AP1000

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 3. května 2022; kontroly vyžadují 4 úpravy .

AP1000 je americký dvousmyčkový tlakovodní reaktor (PWR) [1] s elektrickým výkonem asi 1,1 GW, vyvinutý společností Westinghouse Electric Company . AP1000 byl reaktor první generace III+ , který byl certifikován americkou Nuclear Regulatory Commission NRC) [2] . Očekávalo se, že díky reaktoru AP1000 se Westinghouse stane monopolistou na trhu s reaktory generace III+ [3] .

Na konci roku 2021 bylo ve třech jaderných elektrárnách (v USA a Číně) postaveno 5 energetických bloků s těmito reaktory.

Konstrukce

AP1000 je obtokový tlakovodní reaktor (dva vertikální parogenerátory ) s celkovým elektrickým výkonem 1117 MW [4] . Jde o evoluční vývoj konstrukce reaktoru AP600 (600 MW) [2] , představující výkonnější model s přibližně stejnými rozměry [1] [5] . Ve srovnání s AP600 se tepelný výkon zvýšil z 1933 na 3400 MW , počet palivových souborů ze 145 na 157, délka sestavy z 12 na 14 stop[ kolik? ] . Byla zvýšena výška kontejnmentu, teplosměnná plocha v parogenerátoru a výkon MCP (hlavního oběhového čerpadla) [6] .

Autoři projektu tvrdí, že reaktor AP1000 je nejlevnější mezi ostatními projekty reaktorů 3. generace , protože široce využívá stávající technologie. Konstrukce také snižuje počet součástí, včetně potrubí, kabelů a motorizovaných armatur. Standardizace a typové licencování by také měly pomoci zkrátit dobu výstavby a snížit náklady. Ve srovnání s designem Westinghouse 2. generace PWR má AP1000 [4] :

Také tvrdí, že AP1000 zabírá méně místa než většina existujících podobných reaktorů , používá asi pětkrát méně betonu a výztuže než předchozí konstrukce. [čtyři]

Při projektování reaktoru a JE bylo použito pravděpodobnostního hodnocení rizik. Podle NRC mají jaderné elektrárny využívající AP1000 řádově vyšší bezpečnost než jaderné elektrárny studované v NUREG-1150 . Maximální frekvence poškození aktivní zóny pro JE s bloky AP1000 se odhaduje na 5,09 × 10 −7 za rok. [7]

Vyhořelé palivo přijaté po kampani v AP1000 je skladováno po dobu minimálně 5-10 let v interním bazénu vyhořelého paliva na území jaderné elektrárny. [8] . Poté může být přemístěn do nadzemních suchých skladovacích kontejnerů stejným způsobem, jakým v současnosti fungují jiné americké jaderné reaktory [4] .

Reaktory pokračují ve výrobě tepla z produktů radioaktivního rozpadu i po zastavení řetězové reakce, takže toto teplo musí být odstraněno, aby nedošlo k roztavení aktivní zóny reaktoru . Systém pasivního chlazení jádra AP1000 využívá stejnosměrný proud z blokových baterií k napájení automatizace a zařízení, které musí fungovat prvních 30 minut po nouzovém vypnutí. Tento systém se automaticky aktivuje, i když obsluha reaktoru neprovede žádnou akci [9] . Elektrické systémy potřebné k iniciaci pasivních systémů nejsou závislé na externích nebo dieselových elektrárnách a ventily nevyžadují hydraulické nebo pneumatické systémy [1] [10] .

Konstrukce je navržena pro pasivní odvod tepla po dobu 72 hodin vlivem gravitační vody z nádrže instalované na horní části nádoby reaktoru, poté je nutné nádrž doplnit. [čtyři]

Životnost: 60 let.

V prosinci 2005 až lednu 2006 americká jaderná regulační komise (NRC) poprvé certifikovala konstrukci reaktoru AP1000 [1] (upravená verze návrhu bude vydána na konci roku 2011 [11] ). Získání certifikátu znamená, že dodavatelé budoucích amerických jaderných elektráren mohou získat licenci na kombinovanou výstavbu a provoz k zahájení výstavby.

