Opublikowana pod koniec 2020 r. aktualizacja Programu Polskiej Energetyki Jądrowej zakłada oddanie w naszym kraju do eksploatacji w latach 2033-2043 elektrowni jądrowych o sumarycznej mocy od 6 do 9 GW. Energetyka jądrowa to najpoważniejsza alternatywa dla energetyki konwencjonalnej opartej na spalaniu węgla. Poparcie społeczne dla energetyki jądrowej w polskim społeczeństwie systematycznie rośnie. W połowie 2020 r. było to 57%, a już w pod koniec tego roku ponad 62% poparcia. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to za nieco ponad dekadę Polska dołączy do grona państw produkujących prąd z atomu. W ten sposób zrealizowany zostanie odłożony ponad 30 lat temu projekt budowy pierwszej elektrowni nuklearnej. Dziś chciałbym przypomnieć, jaką rolę odegrał Zamech w tej historii, która zaczęła się pół wieku temu.
Po przejęciu przez ekipę Edwarda Gierka władzy w Polsce oraz w ramach finansowanego przez zachodnie kredyty przyspieszenia inwestycyjnego w sierpniu 1971 r. prezydium rządu podjęło decyzję o budowie pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Rok później zadecydowano, że powstanie ona nad Jeziorem Żarnowieckim, stąd nadano jej nazwę Elektrownia Jądrowa (EJ) Żarnowiec. Planowano ją zbudować w dwóch etapach. W każdym z nich miały być oddane do eksploatacji dwa bloki o mocy około 440 MW każdy, co dawało docelową moc tej elektrowni blisko 1,8 GW. Pierwszy blok miał być uruchomiony w latach 1980-82, ale te ambitne plany zostały szybko zweryfikowane przez realne możliwości i pod koniec lat 70. XX w. wyznaczono nowy termin odroczony o dekadę. Elektrownia miała być wyposażona w radzieckie reaktory typu WWER-440 współpracujące z dwoma turbinami parowymi produkcji charkowskiego Turboatomu (każda o mocy 220 MW).
Jednak środowisko decydentów związanych z krajową energetyką, w której Zamech odgrywał kluczową rolę, miało swoje ambicje i plany dotyczące sposobu rozbudowy mocy wytwórczych. W tym celu w czerwcu 1973 r. po wielomiesięcznych negocjacjach podpisano ze szwajcarskim koncernem BBC umowę licencyjną projektowanie i produkcję turbin o mocy 360 MW. W grudniu 1974 r. umowę tę aneksowano, rozszerzając o prawo do projektowania i produkcji turbin większej mocy dla energetyki konwencjonalnej i jądrowej. W ten sposób stworzono warunki do tego, aby dla przyszłej polskiej elektrowni jądrowej zarówno turbina parowa z elbląskiego Zamechu, jak i generator z wrocławskiego Dolmelu były zaprojektowane na bazie licencji BBC i wyprodukowane w maksymalnym stopniu przez polskie przedsiębiorstwa. W efekcie opisanych wyżej faktów jeszcze w 1972 r. w Biurze Konstrukcyjnym Zamechu powołano do życia funkcję głównego specjalisty ds. turbin dla elektrowni jądrowych. Przez 17 lat pełnił je Jerzy Kruk, który onegdaj dostarczył mi materiały do przygotowania tego opracowania, za co mu bardzo dziękuję.
Pierwsze doświadczenia
Pierwszą elektrownią jądrową, dla której – w oparciu o poszerzoną umowę licencyjną – Zamech zadeklarował gotowość dostawy turbiny parowej, była fińska elektrownia Loviisa 2. Ona również miała być wyposażona w radziecki reaktor typu WWER-440, a więc ten sam co planowany dla pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Wcześniej uruchomiona elektrownia Loviisa 1 – z tym samym reaktorem - pracowała już z dwoma charkowskimi turbinami. Zamawiający jednak dla Loviisy 2 rozważał zastosowanie jednej turbiny i zaprosił Zamech do złożenia oferty jej dostawy. Było to na przełomie 1974 i 1975 r. Zamech był wówczas mniej więcej w połowie realizacji pięciu kontraktów na turbiny ciepłownicze dla rynku fińskiego (Savela, Kymijärvi, Martinlaakso, Mertaniemi, Toppila). Dobra współpraca z Zamechem przy realizacji tych kontraktów zachęciła Finów do tego, aby – niedługo po tym, jak Zamech podpisał z BBC umowę licencyjną - wystąpić do strony polskiej z zapytaniem o gotowość dostawy turbozespołu z wyposażeniem maszynowni w technologii BBC i gwarancjami mocy i sprawności potwierdzonymi przez licencjodawcę.
