Přečtěte si:  Pozvánka na jubilejní 10. ročník konference Smart city v praxi na veletrhu URBIS

Spolupráce škol s průmyslem: Rensselaer Polytechnic Institute má simulátor malých jaderných reaktorů

18.4.2025 Příkladem spolupráce akademické sféry a průmyslu v oblasti inovativních technologií pro energetiku je otevření simulátoru pro malé modulární reaktory na americké univerzitě Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) koncem března 2025 (viz foto níže).

Rensselaer Polytechnic Institute (RPI)

Renssellaer Polytechnic Institute (RPI) sídlí v americkém městě Troy ve státě New York. Stephen van Rensselaer jej založil v roce 1824, a je tedy nejstarší technickou vysokou školou v USA. Studijní obory pokrývají širokou škálu odvětví od strojírenství přes chemii po informatiku, ekonomii a manažerská studia. Rensselaer má – podobně jako mnohé jiné americké prestižní univerzity – postavení soukromé neziskové univerzity, u nichž většina příjmů pochází ze školného a z výzkumné činnosti, zbytek tvoří příspěvky sponzorů.

Mezi jeho absolventy patřili stavitelé železnic i vynálezci a průkopníci televizní techniky, mikroprocesoru nebo e-mailu. Rensselaer jako vůbec první univerzita založil v roce 1980 podnikatelský inkubátor a jeho technologický park je známý úspěšným přenášením technologií z laboratoří do podnikatelské praxe.

Malé modulární reaktory

Pro malé jaderné reaktory obecně jsou charakteristické elektrické výkony v rozmezí 10–200 MWe, podle některých zdrojů až do 700 MWe, oproti výkonům kolem 1000 MWe u „velkých“ reaktorů. Dále jsou to minimální nároky na obsluhu, minimální nároky na údržbu, dlouhý interval pro výměnu paliva a minimální zóna havarijní připravenosti (vyloučení úniku do okolí).

Při jejich vývoji jsou využívány zkušenosti z vojenských i civilních projektů. Další důležitou vlastností, k níž jejich vývoj směřuje, je provoz bez obsluhy a bez výměny paliva po velmi dlouhou dobu, cca 10–25 let. Tyto reaktory mohou používat různé technologie (viz v naší nápovědě k článkům ZDE) – tedy dobře známý tlakovodní reaktor, nebo například plynem chlazený reaktor.

Malé reaktory jako jeden z perspektivních směrů bezemisní energetiky nedávno podpořila i vláda ČR.

Reaktor VOYGR od NuScale

VOYGR od dodavatele NuScale, dříve rovněž zvaný NuScale, představuje malou jadernou elektrárnu s moduly o elektrickém výkonu 77 MWe. Každý z modulů obsahuje tlakovodní reaktor se všemi komponenty pro výrobu páry a výměník tepla, uzavřené v jedné kompaktní nádobě. Lze z nich vytvořit sestavu až o dvanácti modulech o elektrickém výkonu 924 MWe. Nabízeno je také čtyřmodulové provedení o celkovém elektrickém výkonu 308 MWe a šestimodulové provedení s výkonem 462 MWe. Moduly jsou umístěny pod zemí.

Unikátním technickým prvkem NuScale je spirálový parní generátor (Helical Coil Steam Generator – HCSG), významně usnadňující svojí konstrukcí výrobu páry. Na rozdíl od běžné konstrukce jaderných reaktorů zde stoupá ohřátá tlaková voda z reaktoru svislou stoupací trubkou ve středu reaktorové nádoby na její vrchol. Odtud gravitací klesá spirálovitým vedením HCSG, kde předává teplo vodě sekundárního okruhu, zpět do reaktoru. Tím se tato technologie obejde bez čerpadel, což představuje výrazné zjednodušení a zlevnění.

VOYGR je vůbec první malý reaktor, který získal povolení od amerického regulačního úřadu pro jadernou energii (the US Nuclear Regulatory Commission).

Šestimodulový zdroj se připravuje pro provoz ve státě Utah v roce 2030 v rámci dodávky veřejnému konsorciu Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), které je politickou subdivizí státu Utah pro velkoobchodní dodávku a přenos elektrické energie a další související služby. VOYGR bude dodán jako jeho projekt bezuhlíkové elektřiny.

Simulátor na RPI

Simulátor tohoto SMR – Energy Exploration (E2) Centre – se nachází na Inženýrské fakultě RPI v jejím sídle v městě Troy. Simulátor znázorňuje fungování výše zmíněné dvanáctimodulové sestavy o elektrickém výkonu 924 MWe.

Studentům inženýrských (tedy magisterských) technických oborů nabízí příležitost, jak si přímo vyzkoušet nabyté vědomosti z oblasti nukleárních věd a strojírenství prostřednictvím simulovaných provozních scénářů skutečné jaderné elektrárny. Tím se kvalitněji připraví na reálnou praxi, jež je čeká po absolvování školy. Simulátor podporuje týmovou spolupráci při řešení reálných problémů a zároveň propaguje zájem o jadernou energetiku, pro niž vychovává kvalitní pracovníky.

Tento simulátor byl spolufinancován americkým Ministerstvem energetiky (DoE) z programu zaměřeného na podporu univerzit v oboru jaderné enerhetiky.