Zabezpečení

Reaktor široce využívá pasivní bezpečnostní systémy. [12]

Bezpečnost reaktoru byla kritizována především kontejnmentem vyrobeným novou modulární technologií výstavby. Kritika byla, že kdyby ocel kontejnmentu začala korodovat, radioaktivní plyny by mohly opustit těleso kontejnmentu a dostat se do životního prostředí. Také pevnost samotného kontejnmentu byla nedostatečná. [13]

CAP1400

Logickým vývojem řady reaktorů AP1000 bylo zvětšení velikosti a výkonu při zachování stejných technologií [14] .

Od roku 2008–2009 Westinghouse Electric a čínská korporace SNPTC ( State Nuclear Power Technology Corporation ) vyvíjejí nový reaktor CAP1400 založený na AP1000 s elektrickým výkonem 1400 MW, s možným pokračováním vývoje pro výkon o výkonu 1700 MW [15] .

Dne 2. listopadu 2018 bylo přijato povolení k výstavbě prvních dvou jednotek CAP1400 v provincii Šan-tung [16] ; stavba byla zahájena na konci července 2019 v JE Shidaowan-2 . [17]

Reaktory ve výstavbě a dokončené

ČLR

V roce 2008 Čína zahájila výstavbu 4 bloků v rámci projektu AP1000-2005 – dva v JE Sanmen a Haiyan . Subdodavatelem byla společnost SNPTC (State Nuclear Power Technology Corporation) [18] .

USA

V prosinci 2011 NRC schválilo výstavbu několika reaktorů AP1000 v USA [19] [20] :

Stavba těchto pohonných jednotek začala v roce 2013.

Uvedení do provozu
pohonná jednotka Fyzické spuštění Zahájení komerčního provozu
Sanmen -1 30. června 2018 21. září 2018
Sanmen-2 17. srpna 2018 5. listopadu 2018
Haiyan -1 8. srpna 2018 22. října 2018
Haiyan-2 29. září 2018 9. ledna 2019
název Umístění pohonná jednotka Výkon,
MW 		Zahájení
stavby 		Start uzavření
sanmen Čína Sanmen-1 1251 2009 2018
Sanmen-2 1251 2009 2018
haiyan Čína Haiyan-1 1250 2009 2018
Haiyan-2 1250 2010 2018
Vogtl USA Vogtl-3 1250 2013 května 2021 (fyzické přijetí) [21]
Vogtl-4 1250 2013 květen 2022 [21]

Plány

Čína

Čína využívá projekt AP1000 pro dvě ze svých jaderných elektráren, jejichž výstavba začala v roce 2008. Uvedení prvních bloků do provozu bylo plánováno na roky 2013-2015, ale bylo odloženo na rok 2017:

Dva bloky v každé jaderné elektrárně se staví podle raného projektu AP1000-2005, bez dodatečného vyztužení reaktorové nádoby na ochranu před pády letadel. [18] [22] .

Celkem je pro každou JE plánováno šest bloků AP1000.

Plánuje se také výstavba jednoho bloku AP1000 v JE Xianning ( JE Xianning ; 咸宁核电站) do roku 2015 [23] .

V prosinci 2009 bylo rozhodnuto o zahájení výstavby prvního CAP1400 (nový reaktor založený na AP1000) poblíž výzkumného reaktoru HTR-10 (10 MW, Shidaowan, Tsinghua University ). Zahájení stavby bylo naplánováno na rok 2013, uvedení do provozu - v roce 2017 [15] . Stavba byla zahájena v roce 2014 [24] [25] , dle jiných zdrojů v roce 2018 [26] .

Spojené státy americké

Americká jaderná regulační komise ( NRC schválila výstavbu několika reaktorů AP1000 v USA:

Ukrajina

Dne 31. srpna 2021 podepsali Petr Kotin, vedoucí NNEGC Energoatom a Patrick Fragman, prezident a generální ředitel Westinghouse Electric, za přítomnosti prezidenta Ukrajiny V. Zelenského Memorandum o spolupráci, které zajišťuje nasazení Westinghouse Reaktory AP1000 na ukrajinských JE. Memorandum počítá s účastí Westinghouse na dostavbě čtvrtého energetického bloku JE Chmelnytsky podle technologie AP1000 a dalších čtyř energetických bloků dalších jaderných elektráren na Ukrajině [29] .

Problémy

AP1000 je první americký reaktor navržený a vyrobený od havárie na Three Mile Island v roce 1979. Po havárii byla ve Spojených státech na více než 30 let zakázána výstavba jaderných bloků , v důsledku čehož americký průmysl ztratil kompetence jak v projektování a konstrukci civilních energetických reaktorů, tak ve výrobě jaderného paliva. a další související odvětví . Ve skutečnosti byl AP1000 navržen na základě lodních reaktorů o řádově nižším výkonu, což je důvodem nedostatků jeho konstrukce, které byly odhaleny později.