Zamech podjął się tego zadania w ścisłej współpracy z BBC Baden. BBC miało już duże doświadczenie w produkcji turbozespołów dla szwajcarskich elektrowni jądrowych takich jak Beznau i Leibstadt. Pełna oferta techniczna została skompletowana i złożona u klienta w kwietniu 1975 r. Ostatecznie jednak Finowie z niej nie skorzystali. Przypuszczalnie użyli jej jako tzw. karty przetargowej w negocjacjach ze stroną radziecką, z którą ostatecznie podpisali kontrakt.
Polskie projektu energetyczne lat 70. i 80. XX w.
Przygotowanie oferty na dostawę turbozespołu i urządzeń maszynowni dla Loviisy 2 było szansą na pierwszy kontakt z techniką i technologią elektrowni jądrowych, w tym z reaktorami typu WWER-440. Aby poszerzyć i ugruntować wiedzę niezbędną przy pracach nad EJ Żarnowiec, wytypowani zamechowscy konstruktorzy zostali oddelegowani do odbycia w latach 1976–1977 Podyplomowego Studium Energetyki Jądrowej na Politechnice Gdańskiej. Należy wspomnieć, że również inne ośrodki akademickie zaczęły oferować takie studiów w celu przygotowania kadr inżynierskich dla planowanych inwestycji w energetykę jądrową.
Ostatecznie 1 kwietnia 1978 r. Zjednoczenie Przemysłu Ciężkiego „Megat” złożyło w Zamechu zamówienie na opracowanie projektu wstępnego turbiny kondensacyjnej i związanych z nią pomocniczych urządzeń maszynowni o mocy 465 MW dla EJ Żarnowiec. Biuro Konstrukcyjne Zamechu było do tego w pełni przygotowane, ponieważ wcześniej – w ramach rządowego Centralnego Programu Badawczo-Rozwojowego (CPBR) – wykonało wariantowe wersje projektu wstępnego i projektu technicznego turbiny 4K465 (4 = ciśnienie pary świeżej 4 MPa / K = turbina kondensacyjna / 465 = moc w MW), a także wstępne projekty urządzeń układu kondensacji i regeneracji.
Tu należy wyjaśnić skąd moc turbiny 465 MW przy mocy reaktora 440 MW. Otóż wysoka sprawność turbiny na licencji BBC umożliwiała uzyskanie z mocy cieplnej dostarczanej przez reaktor WWER-440 dodatkowych 25 MW mocy elektrycznej.
Najważniejsze obliczenia były wykonywane przez zamechowskich inżynierów przy użyciu udostępnionego przez BBC w Baden sprzętu komputerowego klasy IBM 320. Zgodnie z umową licencyjną Zamech płacił za czas wykorzystania mocy obliczeniowej komputerów. Ten model współpracy był praktykowany do momentu, kiedy w Polsce stały się dostępne komputery o odpowiedniej mocy obliczeniowej. Wówczas konstruktorzy z Elbląga zaczęli coraz częściej jeździć do centrum komputerowego w Sklęczkach pod Kutnem, gdzie na przełomie lat 70. i 80. XX w. zainstalowano komputery IBM 360.
Przygotowany przez Biuro Konstrukcyjne Zamechu projekt turbiny był przedmiotem wielorakich zatwierdzeń. Najpierw odbyło się „Design Review” z udziałem reprezentantów BBC z Baden. Potem w kwietniu 1979 r. projekt techniczny turbiny 4K465 został poddany Wewnętrznej Radzie Technicznej Biura Konstrukcyjnego. Wzięli w niej udział również przedstawiciele Energoprojektu z Warszawy, który był generalnym projektantem maszynowni dla EJ Żarnowiec.
