adják le. Ezekbe a tornyokba alulról áramlik be a levegő, miközben a hűtővizet bennük egy csőrendszerben keringtetik, amit vagy csak levegővel (száraz hűtőtorony), vagy hideg vízzel hűtenek (nedves hűtőtorony). Ezeknek az óriási hűtőtornyoknak költséges a megépítése, és Adorján szerint Paks tervezői arra számítottak, hogy a Duna vízhozama évtizedekig elegendő lesz az erőmű hűtésére.

Napokig tarthat a reaktorblokkok újraindítása

De mennyi időbe telhet a Paksi Atomerőmű három vagy legrosszabb esetben négy blokkjának újraindítása? Ha hideg állapotból kell újraindítani a reaktorokat, akkor az tovább tart, mert föl kell melegíteni üzemi hőmérsékletre a hűtőköröket és egyéb rendszereket, mondta Adorján.

Ennek előkészítése és a protokollok lépésről lépésre, folyamatos ellenőrzések mellett történő végrehajtása akár napokig is eltarthat, de valószínűleg egy hétnél kevesebb időt vesz majd igénybe. Ha szükségessé válik egy esetleges néhány óráig tartó leállítás, ami kedd hajnalban a Duna vízszintjének újbóli növekedése előtt majdnem megtörtént, akkor az ennél jóval gyorsabban visszafordítható, mert a reaktort és hűtőköreit még nem hagyják kihűlni.

A vízszint növekedése először a még villamos energiát termelő kettes blokk másik turbinájának újraindítását teheti lehetővé. Ennek során gőzt adagolnak majd a leállított turbinának, amivel lassan felpörgetik azt, miközben folyamatosan emelik a reaktor teljesítményét. Ebben, csakúgy, mint akár a hideg állapotból történő újraindításban az erőmű operátorainak Adorján szerint nagy rutinjuk van, és gyorsan végre tudják hajtani a műveletet.