VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA STAVEBNÍ A STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STAVEBNÍ, PRAHA 1, DUŠNÍ 17 VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA STAVEBNÍ, akreditovaný program TECHNOLOGIE STAVEB PRÁCE Rešerše - ÚSTAV JADERNÉHO VÝZKUMU ŘEŽ a.s. Autor: Kamil Patzak Vedoucí práce: Ing. Pavel Kecek
Název práce: Ústav jaderného výzkumu Řež a.s. Ředitelka školy: PaedDr. Marie Plíhalová Zástupce ředitelky pro Vyšší odbornou školu: Ing. Miroslav Krejča, CSc. Abstrakt: V předložené práci je zpracován všeobecný popis výzkumného jaderného ústavu v Řeži. Dále se práce zabývá konstrukčním popisem navštívených staveb (v rámci exkurze). Poděkování: Rád bych v úvodu poděkoval panu ing. arch. Keckovi za zprostředkování exkurze a zaměstnancům ústavu za odborný výklad v rámci exkurze
1. Obsah 2. Úvod... 4 3. Lokalizace... 5 4. Historie... 6 5. Konstrukční popis... 7 6. Popis technologie... 13 7. Závěr... 16 8. Seznam zdrojů... 17
2. ÚVOD "ÚJV Řež, a.s. je obchodní společnost soustřeďující se na projektování a inženýrské činnosti, podporu bezpečného a efektivního provozu jaderných i klasických elektráren, chemii palivového cyklu a komplexní služby při nakládání s radioaktivními a jinými specifickými odpady. V oblasti zdravotnictví se zabývají výzkumem, vývojem, distribucí a výrobou radiofarmak. Významnou součást práce tvoří aplikovaný výzkum, vývoj, moderní technologie a inovace zejména v oblasti využití jaderné energie a zdrojů ionizujícího záření. Zaměření odpovídá organizační členění společnosti do jednotlivých divizí: - Jaderná bezpečnost a spolehlivost - Integrita a technický inženýring - Chemie palivového cyklu a nakládání s odpady - Radiofarmaka Výzkumná organizace Centrum výzkumu Řež s.r.o. (CVŘ) byla založena 9. října 2002 jako 100% dceřiná společnost ÚJV Řež, a. s. Hlavním posláním společnosti je výzkum, vývoj a inovace v oboru energetiky, zejména jaderné. K tomu disponuje významnou výzkumnou a experimentální infrastrukturou včetně výzkumných reaktorů LVR-15 a LR-0 a technologických smyček. Podstatné rozšíření výzkumné infrastruktury přinesla v letech 2012 2015 realizace velkého investičního projektu SUSEN (Udržitelná energetika). Společnost je zapojena do mnoha projektů na národní i mezinárodní úrovni. " 1 1 http://www.ujv.cz/cz/o-spolecnosti 01 - Pohled na areál [www.cvrez.cz]
3. LOKALIZACE Centrum výzkumu Řež s.r.o. se nachází na pravém břehu Vltavy. Podél řeky vede vnitrofiremní komunikace, podél níž jsou umístěny jednotlivé druhy provozů. V areálu se nachází budovy Administrativní, Průmyslové a Vědecko-výzkumné. Adrese vrátnice je: UJV Řež a.s. Hlavní 130 250 68 Husinec- Řež 02 - Širší lokalizace [www.mapy.cz] 03 - Mapa areálu [www.mapy.cz]
4. HISTORIE "10. června 1955 se Československá vláda, s podporou tehdejšího Sovětského svazu, rozhodla zřídit jaderné výzkumné pracoviště s názvem Ústav jaderné fyziky a založit Vládní výbor pro výzkum a mírové využití atomové energie. V témže roce byla zahájena výstavba areálu v Řeži. Již v roce 1957 zde byl spuštěn výzkumný reaktor VVR-S (dnes LVR-15) a uskutečněna první štěpná řetězová reakce v Československu. V následujících letech se ústav rozšiřoval, měnil název i zřizovatele, aby se od roku 1972 začalo používat označení Ústav jaderného výzkumu. Po roce 1989, činnost ztrácela postupně podporu státu a tím i finanční zajištění. Ústav jaderného výzkumu byl jako celek privatizován v roce 1992 a z příspěvkové organizace se transformoval v akciovou společnost. Akcionáři se stali ČEZ, a. s., SE, a.s., ŠKODA JS a.s. a obec Husinec. S tím souvisely i změny ve způsobu řízení, organizaci společnosti a především změny v obchodní strategii. Ústav jaderného výzkumu Řež a.s. se postupně stával především inženýrskou a teprve následně výzkumnou společností v oblasti aplikovaného výzkumu. Věnoval se analytické a projektové činnosti, podnikal v oborech bezpečnosti jaderných elektráren, problematice prodlužování životnosti jaderných elektráren, výzkumu a sledování stavu materiálů, kvalifikaci zařízení, koncepčních a prováděcích projektů. Nabízel projekty pro nakládání s radioaktivními i neradioaktivními odpady, orientoval se na střední a zadní části palivového cyklu jaderných elektráren. Postupně se budovala divize zaměřená na vývoj a výrobu radiofarmak, zejména pro PET (pozitronová emisní tomografie). Odborníci Ústavu se účastnili na projektech v oblasti vývoje nových typů jaderných reaktorů a řady dalších komerčních činností doma i v zahraničí. Novou strategii rozvoje společnosti potvrdil i nákup dceřiných společností, ve kterých má 100% podíl. Vznikla Skupina ÚJV, kterou tvoří: Ústav aplikované mechaniky Brno s.r.o. Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o., EGP INVEST, spol. s r.o. a Centrum výzkumu Řež, s.r.o., do kterého byly převedeny vědecké a výzkumné kapacity včetně infrastruktury. 1. září 2012, se na základě rozhodnutí Valné hromady společnosti změnil obchodní firma (název) na jednoduché: ÚJV Řež, a. s." 2 2 http://www.ujv.cz/cz/o-spolecnosti/historie
5. KONSTRUKČNÍ POPIS V rámci exkurze jsme navštívili objekt 254 a objekt 212. Oba objekty jsou těžké ocelové haly průmyslového charakteru. Objekt 254 04 - Orientační plánek [www.susen2020.cz] Tento objekt byl vystavěn jako průmyslová montovaná hala určená pro výzkumné účely. Roku 2015 byl zrekonstruován, v rámci investičního projektu SUSEN. (Jehož první fáze výstavby probíhala v letech 2012-2015.) Hala je založena na hlubinných základech a nosná konstrukce se skládá z 18 ocelových pilířů, které podepírají 9 mohutných ocelových nosníků. V rámci rekonstrukce byly vybudovány železobetonové stolice, pro technologii horkých komor, které dovedou roznést zatížení až 2000 tun. V rámci rekonstrukce byly také vytvořeny nové vzduchotechnické rozvody, rekonstruován obvodový plášť a střecha. Spolu s rekonstrukcí tohoto objektu byla vytvořena přístavba s technickým zázemím pro tuto průmyslovou halu. 05- Investice do projektu SUSEN [www.susen2020.cz] (Náklady na objekt 254 jsou i včetně montované přístavby)
Hala obdélníkového půdorysu (16m x 38m) má konstrukční výšku 18m, proto vysazení technologie na stolice do nezátopné výšky nebyl žádný problém a nad horkými komorami se mohou pohybovat 2 průmyslové jeřáby, které umožnují manipulaci s ocelovými komorami, které jsou výměnné. 06- Konstrukční schéma objektu 254 [www.susen2020.cz] 07- Nosná konstrukce pro horké komory [www.susen2020.cz]
08-10 - Konstrukce odstínění HK [www.susen2020.cz]
11-13 - Pohled na stolice, instalace skryté v podhledu a zastropení HK [www.susen2020.cz]
Objekt 212 14 - Orientační plánek [www.susen2020.cz] Tento objekt splňuje funkci průmyslového i vědeckého charakteru. Reaktor LR-0, který byl předmětem exkurze se nachází v průmyslové hale, která je opět montovaného charakteru. Nosnou konstrukci tvoří 12 ocelových pilířů, které podepírají 6 příhradových nosníků. Uvnitř haly je opět kolejnicový jeřáb, který umožnuje manipulaci s těžkými břemeny uvnitř haly. Přístup do této haly je ze čtvrtého nadzemního podlaží přes řídící centrum reaktoru. 16 - Ocelová montovaná hala s reaktorem LR-0 [www.cvrez.cz]
"Nádoba reaktoru je umístěna v betonovém stínícím bunkru. Sestává se ze dvou částí vyrobených z hliníku o vysoké čistotě (čistota materiálu nejméně 99,5 %). Spodní válcová část má A 3,5 m a výšku 6,5 m, stěny mají tloušťku 16 mm, dno 25 mm. Horní čtvercová část má rozměry 6 x 6 m, výšku 1,5 m a je se spodní částí svařena v jeden celek. Vnější válcová část nádoby je zastíněna 1 mm silnými kadmiovými plechy a celá nádoba je zakryta odnímatelnou tepelnou izolací v tloušťce 100 a 200 mm." 3 17 - Vnitřek reaktoru LR-0 [www.cvrez.cz] 3 http://cvrez.cz/vyzkumna-infrastruktura/vyzkumny-reaktor-lr-0/
