Provedení a výsledky zátěžových testů JE Dukovany

Zátěžové testy jaderných elektráren požadované Evropskou radou jsou definovány jako cílené hodnocení bezpečnostních rezerv a odolnosti JE, na pozadí skutečností, ke kterým došlo v Japonsku na JE Fukushima-Daiichi, po zemětřesení a následné vlně tsunami dne 11.3.2011. Zadání požaduje analyzovat kombinace extrémních situací, které mohou vést k těžké havárii jaderného zařízení, bez ohledu na jejich nízkou pravděpodobnost. Toto je třeba mít na zřeteli při čtení předkládané zprávy.

Zátěžové testy jaderných elektráren požadované Evropskou radou jsou definovány jako cílené hodnocení bezpečnostních rezerv a odolnosti JE, na pozadí skutečností, ke kterým došlo v Japonsku na JE Fukushima-Daiichi, po zemětřesení a následné vlně tsunami dne 11. 3. 2011. Zadání požaduje analyzovat kombinace extrémních situací, které mohou vést k těžké havárii jaderného zařízení, bez ohledu na jejich nízkou pravděpodobnost. Toto je třeba mít na zřeteli při čtení předkládané zprávy. 

Na základě skutečností identifikovaných při havárii v JE Fukushima-Daichi byla mezinárodními jadernými institucemi vydána řada závěrů a ponaučení (pro jaderný průmysl a národní jaderné dozory), které jsou aplikovatelné pro všechny typy reaktorů. Předkládaná zpráva obsahuje výsledky zátěžových testů, specifikovaných deklarací ENSREG (European Nuclear Safety Regulators Group) ze dne 13. března 2011 „EU Stress Tests Specifications“. Zátěžové testy jsou součástí komplexního hodnocení bezpečnosti JE, které navazuje na mezinárodní dokumenty publikované k dané události, např.:

WANO  

SOER 2011-2, Fukushima Daiichi Nuclear Station Fuel Damage Caused by Earthquake and Tsunami, March 2011SOER 2011-3, Fukushima Daiichi Nuclear Station Spent Fuel Pool/Pond Loss of Cooling and Makeup, August 2011

INPO

Special Report on the Nuclear Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Station, November 2011

IAEA

International fact finding expert mission of the Fukushima-Daichi NPP accident following the great east Japan earthquake and tsunami, 16. červen 2011

US NRC

Recommendation for enhancing reactor safety in the 21th century, 12. červenec 2011

O provedení zátěžových testů byl ČEZ,a.s. požádán dopisem SÚJB ze dne 25. 5. 2011. Provedení zátěžových testů bylo upraveno příkazem ředitele Divize výroba ČEZ,a.s., který specifikoval jejich rozsah a způsob provedení.

Hodnocení bylo provedeno specialisty z oborů jaderné bezpečnosti, projektování jaderných zařízení, managementu havárií, havarijní připravenosti a výzkumu fenomenologie těžkých havárií, plně kvalifikovanými pro tuto činnost. Hodnotitelé postupovali v souladu s deterministickým přístupem předpokládaného postupného selhání všech preventivních opatření při hodnocení extrémních scénářů.

Vzhledem ke krátké době, ve které musely být zátěžové testy provedeny byl jmenován pracovní tým, stanoven pevný harmonogram a definovány výstupy z jednotlivých etap jejich zpracování. K termínu 15. 8. byl SÚJB informován o aktuálním stavu a postupu hodnocení formou tzv. Progress reportu.

Zobrazit v plné velikosti

Závěrečná zpráva ČEZ,a.s. „Ocenění bezpečnosti a bezpečnostních rezerv JE Dukovany (z pohledu skutečností havárie na JE Fukushima)“, byla SÚJB předána dne 31. 10. 2011. SÚJB následně provedl detailní posouzení zprávy, ze kterého vyplynuly některé požadavky na její dílčí úpravy.

V průběhu zpracování předložené zprávy proběhlo několik pracovních setkání se zpracovateli zátěžových testů ostatních JE typu VVER v rámci tzv. klubu VVER (EDU, Paks, Loviisa, Bohunice, Mochovce) a JE Kozloduj. V rámci WANO MC probíhají diskuse i s ostatními provozovateli JE typu VVER mimo země EU.

Pro zabezpečení objektivnosti bylo provedeno nezávislé posouzení předložené zprávy nejvýznamnějšími vnějšími dodavateli v oblasti jaderné bezpečnosti, mezi které patří zejména ÚJV Řež a Westinghouse.

Zpráva hodnotí charakteristiku JE Dukovany a její lokality na základě znalostí, které vyplývají z bezpečnostních studií, analýz, průzkumů, historických zkušeností a inženýrského odhadu, a týkají se současného výskytu několika neočekávaných (nadprojektových) a nepravděpodobných situací a poruch, kombinací kterých může dojít k hypotetickému havarijnímu stavu bloku s předpokládanou četností výskytu jedenkrát za 1 000 000 let provozu JE nebo ještě menší.