Simulátor je již osmým v pořadí, které NuScale uvedla do provozu. Jeho sedm předchůdců se nachází nejen v USA, ale také v Rumunsku, Jižní Koreji a africké Ghaně.

redakce Proelektrotechniky.cz

Foto © Rensselaer Polytechnic Institute

Další informace zde

Přečtěte si také:

Rok 2025: Očekává se nárůst výroby elektrické energie z jaderných zdrojů

6.1.2025 O více než 7 % by mohla v roce 2025 vzrůst výroba v jaderných elektrárnách Dukovany a Temelín. Ty v minulém roce dodaly do sítě 29,7 TWh elektřiny. Dlouhodobě tak pokrývají cca 40 % české spotřeby, do budoucna by jejich podíl společně s obnovitelnými zdroji měl dál narůstat. 

Newcleo: malý olovem chlazený reaktor z Francie vstoupil do britského povolovacího procesu

10.12.2024 Malé modulární reaktory a reaktory IV. generace jsou, nezávisle na sobě, důležitými rozvojovými směry jaderné energetiky. Inovativní francouzská firma Newcleo tyto směry spojuje v olovem chlazeném malém modulárním reaktoru s označením LFR-AS-200, pro nějž na začátku prosince 2024 zažádala u britského úřadu pro jadernou bezpečnost o vstup do procesu schválení konstrukčního návrhu (Generic Design Assessment, GDA). 

Dokument MAF CZ 2023 analyzuje zdrojovou přiměřenost české energetiky do roku 2040

28.11.2024 Provozovatel přenosové soustavy představil na konci října 2024 dokument „Hodnocení zdrojové přiměřenosti ES ČR do roku 2040“ (MAF CZ 2023), který zobrazuje možné trajektorie vývoje českého elektroenergetického sektoru. Informace o české zdrojové základně čerpá MAF CZ 2023 z aktualizovaného sběru dat v první polovině roku 2024, v němž se již projevují změny v plánech provozovatelů zdrojů. U údajů o okolních evropských státech vychází dokument z dat ENTSO-E platných k březnu 2023. 

Cyklus odborných konferencí „Chytrá elektrická doprava v praxi“ na veletrhu AMPER, „Smart city v praxi“ na veletrhu URBIS  a „Moderní technologie pro elektrickou dopravu“ na veletrhu eSALON

Naše konzultační firma, která je zaměřena na odbornou podporu chytrých technologií v dopravě a energetice a inteligentních měst, organizuje již jedenáctým rokem konference o chytré elektromobilitě a chytrých řešeních pro města. Konference jsou určeny odborné veřejnosti z řad průmyslu a ostatních relevantních organizací, zástupcům dopravních podniků i soukromých dopravců, zástupcům municipalit či dalším zájemcům o tuto problematiku či školám. Pokud se budete chtít stát partnerem konference, neváhejte nás kontaktovat.

Bližší informace, pozvánky na tyto konference a zprávy z těchto a dalších konferencí včetně prezentací naleznete zde.

Rozšířená realita a 5G síť: Moderní digitální technologie se uplatňují i při provozu jaderné elektrárny

23.10.2024 Moderní digitální technologie mají široké spektrum uplatnění. O jednom z mnoha informovala odbornou veřejnost v říjnu 2024 skupina ČEZ v souvislosti s jadernou elektrárnou Temelín, kde testuje brýle s rozšířenou realitou na podporu efektivní a bezpečné kontroly různých zařízení. Jejich využití umožňuje privátní 5G síť. 

První malé modulární reaktory v ČR budou od Rolls-Royce

27.9.2024 Skupina ČEZ hodlá při vývoji a výstavbě malých modulárních reaktorů spolupracovat s firmou Rolls Royce SMR a uzavřít s ní strategické partnerství. První reaktor plánuje britská společnost ve Velké Británii na počátku 30. let. Odbornou veřejnost o tom informovalo Ministerstvo průmyslu a obchodů v září 2024. 

Energy nest: unikátní hybridní zdroj pro služby výkonové rovnováhy ve Vraňanech

15.7.2024 V červenci 2024 byl ve Vraňanech u Mělníka oficiálně představen unikátní hybridní zdroj energie Energy nest, první svého druhu v regionu střední a východní Evropy. Tento zdroj, jehož provozovatelem je energetická skupina Decci a generálním dodavatelem společnost Siemens, bude sloužit pro podpůrné služby výkonové rovnováhy (SVR) stabilizující českou elektrizační soustavu. 

Služby výkonové rovnováhy na Vranově zajistí bateriové úložiště, součástí je ochrana proti požáru

21.6.2024 Vodní elektrárna Vranov  provozovaná společností E.ON  je jednou z těch, které poskytují české elektroenergetické síti služby výkonové rovnováhy. Významným pomocníkem se přitom stane bateriové úložiště od společností Siemens a EVC Group. Odborná veřejnost s ním byla seznámena v červnu 2024. 

Také Norsko počítá s jadernou energetikou, preferuje malé modulární reaktory

19.4.2024 Norsko má v ČR image země zaslíbené elektromobilitě a obnovitelným zdrojům. Téměř 90 % elektrické energie zde dodává 1770 malých a středně velkých vodních elektráren. Z dalších cca 10 % vyrábějí elektřinu větrné zdroje a zbývající jednotky a zlomky procent se dělí mezi spalování biomasy a fosilní zdroje. Přesto i Norsko zahrnuje do svých budoucích plánů jadernou energetiku. Preferovaným zdrojem by měly být malé modulární reaktory (SMRs). 

Malé modulární reaktory také v Jižní Africe

11.4.2024 Malé modulární reaktory (SMR) dobývají „černý kontinent“ – Afriku. Svědčí o tom vůbec první malý modulární reaktor v Jihoafrické republice od tamní společnosti Strateg Global, pro nějž byla na začátku dubna 2024 podepsána dohoda o financování se společností Koya Capital. Na rozdíl od většiny současných SMR se zároveň jedná o tzv. reaktor 4. generace. 

Copyright © 2012 – 2025 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services