Następnym krokiem była Rada Techniczna zorganizowana na przełomie października i listopada 1979 r. w ówczesnym Leningradzie przez AtomEnergoProjekt, który był generalnym projektantem reaktora jądrowego. Ostatnim krokiem było zatwierdzenie „polskiego rozwiązania” maszynowni elektrowni jądrowej na licencji BBC przez Radziecką Agencję Atomistyki.
Ostatecznie projekt maszynowni z turbiną 4K465 uzyskał wszystkie wymagane zatwierdzenia i mógł być kontynuowany w ramach projektu roboczego. Dzięki temu Polska została włączona do międzynarodowego konsorcjum realizującego projekty dla energetyki jądrowej w ramach RWPG. Organizacją powołaną do koordynacji i nadzoru tego przedsięwzięcia był InterAtomEnergo z siedzibą w Moskwie. Każdy z krajów członkowskich miał w nim wyznaczone zadania – na przykład ZSRR projektowało reaktory, Czechosłowacja je produkowała, a Polska miała być odpowiedzialna za projektowanie i produkcję turbin parowych, generatorów i wymienników ciepła.
Na początku lat 80. XX w. w trakcie prowadzenia dalszych prac nad projektem pierwszej polskiej turbiny dla elektrowni jądrowej, wzorem innych państw, a w szczególności Szwecji, oraz na bazie różnych perspektywicznych analiz wariantowych podjęto decyzję o lepszym wykorzystaniu energii cieplnej reaktorów jądrowych poprzez instalowanie turbozespołów dostosowanych do odbioru wielkich strumieni ciepła dla celów grzewczych miejskich aglomeracji. EJ Żarnowiec miała dostarczać ciepło do Trójmiasta. W związku z tym dotychczas projektowana turbina kondensacyjna została przekonstruowana na ciepłowniczo-kondensacyjną, za czym poszła zmiana jej oznaczenia z 4K465 na 4CK465.
Wykonawcza dokumentacja techniczna turbiny 4CK465 opracowywana była ze znacznymi opóźnieniami terminowymi, które jednak wpisywały się w opóźnienia w całościowej realizacji inwestycji EJ Żarnowiec. Przypadła ona na lata 80. XX w., które były czasem wielkiego spowolnienia gospodarczego Polski wskutek sankcji wprowadzonych przez USA po ogłoszeniu w naszym kraju stanu wojennego.
Awaria elektrowni jądrowej w Czarnobylu w kwietniu 1986 r. jeszcze bardziej spowolniła prace. W efekcie termin uruchomienia pierwszego bloku był kilkukrotnie przesuwany. Pomimo wielu utrudnień do 1989 r. udało się wyprodukować prawie wszystkie główne komponenty turbinowe oraz inne urządzenia maszynowni. Warto w tym miejscu wspomnieć, że Zamech poczynił kosztowne inwestycje w związku z produkcją komponentów dla energetyki jądrowej. Przykładem było wdrożenie technologii VOD (Vacuum Oxygen Decarburization, czyli próżniowe odwęglanie tlenowe) umożliwiającą produkcję odlewów ze staliw o bardzo niskiej zawartości węgla, siarki, wodoru i innych wtrąceń niemetalicznych.
Prace budowlane w EJ Żarnowiec były na ukończeniu i cały czas prowadzono rekrutację personelu. Wielu pracowników elbląskiego Biura Konstrukcyjnego zaczęło wiązać z tą inwestycją swoje plany na przyszłość. Kilku po rezygnacji z pracy w Zamechu przeniosło się do EJ Żarnowiec w budowie, by objąć tam ważne stanowiska.
Jednocześnie władze Polski uruchamiały prace przygotowawcze do kolejnych krajowych elektrowni jądrowych. Rozpoczęty w 1986 r. projekt „Warta” zakładał budowę w Klempiczu nad Wartą (70 km od Poznania) elektrowni jądrowej o mocy 1000 MW. Zamech miał dla niej zaprojektować turbinę 6CK1000, która oprócz produkcji prądu miała dostarczać ciepło do Poznania. Projekt ten w sierpniu 1987 r. uzyskał zatwierdzenie Wewnętrznej Rady Technicznej Zamechu oraz uzyskał pozytywną ocenę licencjodawcy. W tym samym czasie rozpoczęto wstępne perspektywiczne analizy dotyczące budowy kolejnych bloków jądrowych do zasilania energią elektryczną i ciepłem Warszawy (projekt „Bugo-Narew”) i Katowic.