Hodnocení zahrnuje:

• posouzení projektových požadavků a soulad s jejich plněním,
• posouzení odolnosti, robustnosti vůči nadprojektovým stavům (bezpečnostní rezervy, diverzita, redundance, fyzická separace, atd.) a efektivity systému ochrany do hloubky, včetně identifikace hraničních stavů (cliff edge effects) a případných opatření jak se těmto hraničním stavům vyhnout,
• identifikaci všech prostředků k udržování 3 základních bezpečnostních funkcí (reaktivita, chlazení paliva, omezení úniků) i podpůrných funkcí (elektrické napájení, odvod tepla do koncového jímače) a zvažuje efektivní možnosti k dalšímu zlepšení ochrany do hloubky.

V hodnocení jsou postiženy všechny provozní režimy a stavy jaderných bloků. Konkrétně se zabývá dopady událostí jako je zemětřesení, záplavy, extrémní přírodní vlivy, ztráta vnějších zdrojů el. napájení, úplná ztráta el. napájení a ztráta koncového jímače tepla. Významnou část zprávy tvoří rovněž kapitola „těžké havárie“, jež popisuje procesy a strategie pro jejich zvládnutí v různých fázích. Tato zpráva je hodnotí a popisuje výrazně nad rámec licenčních požadavků stanovených platnou legislativou (Zákon č. 18/1997 Sb.).

Výsledky zátěžových testů potvrzují skutečnost, že robustnost JE Dukovany poskytuje značné rezervy k odvrácení těžkých havárií. K silným stránkám z pohledu vnějších rizik patří zejména:

• projekt, jež prochází stálou kontrolou a aplikuje relevantní nové poznatky,
• robustnost a konzervativnost projektu připraveného pro náročné podmínky,
• možnost využití diverzních prostředků odvodu tepla (požární čerpadla)
• lokalita s minimálním seismickým rizikem,
• lokalita prakticky vylučující vnější záplavy,
• dvě velké vodní nádrže na doplňování surové vody,
• velká zásoba chladící vody uvnitř elektrárny,
• kompaktní bazény použitého jaderného paliva zajišťující podkritičnost paliva i při zaplavení čistou vodou,
• velký objem kontejnmentu (barbotážní systém) a relativně menší zdrojový člen (menší výkonové parametry reaktoru).
• velká zásoba chladiva ve žlabech barbototážní věže

Bezpečnost JE Dukovany byla v minulosti potvrzena celou řadou mezinárodních misí posuzujících úroveň zajištění jaderné bezpečnosti, s uvážením zkušeností západních JE. Jednalo se zejména o následující mise:

• Operational Safety Review (OSART), IAEA (1989): hodnocení provozní bezpečnosti JE,
• Operational Safety Review Follow-up (OSART FU), IAEA (1991): plnění doporučení a návrhů z mise OSART v oblasti údržby,
• Assessment of Significant Safety Events (ASSET), IAEA (1993): hodnocení bezpečnostně významných událostí,
• Assessment of Significant Safety Events (ASSET), IAEA (1996): prověření systému vyšetřování přímých a kořenových příčin provozních událostí, přijímání a plnění nápravných opatření spolu se zajištěním zpětné vazby z těchto událostí,
• Technický audit, ENAC (1994 – 1995): posouzení technického stavu systémů EDU (základ Programu obnovy zařízení),
• Safety Issues of WWER 440 Resolution Review, IAEA (1995): posouzení bezpečnostní nálezů z materiálu "Safety issues and their ranking for WWER 440 model 213 Nuclear Power Plants",
• Jaderný pojišťovací Pool, Marsh & McLennan (1996): hodnocení požárních rizik,
• Jaderný pojišťovací Pool, organizován Gradmann & Holler (1996): hodnocení rizika poruch strojního zařízení,
• Jaderný pojišťovací Pool, ČJP (1997): inspekce pojišťovacích rizik (v prosinci 1997 podepsána pojistná smlouva mezi ČEZ, a. s., a ČJP pro krytí odpovědnostních rizik),
• Peer Review, WANO (1997): prověrka systémů a pracovních postupů dle kritérií INPO,
• International Peer Review Service (IPERS), IAEA (1998): hodnocení pravděpodobnostního modelu bezpečnosti JE a stanovení pravděpodobnosti tavení aktivní zóny reaktoru,
• International Physical Protection Advisory Service (IPPAS), IAEA (1998): hodnocení fyzické ochrany jaderných zařízení a ochrany jaderných materiálů a jaderných zařízení,
• Jaderný pojišťovací Pool, ČJP (2000): mezinárodní inspekce pojišťovacích rizik, ověření zachování nastavených podmínek,
• Certifikační audit EMS, Det Norste Veritas (2001): závěrečné posouzení JE Dukovany podle požadavků normy ISO 14001 - Ekologický podnik, pravidelně obhajován každé 3 roky
• Operational Safety Review (OSART), IAEA (2001): hodnocení provozní bezpečnosti ve všech oblastech provozu JE,
• Operational Safety Review Follow-up, (OSART FU), IAEA (2003): následná mise k plnění doporučení z roku 2001,
• Jaderný pojišťovací Pool, ČJP (2006): kontrola plnění doporučení z minulé inspekce,
• Peer Review, WANO (2007): prověrka oblastí provozní bezpečnosti JE ostatními provozovately jaderných elektráren,
• Safety Assessment Long Term Operation Review (SALTO), IAEA (2008): posouzení připravenosti JE zajistit bezpečnostní aspekty vyplývající z prodlužování životnosti JE,
• Peer Review Follow-up, WANO (2009): následná mise na kontrolu realizovaných nápravných opatření z mise 2007,
• Operational Safety Review (OSART), IAEA (2011): opakované hodnocení provozní bezpečnosti JE mezinárodními experty,

