Paks II.: 40 éves tervektől az első betonöntésig

A Paksi Atomerőmű építési fázisában, már a 70-es, 80-as években is több alkalommal felmerült egy későbbi bővítés lehetősége és ennek műszaki előkészítése. Milyen előkészítő munkákat végeztek el annak idején a mérnökök, mennyivel van ezek birtokában könnyebb helyzetben Paks II. ahhoz képest, mint ha egy teljesen új telephelyen kellene az atomerőművet felépíteni?

Valóban, amikor a Paks 1-4. blokkját tervezték, akkor már elvi szinten felmerült a további bővítés lehetősége is. Akkor már a szovjet tervezőasztalon ott volt az úgynevezett VVER 1000-es típuscsalád terve, amiből már többet is tervezett a Szovjetunió területén az akkori nukleáris iparért felelős állami cég. Határozott elképzelések voltak arra vonatkozóan, hogy a felépült – ma is működő – 4 darab VVER 440-es blokk mellé további két VVER 1000-est építsenek a későbbiekben. Az érintett terület kijelölése és  előkészítése a Paksi Atomerőmű 1-4. blokkjának üzembe helyezését követően meg is történt, és bár három évtizedet kellett várni az új blokkok építésére, de összességében az eredetileg is tervezett bővítés helyszínén valósul meg a Paks II. beruházás 5-ös és 6-os blokkja, immár VVER 1200-as típuscsaládba tartozó reaktorokkal.

A 80-as években a bővítési terveknek megfelelően elvégezték a tereprendezést, földtani kutatásokat, próbafúrásokat is végeztek.

Annak idején a tervezők úgy gondolták, hogy a hűtővíz-rendszereket is össze fogják kapcsolni, és az a hidegvíz-csatorna, ami jelen pillanatban kiszolgálja hűtővízzel az 1-4. blokkot, az az 5-6-ost is ki fogja majd. Illetve az a melegvíz-csatorna, ami most a Paks 1-4. blokkja által fölmelegített hűtővizet a Dunába visszavezeti, az új blokkok igényeit is ki tudja majd elégíteni. Az építési terület elrendezése, szakmai nyelven a site layout úgy lett kialakítva, hogy a későbbiek során a szükséges infrastruktúrát, kiszolgáló technológiát le lehessen fektetni anélkül, hogy Paks I. működését érdemben befolyásolná. Erre konkrét tervek is születtek, amelyeket természetesen teljesen felül kellett vizsgálni, és a mai követelményekhez, körülményekhez igazítani. Mindenesetre minden bizonnyal könnyebbséget jelent a projekt számára, hogy már egy valamelyest előkészített és meglévő infrastruktúrákhoz kapcsolattal rendelkező helyszínen építkezhetünk.

Mennyiben befolyásolja mégis a tervezés és építkezés menetét, hogy egy atomerőmű működik az építési terület mellett? Okoz ez nehézséget az engedélyeztetési folyamatban, vagy szükséges olyan műszaki megoldásokat alkalmazni, amelyeket egy „zöldmezős” helyszínen nem kellene?

A nemzetközi nukleáris projektek külön, kiemelt figyelemmel kezelik és saját követelményeket támasztanak olyan telephelyek esetén, ahol már van működő atomerőmű a tervezetten vagy már építés alatt álló blokkok mellett. Ennek oka, hogy az építés során ki kell zárni minden olyan tényezőt vagy kezelni kell minden olyan hatást, amely bármilyen negatív befolyással lehet a „szomszédban” üzemelő nukleáris blokkokra, mind nukleáris biztonság, mind pedig üzembiztonság szempontjából.

A Duna szerepe ebből a szempontból is rendkívüli figyelmet igényel,

hiszen a talajvíz szintjének változása a tervezés és építkezés szempontjából is meghatározó tényező. Ha a talajvízszint-változásba bármilyen módon beavatkozunk, akkor számolni kell azzal, hogy a meglévő épületek statikai állapota is megváltozhat. Ennek kiküszöbölésére egy 2,7 kilométer hosszúságú, 1 méter széles, néhol 25-28 méter mélyre is lenyúló úgynevezett résfalat építettünk az 5-6-os blokk építési területe köré.

Az elsődleges funkciója ennek a résfalnak, hogy kordában tartsuk a munkagödörbe betörő talajvizet, különben extrém mennyiségű és rendkívül energiaigényes szivattyúzásra lenne szükség ahhoz, hogy a betonozási munkák száraz körülmények között történhessenek meg, illetve ami rendkívül fontos, a Paks I. alatti talajvízrétegekre a víztelenítésnek ne legyen hatása.