Koniec snu o atomie
W 1989 r. pierwszy demokratyczny rząd polski najpierw zawiesił, a w roku następnym przerwał wszelkie działania dotyczące energetyki jądrowej w Polsce. Zasadniczy wpływ na te decyzje miała dramatyczna sytuacja ekonomiczna kraju, zmiana systemu polityczno-gospodarczego oraz opór społeczny dotyczący zagrożenia nuklearnego wynikającego z katastrofy w Czarnobylu.
EJ Żarnowiec została postawiona w stan likwidacji. Mówi o tym Kronika Filmowa z listopada 1990. W ten sposób również dla Zamechu przygoda turbinami dla elektrowni jądrowych dobiegła końca. Wśród jego załogi zapanowało poczucie rozczarowania, ponieważ w ciągu blisko 20 lat wszyscy włożyli w te projekty mnóstwo energii i entuzjazmu. Respektując decyzje rządowe pracownicy byli jednocześnie zwyczajnie rozżaleni, że ostatecznie nic nie wyszło z ambitnych planów uruchomienia pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Towarzyszące temu nastroje zostały opisane w artykule o wiele mówiącym tytule „Jeszcze jeden pomnik”, zamieszczonym w „Głosie Zamechu” z października 1989 r. Tytułowymi „pomnikami” były zgromadzone w magazynach fabryki wyprodukowane już odlewy i odkuwki (które niebawem wykorzystano do innych projektów albo zezłomowano) oraz drewniana makieta turbozespołu wykonana w zakładowej modelarni. Wkrótce jednak emocje w zakładzie opadły, a uwaga jego pracowników została skierowana gdzie indziej. Oto bowiem otwierała się przed nimi nowa przyszłość sygnowana nazwą nowego właściciela, którym w maju 1990 r. zostało ABB.
Wznowienie
Powrót do projektowania turbin dla energetyki jądrowej nastąpił po ponad dwóch dekadach, kiedy Biuro Konstrukcyjne pracowało już w strukturach Alstom. Wówczas to inżynierom z Elbląga powierzono prace projektowe dla modernizacji istniejących turbin nuklearnych, wśród których były:
* modernizacja turbiny w elektrowni Peach Bottom w USA, dająca po uruchomieniu w roku 2009 przyrost mocy z 1190 MW do 1245 MW,
* modernizacja turbiny w elektrowni Koeberg 1 i 2 w RPA, dający po uruchomieniu w roku 2009 przyrost mocy z 965 MW do 997 MW,
* modernizacja turbiny w elektrowni DC Cook 2 w USA, dający po uruchomieniu w roku 2017 przyrost mocy z 1177 MW do 1330 MW.
Dzięki tym projektom elbląskie Biuro Konstrukcyjne Turbin Parowych mogło odbudować i pogłębić wiedzę na temat zasad konstruowania obowiązujących współcześnie dla turbin w elektrowniach jądrowych.
Refleksje końcowe
Polska energetyka jądrowa zaczęła się rozwijać w PRL-u 25 lat od zakończenia II wojny światowej. Zabrakło naprawdę niewiele, by doszło do uruchomienia EJ Żarnowiec. Ponad 30 lat później ponownie i wciąż jesteśmy na etapie planowania i analiz w zakresie transformacji energetycznej, w efekcie czego spośród wszystkich byłych krajów RWPG Polska jest nadal jedynym bez elektrowni jądrowej. Jednocześnie historia krajowej energetyki dostarcza przyczynków do skojarzeń. Definitywne zatrzymanie w 1990 r. budowy pierwszej polskiej elektrowni jądrowej nieuchronnie przywodzi na myśl definitywne zatrzymanie w roku 2020 budowy ostatniej nowej polskiej elektrowni opalanej węglem w Ostrołęce. Oto na naszych oczach węgiel zaczyna schodzić ze sceny, a atom na nią ponownie wkracza. Miejmy nadzieję, że tym razem się mu uda…
