V některých jaderných elektrárnách nebo jaderných zařízeních je jeden nebo více „ nouzových kondenzátorů “.
Jsou posledním řešením pro nouzové chlazení aktivní zóny jaderného reaktoru s vroucí vodou, když jeden nebo více ostatních chladicích systémů („RCIC“) zcela nebo zčásti selhalo.
Jsou umístěny blízko a nad reaktorem .
Angličtí mluvčí jim říkají:
Frankofony z doslovného překladu odpovídajících anglofonních výrazů je také nazývají
V důsledku těchto výhod byly tyto „ záložní kondenzátory “ integrovány do různých typů reaktorů s varnou vodou , včetně ekonomického zjednodušeného reaktoru s varnou vodou ( ESBWR ; navržený „mezinárodním týmem energetických společností, konstruktérů a výzkumných pracovníků, s cílem zajištění splnění evropských průmyslových a vládních norem “ a „ využít modulární konstrukce systému pasivní bezpečnosti, úspory z rozsahu i výhody spojené s jednoduchostí systémů pasivního zařízení s cílem snížit materiálové požadavky a zlepšení ziskovosti ... “ .
Lze uvést dva problémy:
V běžícím, závodním reaktoru vaří teplo z jaderného rozpadu velké množství vody. Tato voda se částečně přeměňuje na páru, což zvyšuje tlak a teplotu v reaktoru.
Pokud teplota a tlak příliš vzrostou, protože například klesá chladicí voda aktivní zóny, i v případě dokonalého a rychlého zasunutí regulačních tyčí do aktivní zóny hrozí nebezpečí roztavení palivových tyčí ( roztavení aktivní zóny ). latentní teplo uvolňované stále velmi "horkým" palivem.
Plavidlo poté riskuje prasknutí (jako v Černobylu) a uvolní velké množství radionuklidů a případně vodíku a kyslíku, které mohou způsobit výbuch vodíku (jako během katastrofy ve Fukušimě ).
Pokud existuje jeden nebo více záložních kondenzátorů (v jaderném průmyslu se doporučuje redundance bezpečnostních systémů), v případě přehřátí aktivní zóny lze část vyrobené páry pasivně odvádět z reaktoru a odvádět potrubím. Velmi odolný a tepelně izolovaný , směrem k velkému výměníku tepla (nebo několika výměníkům). Pára pocházející z přehřátého jádra poté prochází výměníkem tepla koupajícím se ve studené vodě (nebo méně horké než pára) a kondenzuje na vodu, která se gravitací (také velmi odolnou trubkou) vrací do nádoby reaktoru. pak pomáhá ochladit.
Tento proces eliminuje potřebu elektrických čerpadel. Je soběstačný, pokud je do nádrží kondenzátoru (pravidelně) přidávána studená voda. Nádrže obsahující vodu, která chladí kondenzátor, musí být ve skutečnosti pravidelně naplňovány novou vodou (nemineralizovanou, aby nedošlo k ucpání výměníku), protože se voda z nádrže odpařuje.
Toto plnění se obvykle provádí pomocí elektrických čerpadel nebo - v případě poruchy těchto čerpadel - požární sítí nebo v případě jejich poruchy hasičským vozidlem umístěným na úpatí budovy reaktoru, na 'mimo.
Reaktory (E) SBWR musí obsahovat třídenní dodávku chladicí vody, což teoreticky dává hasičům čas přijít a naplnit nádrž v případě problému. Všechny reaktory, dokonce i ty nejstarší, mají několik chladicích systémů, obvykle nadbytečných, aby se snížilo riziko selhání. Někteří, včetně reaktoru n o 1 Fukushima Dai-ichi mít další chladící systém kondenzační komoru nebo potlačení komoru (jedná se o „torus“ nebo wetwells 35 m reaktory průměr značka General Electric). Tyto toroidní komory však za určitých okolností již nemusí stačit. A především voda, která tam kondenzuje, nemůže být dopravována sama (aniž by byla čerpána) směrem k srdci, protože toto je umístěno nad torusem.
Protože je systém robustní a téměř zcela pasivní, byl obecně považován za spolehlivý a užitečný nebo dokonce nezbytný pro bezpečnost reaktoru.
V roce 2002 byla studie zaměřena na spolehlivost a pravděpodobnost termohydraulického výkonu těchto systémů v případě nehody pro různé typy instalace (a ve srovnání s předchozími systémy). Budou následovat další studie, mimo jiné po jaderné havárii ve Fukušimě (rychlé roztavení jádra a výbuch vodíku v budově reaktoru č. 1).
Nefungování, nebo přesněji příliš pozdě a příliš krátké používání výměníků IC ( Isolation Condenser ), se zdálo být silně zapojeno do rychlého roztavení (kolem jedné hodiny) při vzniku tavení jádra reaktor n o 1 Fukushima jaderné elektrárny (vbřezna 2011).
V chladicím systému ušetřit některé reaktory z jaderných elektráren , a případně pro chlazení spotřebované palivo (včetně Fukushima Daiichi v Japonsku), pára kondenzovat může být jak velmi horké vysoce radioaktivní a při tlaku vyšším, než je běžně se vyskytující v reaktoru.