Az 5-ös blokk alatti talajszilárdítás nyár végén fejeződött be. Miért szükséges ez a munkafolyamat, és pontosan mit jelent?

Az 5-ös blokk alatt nyár végén, szeptember elején végzett a kivitelező a talajszilárdítással, a 6-os blokk esetében pedig már a munka legvégén járnak. A talajszilárdításnak a célja – ahogy a neve is sugallja –, hogy azt a talajréteget, amelyen majd a nukleáris biztonság szempontjából kiemelt épületek, létesítmények állni fognak, biztos alapot nyújtva kellően megszilárdítsa, abban az esetben, ha az eredeti talaj tömörsége, szerkezete nem megfelelő. Erre több műszaki megoldás létezik, a projektnél, a DSM (Deep Soil Mixing - mélykeveréses) technológiával egy egybefüggő, szilárd, megerősített talajtömböt hoznak létre.  Masszív fúró-keverő fejekkel egyes pozíciókban akár 35 méter mélységig lefúrva, egy speciális cementes kötőanyagot a talajba juttatva, az elkeverés után jönnek létre a nagy szilárdságú talajcölöpök.

Ezekből az egymásba metsző, 2 méter átmérőjű talajcölöpökből közel 28 ezret alakítottunk ki közvetlenül a két új blokk fő épületei alatt.

A talajszilárdítást egy hasonló nukleáris projektben tapasztalatot szerzett német cég, a Bauer végzi, speciálisan erre a munkákra kifejlesztett gépparkkal. A munkafolyamat megkezdése előtt természetesen lefolytattunk egy talajszilárdítási tesztet is, amit az Országos Atomenergia Hivatallal engedélyeztettük, a teszt sikeres jóváhagyása után annak eredményét felhasználva kezdődhetett meg a tényleges munkavégzés a területen. A már említett résfalra – amelynek kivitelezője szintén a Bauer vállalat – ugyanez az eljárás vonatkozott.

Az 5-ös blokk esetében már a következő munkafolyamat is elkezdődött: a megszilárdított talajtömb végleges kontúrjának a kialakítása van folyamatban, kialakítjuk azokat az úgynevezett lavírsíkokat, alapozási síkokat, amelyeken majd a konkrét szerkezetépítés, a betonozás megkezdődik.

Mit érdemes tudni a munkagödörről, hány köbméter földet kellett kiemelni, milyen technológiával végzik a tevékenységet? Mi történik a kiemelt földdel?

A munkagödör helyenként 23 méter mély, a két blokkra vonatkozó teljes talajkiemelés pedig több mint 3 millió köbmétert jelent majd. Ahogy említettem, a korábbi bővítési terveknek megfelelően évtizedekkel ezelőtt megtörtént a terület rendezése, talajfeltöltés, amit jórészt az 1-4 blokk építésénél kitermelt talajjal oldottak meg. Első lépésként ezt a korábban feltöltött terület legfelső, 5 méter vastagságú rétegét kellett letermelni, amit az építési terület melletti ideiglenes depóniákba helyezett el a kivitelező Duna Aszfalt cég.

A megszilárdított talaj egy részének a kiemelése a következő fázis a munkában. Ennek oka, hogy a talajszilárdítás során a bejuttatott anyag nemcsak a tervek szerinti végleges talajréteget köti meg, hanem az a fölöttit is. A cementált réteget kitermelés után szintén egy depóniába viszik, ahol a hulladékkezelés szabályainak megfelelően osztályozzák, és szelektálják. Az 5. blokk területén ez a munkafolyamat zajlik éppen.

A fenntarthatóság az építkezés esetében fontos szempont, ezért a kiemelt és osztályozott talajt a későbbiekben akár hasznosíthatják is.

Az 5-ös blokk első nagyberendezése, a biztonsági célokat szolgáló olvadékcsapdája augusztusban megérkezett a telephelyre. Melyik lehet a következő, amit le fognak gyártani?

2025 első felében megkezdődhet a gőzturbina nagy-középnyomású ház forgórészének gyártása. Ezt a francia Arabelle Solutions gyártja Paks II. számára, amely ma már újra francia tulajdonban van. A turbina a korábbi Alstom cég saját, kifejezetten atomerőművek számára kifejlesztett turbinacsaládjába tartozik, a ma elérhető egyik legkorszerűbb berendezés. Ehhez hasonló turbina kerül például az Egyesült Királyságban épülő Hinkley Point C atomerőműbe, illetve a szintén VVER 1200-as technológiát használó török Akkuyu és az egyiptomi El Dabaa erőműbe is.