Z pohledu zátěžových testů je významné zejména pozitivní hodnocení lokality. Přestože území České republiky není výrazněji postihováno (s výjimkou záplav) extrémními klimatickými jevy, byla při výběru lokality pro umístění JE Dukovany plně respektována oficiální kritéria IAEA, stanovená od r. 1979 obecně závazným předpisem, který specifikoval umístění budoucích JE právě s ohledem na minimalizaci rizik ve vztahu k vnějším vlivům.

Z tohoto důvodu je možné hodnotit lokalitu JE Dukovany jako vysoce stabilní ve vztahu k seismicitě. Konečným médiem (jímačem koncového tepla) je atmosféra a chlazení je zajištěno odparem v chladicích věžích. Vodu zajišťují vodní nádrže, které jsou umístěny výrazně níže pod úrovní JE, proto ani jejich poškození (např. v případě extrémních záplav, zemětřesení apod.) elektrárnu neohrozí.

Hodnocení bezpečnostních rezerv JE Dukovany vychází především z výpočtových analýz a případně z kvalifikovaného inženýrského odhadu. Zpráva analyzuje možný dopad kombinované neprovozuschopnosti systémů důležitých pro bezpečnost JE, např. při úplné ztrátě elektrického napájení (station black-out), ztrátě systémů zajišťujících odvod tepla do koncového jímače nebo při ztrátě vnějšího elektrického napájení (např. při rozpadu energetické sítě).

I přes vysokou úroveň bezpečnosti provozu a robustnost JE Dukovany byly, na základě provedených rozborů, identifikovány následující možnosti dalšího zvýšení úrovně bezpečnosti a odolnosti JE Dukovany v preventivní i následné fázi rozvoje extrémních stavů JE:

• doplnění dalších mobilních zdrojů elektrického napájení a mobilních zařízení pro čerpání medií, nezávislých a plně oddělených od stávajících projektových systémů (napájením, dislokací, apod.),
• optimalizace organizace a školení personálu pro řízení extrémních situací (např. při zasažení více bloků JE, při ztrátě řídících center, systémů komunikace, apod.),
• rozšíření kapacity zařízení pro likvidaci vodíku při těžkých haváriích a tím zvýšení odolnosti kontejnmentu.

V letech 2006 a 2007 bylo provedeno komplexní hodnocení bezpečnosti po 20 letech provozu JE Dukovany (tzv. PSR – Periodické hodnocení bezpečnosti, pro všech 14 oblastí dle návodu IAEA NS-G-2.10.). Jednalo se o hloubkovou kontrolu plnění požadavků domácích i mezinárodních legislativních dokumentů, požadavků WENRA definovaných v dokumentu „Reactor Safety Reference Levels“ i dalších mezinárodních doporučení z dokumentů IAEA (Safety Guides, INSAG). Komplexní hodnocení v rámci PSR přitom identifikovalo obdobné příležitosti ke zvýšení bezpečnosti jaké jsou uvedeny v předložené zprávě. Některé z nich (např. zvýšení odolnosti projektu JE Dukovany na následky těžkých havárií, jehož součástí je doplnění rekombinátorů pro těžké havárie a příprava na zaplavení šachty reaktoru) jsou již dnes ve fázi přípravy na implementaci a byly by realizovány i bez ohledu na zátěžové testy. PSR přitom předpokládá implementaci odsouhlasených opatření do roku 2015, tj. do doby prodloužení životnosti JE Dukovany.

Výsledky zátěžových testů JE Dukovany, jako cíleného hodnocení bezpečnostních rezerv a odolnosti JE, požadovaného Evropskou radou, potvrzují efektivitu a správnost dříve přijatých rozhodnutí k implementaci opatření ke zodolnění původního projektu. Nebyl nalezen stav, který je nutné bez prodlení řešit. Elektrárna je schopna bezpečně zvládnout i vysoce nepravděpodobné extrémní havarijní stavy, aniž by došlo k ohrožení jejího okolí.