V tomto případě může systém teoreticky fungovat při úplné absenci elektřiny, ale některé ventily musí být otevřeny ručně v případě výpadku proudu (což se stalo příliš pozdě v reaktoru č. 1 během katastrofy ve Fukušimě ).
v Prosinec 2012, Mitsuhiko Tanaka (který se podílel na výstavbě elektrárny ve Fukušimě a který je členem panelu zřízeného Parlamentem za účelem analýzy jaderné havárie ve Fukušimě) byl překvapen, že tento kondenzátor nefunguje, měl za to, že buď kondenzátor, nebo potrubí jeho připojení k reaktoru bylo poškozeno zemětřesením nebo že operátoři nevěděli, jak jej použít. Podle rekonstrukce, kterou Arte vydal o několik měsíců později, byla druhá hypotéza správná).
Trať z lidské chyby , zejména v souvislosti s řízením kondenzátoru reaktoru n o 1 z Fukushima Daiichi jaderné elektrárny byl zvýšen provozovatele TEPCO, více než rok po katastrofě,Květen 2011, což vyvolalo požadavek od mluvčího japonské vlády Yukia Edana, který uvedl, že byl informován „prostřednictvím tisku“ a požádal vládní agenturu pro průmyslovou a jadernou bezpečnost [NISA], aby d “dalším organizacím přesně analyzovaly, co vedlo k této chybě, NISA poté, co společnost Tepco vyzvala k poskytnutí podrobného vysvětlení před Evropskou unií 23. května 2011.
Za normálních provozních podmínek reaktoru není řídicí systém aktivován. Horní část kondenzátoru je vždy připojena k horní části reaktoru parními potrubími. Tato potrubí umožňují horkým a radioaktivním výparům reaktoru vstoupit pouze při vzdáleném otevření vstupního ventilu pomocí elektrického ovládání. V případě přehřátí vstupuje pára do IC kondenzátoru a kondenzuje tam (pokud se obsluha postará o pravidelné doplňování nádrže vodou, ručně, pokud již není elektrický proud).
Když je systém aktivován, otevře se ventil ve spodní části kondenzátoru a kondenzovaná voda proudí do aktivní zóny reaktoru, kde klesá, jednoduchou gravitací. Tento cyklus probíhá nepřetržitě, dokud není mořský kohout uzavřen.
Díky snadno modulární povaze systémů pasivní bezpečnosti se za účelem zachování stejné rezervy pasivní bezpečnosti mělo za to, že stačí zvýšit počet kondenzátorů, protože se zvýšil výkon reaktorů, a to i pro evropské SBWR.
Například poté, co bylo navrženo zvýšit výkon reaktoru ESBWR na 1190 MW, stačí podle E Lumini & al., Aby se tento výkon dále zvýšil, až na 3613 MWt. nahradit tři pasivní kondenzátory 10 MWt kontejnmentu (PCC pro pasivní zadržovací kondenzátor) čtyřmi kondenzátory 15 MWt; pro nouzové kondenzátory. V případě pohotovostních kondenzátorů (IC) tří 30 MWt bloků pro SBWR jsme šli na čtyři 33 MWt bloky pro ESBWR. V Evropě byly počáteční testy provedeny na prototypech PCC a IC v testovacím centru „PANTHERS“ v italské Piacenze . Právě na základě těchto testů byly dimenzovány bazénové systémy PCC / IC ESBWR.
Do roku 2011 bylo toto zařízení považováno za jedno z nejbezpečnějších, protože bylo pasivní, modulární a a priori dimenzované inženýry tak, aby odpovídalo zbytkovému teplu, které má být odváděno.
Úspěšně prošel testy metodiky APSRA ( Assessment of Passive System ReliAbility ).
Spolehlivost těchto mechanismů je ale testována hlavně z matematických modelů . V roce 2012 však stále existovaly nejistoty v provozu a modelování pasivních tepelně - hydraulických systémů, které by podle E Zio & N. Pedroni mohly v extrémních případech vést k neschopnosti systému plnit svou funkci.
Z hlediska hodnocení a řízení rizik jsou obecně zvažovány nejméně čtyři typy a zdroje nejistot, přičemž tři zdroje jsou schopné vzájemně se ovlivňovat;
Během jaderné havárie ve Fukušimě v roce 2011 se zdálo, že operátoři TEPCO nevědí, že musí ventil otevřít ručně. Tento systém poslední instance byl proto aktivován příliš pozdě, když se srdce pravděpodobně už začalo tát. Chladicí voda se navíc rychle odpařila a kondenzátor nemohl dlouho fungovat. Provozovatelé se rozhodli uzavřít ventily poté, co byly nádrže kondenzátoru vyprázdněny z chladicí vody.
Pro radioizotopy založené na generátorech (konvertor 100 W turbína), jejichž zdrojem jsou ozářené kobaltové destičky, existují různé systémy skromnějších rozměrů, ale také nazývané „ nouzové kondenzátory “ a také přirozená cirkulace, gravitace na páru přeměněnou na vodní chlazení .
„Srdce“ těchto generátorů je velmi nebezpečné z důvodu značné radioaktivity (3000 kurie na tepelnou energii 4500 wattů na začátku jejich životnosti), existují také nouzové kondenzátory.
Ve všech případech (zejména v reaktoru jaderné elektrárny) únik kapaliny nebo ztráta vody z primárního okruhu již neumožňuje provoz nouzového kondenzátoru.