Le kell szögeznem, hogy összességében az orosz fővállalkozó dönti el, hogy az adott engedélyek birtokában, a projekt haladását figyelembe véve, melyik berendezés gyártását, mikor indítja el.

A reaktor belső szerkezeti elemei, a reaktorfedél és minden további csatlakozó, primer köri csővezeték, szivattyúk, hőcserélők, a gőzfejlesztő, illetve az úgynevezett térfogat-kompenzátor gyártási dokumentációját a társaságunk, a kollégáim már véleményezik, az egyeztetések folynak. A fővállalkozó már leszerződött alvállalkozókkal, gyártóművekkel, amelyek a berendezéseket fogják gyártani. A gyártóművek nukleáris minősítési eljárásait időben elvégeztük, amit minden esetben meg kell tenni azért, hogy megbizonyosodjunk arról, mindenben megfelelnek a hazai nukleáris biztonsági szabályzat előírásainak.

Az atomenergetika, a nukleáris ipar ugyanakkor meglehetősen koncentrált, a világon csak néhány cég képes arra, hogy  például reaktortartályt vagy gőzfejlesztőt gyártson, az orosz tervek alapján jelenleg csak orosz gyártóművek képesek erre. Ezek a vállalatok pedig bőségesen el vannak látva munkával, hiszen több VVER technológiát használó erőmű is épül párhuzamosan.

Ez a tény nyilván befolyásolhatja a gyártási időket, az ütemezést is.

Paks I.-et és Paks II.-t is ugyanaz a hidegvíz-csatorna fogja kiszolgálni hűtővízzel. A 30-40 év alatt megváltozott klimatikus viszonyok indokolnak bizonyos fejlesztéseket az eredeti elképzelésekhez képest? Hogyan tudják majd az új blokkok teljesíteni a Dunába visszaengedett hűtővíz maximális hőmérsékletére vonatkozó előírásokat?

A jelenlegi hidegvíz-csatornát eleve úgy alakították ki, hogy a későbbi bővítés igényeit is kiszolgálja. Ennek megfelelően a hűtővíz kapacitása elméletileg megfelelő. Ugyanakkor a nukleáris ágazatban minden esetben rendelkezni kell a szükséges tartalékokkal, ezért a hidegvíz-csatornát ki kell bővíteni, illetve a Duna folyamatos mederváltozásához kell igazítani, vagyis mélyíteni is szükséges. Külön kihívást jelent, hogy a hidegvíz-ellátást nézve Paks II. Paks I. elé épül, vagyis mindent úgy kell kialakítanunk, hogy az atomerőmű működésére semmilyen negatív hatást se gyakoroljon a csatorna bővítése. Ennek az összetett munkafolyamatnak a tervei kapcsán az egyeztetések megkezdődtek értelemszerűen a Paks I. bevonásával, ezt követően az engedélyezési dokumentáció összeállítása fog megtörténni.

Természetesen az új blokkok hűtése magasabb hőmennyiséggel is jár.

A környezetvédelmi engedélyünkben meg van határozva, hogy Paks II. bebocsátási ponton, tehát ahol a hűtővíz visszafolyik a Dunába, nem lehet magasabb a hőmérséklet, mint 30 Celsius-fok. A számításaink szerint a blokkok működése legfeljebb 8 fokot emel a folyó hőmérsékletén. A legforróbb nyári napokon azonban nem ritka, hogy 22 Celsius-foknál magasabb a Duna hőmérséklete, éppen ezért egy kiegészítő hűtőrendszert építünk be a rendszerbe. Ezek egy úgynevezett mesterséges szellőzésű utóhűtő cellák, amelyekben a felmelegedett hűtővizet az előírt 30 Celsius-fok hőmérséklet korlát figyelembevételével visszahűtjük. Vagyis már a belépési ponton garantálni tudjuk, hogy a hűtővíz hőmérséklete nem haladja meg a 30 Celsius-fokot. A hűtőcellákból 66 darab épül, 11-es csoportokban, szekcionálisan kapcsolhatók be a hűtési igényeknek megfelelően. Ez egy rendkívül bevált és elterjedten alkalmazott technológia.