6. POPIS TECHNOLOGIE Objekt 254 V tomto objektu se nachází technologie horkých komor, které slouží k defektoskopickým zkouškám a jednotlivým opravám zařízeni pro atomové elektrárny a další provozy zatížené radioaktivním zářením. 18 - Schéma horkých komor [www.susen2020.cz] "Srdcem každé horké komory je biologické stínění, které se používá k ochraně osob a životního prostředí proti účinkům ionizujícího záření produkovaného ozářeným materiálem, který je zpracováván v prostorách horkých a polohorkých komor. Unikátní design, který využívá ocel jako stínící materiál, umožnil výstavbu horkých komor v rekordně krátkém čase, a to za méně než 300 dní. I přes složitost výstavby tohoto náročného projektu za více než 75 mil. Kč se podařilo naplánovaný harmonogram splnit. Komory a jejich stínící účinky jsou projektovány na aktivitu 300 TBq. To je úroveň, která bezpečně pokrývá veškeré plánované operace s aktivním materiálem uvnitř komor. Operátoři budou chráněni půlmetrovou ocelovou stěnou a sérií olověných stínících skel, tzv. průzory, což bude pracovníky vystavovat pouze příkonu dávkového ekvivalentu 1,38 µsv/h při maximální aktivitě vzorku v
komoře. Po skončení prací na biologickém stínění se neprodleně započalo s instalací průzorů a manipulátorů. Výzkum prováděný v komplexu horkých komor bude zaměřen na jaderné elektrárny II., III. a IV. generace a na fúzní technologie. Tomu odpovídá také instrumentální vybavení. Horké komory budou poskytovat komplexní služby včetně výroby zkušebních těles a jejich následné testování. Skladba přístrojového vybavení byla zvolena tak, aby výrobní stroje kopírovaly používané techniky v ÚJV Řež, a. s., s možností jejich zastoupení v případě poruchy. " 4 19 - Schéma horkých komor [www. cvrez.cz] 20- Transport vnitřního boxu [www.susen2020.cz] 4 http://susen2020.cz/vyznamny-milnik-ve-vystavbe-horkych-komor/
Objekt 212 Objekt je rozdělen na pracoviště vědeckého charakteru a pracoviště vědecko-průmyslového charakteru. Vědecko-průmyslový charakter měla i, námi navštívená, průmyslová hala, kde se nacházel výzkumný reaktor LR-0. 21 - Průhled do reaktoru LR-0 [www.cvrez.cz] "Výzkumný reaktor LR-0 je lehkovodní reaktor nulového výkonu. Slouží jako experimentální reaktor pro měření neutronově fyzikálních charakteristik reaktorů typu VVER a PWR (Vodovodní energetický reaktor). Poskytuje vědeckotechnickou základnu pro experimenty v oblasti fyziky aktivní zóny a stínění lehkovodních reaktorů typu VVER (Temelín, Dukovany a další reaktory ruské konstrukce) a experimenty související se skladováním vyhořelého paliva z jaderných elektráren a s perspektivními směry v jaderné energetice. Reaktor LR-0 je řešen univerzálním způsobem, vhodným pro realizaci fyzikálních experimentů na aktivních zónách typu VVER v širokém rozsahu počtu kazet, obohacení paliva, s různou koncentrací H3BO3 v moderátoru, s různým uspořádáním absorpčních elementů v kazetách apod. Velmi důležitou součástí výzkumu je modelování a experimentální ověřování radiačního poškození materiálů vnitroreaktorové vestavby a reaktorových nádob VVER." 5 5 http://cvrez.cz/vyzkumna-infrastruktura/vyzkumny-reaktor-lr-0/
7. ZÁVĚR Areál Ústavu jaderného výzkumu v Řeži je velmi ojedinělý svým konstrukčním řešením a typem provozu, taktéž podléhá zvýšeným bezpečnostním kontrolám pro návštěvníky i zaměstnance. V areálu se vyskytují jednotlivé provozy průmyslového, vědeckého a administrativního charakteru, které každé požadují speciální přístup ke konstrukci v ohledu na danou technologii. V horkých komorách jsme si mohli danou technologii dokonce i vyzkoušet - práce s tříkloubovými manipulátory uvnitř horké komory. V rámci jaderného reaktoru LR-0 jsme dostali odborný výklad o štěpné reakci a fungování raeaktoru, konstrukční řešení objektů, popsané v této práci, bylo postaveno z velké části pouze na pozorovacích schopnostech. V rámci závěru bych chtěl poděkovat panu ing. arch. Keckovi za zprostředkování exkurze a zaměstnancům ústavu za odborný výklad v rámci exkurze 21- Tříkloubové manipulátory [www.colsys.cz]
8. SEZNAM ZDROJŮ Propagační letáky získané v UJV Řež: http://download.cvrez.cz/propagacni_materialy/cvrez_brozura_cz.pdf http://download.cvrez.cz/propagacni_materialy/cvrez_profil_cz.pdf http://download.cvrez.cz/propagacni_materialy/cvrez_infrastruktura_cz.pdf http://download.cvrez.cz/propagacni_materialy/susen_brozura_cz.pdf http://download.cvrez.cz/propagacni_materialy/cvrez_hot_cells_en.pdf Stránky společnosti Centrum výzkum Řež - http://cvrez.cz/vyzkum-a-vyvoj/susen/ UJV a.s. - http://www.ujv.cz/cz/o-spolecnosti SUSEN - http://susen2020.cz/vyznamny-milnik-ve-vystavbe-horkych-komor/