Kissé pazarlásnak tűnik, hogy az erőmű hulladékhőjét nem hasznosítják valamilyen formában. Nem születtek tervek ezzel kapcsolatban? Paks város távfűtéséhez például ma is az atomerőműből érkezik a hőmennyiség.

Paks városának távfűtését Paks II. a Paks I.-gyel megegyező technológiával, a turbina megcsapolásokból származó gőz hőjének hasznosításával tervezi. Ennek műszaki követelményeit és az ehhez kapcsolódó berendezéseket a tervek tartalmazzák, a fővállalkozói szerződés részét képezik. Külön hőközpontok épülnek erre a célra Paks II. technológiájában.

A kilépő hűtővíz hőjének hasznosítása, amelyet sokan gondolnak hulladékhőnek, többször is felmerült ötletként, de konkrét műszakilag megvalósítható és gazdaságilag előnyös elképzelés még nem született, és nem képezi a projekt szerves részét. A szűk keresztmetszetet elsősorban az jelentheti, hogy a hőmennyiséget milyen messzire éri meg gazdaságosan elszállítani. A környéken - Paksot kivéve - például alig van olyan település, ahol lenne kiépített távhőrendszer, így a hasznosítás is kérdéses lehet.

Az elmúlt időszakban megkezdődtek az üzembe helyezéshez szükséges nukleáris biztonsági szempontú elemzések. Mit takar ez pontosan, és miért csak most kerül ezekre sor?

Elsőként az úgynevezett előzetes biztonsági jelentés összeállítása, és a hozzá kapcsolódó nukleáris biztonsági szempontú elemzések készültek el. Ezek műszaki tervek alapján készültek, amelyek bizonyították, hogy az építendő blokkok biztonságosak, és ezért a létesítési engedély megszerezhető. Ezenfelül viszont több fontos további engedélyezési folyamat is hátravan még, a következő „nagy” engedély, az úgynevezett üzembehelyezési engedély megszerzése lesz. Magyarországon elég komplex egy atomerőmű engedélyezési folyamata mindaddig, amíg kereskedelmi üzembe kerül,

több stratégiai ponton is bizonyítani kell, hogy minden a tervek szerint épült, és a tervek visszatükrözik a nukleáris biztonság szempontú elemzések eredményeit.

Amint elindul a kiviteli tervezés, már a piacról ténylegesen kiválasztott berendezések, szivattyúk, csővezetékek, hőcserélők műszaki paraméterei is pontosabban rendelkezésünkre állnak, és még komplexebb képet adnak a teljes rendszerről. Ha valami miatt eltérés lenne ezekben a korábbi elemzésekhez képest, akkor ezeket újra kell számolnunk, az új adatokkal új elemzéseket kell végeznünk. A finomhangolás után tudjuk bizonyítani majd a hatóságnak az üzembe helyezési engedélykor, hogy az a konkrét rendszer, abban a formában, ahogy kiépült, továbbra is megfelel a kritériumoknak.

Ezt jelenti ez az előkészítési folyamat.

A kollégáink meghatározták, hogy milyen elemzéseket kell elvégezni, kiegészítve vagy módosítva a korábban elvégzettekhez képest. Ezeket specifikálták, és ahogy a kiviteli tervezés halad előre, és egyre pontosodnak azok az adatok, amelyek ezen elemzésekhez részben vagy egészében szükségesek, önállóan, vagy speciális műszaki kompetenciákkal rendelkező háttérintézményekkel együttműködve lépésről lépésre elvégzik ezen elemzéseket. A fő feladat az orosz tervezők elemzéseinek ellenőrzése, az eredmények tőlük független módon történő igazolása. Ez egy nagyon hosszú folyamat, több éven keresztül fut.

Melyik az a legkomolyabb műszaki engedélyeztetési mérföldkő, amit mihamarabb meg kell szerezni? Mi lehet az építkezés során a következő látványos építkezési fázis?

A következő látványos munkafázis az 5. blokki nukleáris épületek alapozásához kapcsolódó ún. első beton öntés lesz. Az első beton a nukleáris iparban kiemelt mérföldkő, ezután tekinthető úgy, hogy elkezdődhet a tényleges építési tevékenység. A kapcsolódó kiviteli tervek a tervezőkkel leegyeztettük, jóváhagyásunk után a betonozást végző kivitelező, a Bayer Construct ez alapján kezdheti meg a tevékenységeket.

A cikk megjelenését a Paks II. Zrt. támogatta.

Címlapkép és fotók forrása: Paks II. Zrt.