Jaderná elektrárna Sanmen

Certifikát US Nuclear Regulatory Commission (NRC) pro reaktor AP100 byl obdržen v lednu 2006. Výstavba čtyř energetických bloků v JE Sanmen začala v roce 2008 .

Největší problémy při konstrukci a provozu reaktorů jsou spojeny s hlavními cirkulačními čerpadly (MCP), které vyvinul Curtiss Wright na základě reaktorů MCP amerického námořnictva a neměly žádné zkušenosti s vysokovýkonnými reaktory. U RCP AR1000 nebyla zajištěna možnost demontáže, neboť se předpokládalo, že bude fungovat bez oprav a údržby po celou dobu životnosti stanice, která je 60 let [30] .

V roce 2009 byla u RCP určených pro JE Sanmen při testech zničena ložiska a poškozeny setrvačníky. V roce 2011 se při podobných testech čerpadlo přehřálo. V lednu 2013 byla zjištěna destrukce lopatky oběžného kola, ze které odpadl kus o velikosti 7 × 6 cm . Koncem roku 2013 bylo zaznamenáno nadměrné opotřebení těsnících prvků čerpadla [30] .

Po změnách konstrukce v květnu 2015 byla čerpadla úspěšně otestována, po kterých byly problémy MCP prohlášeny za vyřešené. V červnu 2015, před dodáním čerpadel zákazníkovi, však byly v lopatkách turbíny zjištěny trhliny o šířce 10–12 mm . V důsledku toho bylo oznámeno, že začátek komerčního provozu reaktoru byl posunut na rok 2017 [30] .

Dne 22. prosince 2018, měsíc po zahájení komerčního provozu, došlo k výpadku jednoho ze čtyř MCP energetického bloku na dvou stanicích Sanmen, což vedlo k nouzovému odstavení reaktoru automatikou. Přesná příčina poruchy nebyla oznámena. V procesu odstraňování závad byl MCP z výměníku vyjmut, přestože podle původního návrhu nepodléhal demontáži. Oprava trvala zhruba rok a 14. listopadu 2019 bylo do aktivní zóny reaktoru zavezeno palivo k opětovnému spuštění. V důsledku ročního výpadku utrpěla společnost CNNC, provozovatel stanice, ztrátu 570 milionů USD .

JE "Vogtl"

V červnu 2021 došli odborníci, kteří studovali stav na stavbě 3. energetického bloku JE Vogtl, k závěru, že reaktor bude spuštěn až v létě 2022 (původně se plánovalo spuštění 3. pro rok 2016 a pohonná jednotka 4 - pro rok 2017). Náklady na projekt se rovněž zvýšily o 2 miliardy dolarů a činily 27 miliard dolarů (celkem za dvě pohonné jednotky), což je téměř dvojnásobek původního odhadu [32] . V roce 2022 se náklady na projekt odhadují na 34 miliard USD [33] Místo odhadovaných 6 let byl časový rámec 14 let při ceně za kW 15 500 USD oproti plánovaným 6 400 USD [33] .

Odkazy

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 T.L. Pokročilý pasivní závod Schulz Westinghouse AP1000 . jaderné inženýrství a projektování; sv. 236, čísla 14-16, srpen 2006, strany 1547-1557; 13. mezinárodní konference o jaderné energii, 13. mezinárodní konference o jaderné energii . ScienceDirect . Datum přístupu: 21. ledna 2008. Archivováno z originálu 24. ledna 2008.
  2. ↑ 1 2 AP 1000 Veřejná bezpečnost a licence (odkaz není k dispozici) . Westinghouse (13. září 2004). Datum přístupu: 21. ledna 2008. Archivováno z originálu 7. srpna 2007. 
  3. ↑ Nový americký reaktor od Westinghouse se stal prokletím a hanbou amerického jaderného průmyslu // FBA Economics Today, 04/12/2019
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Adrian Bull (16. listopadu 2010), The AP1000 Nuclear Power Plant – Global Experience and UK Prospects , Nuclear Institute , < http://www.nuclearinst.com/uploads/Branch%20Presentations/The%20AP1000% 20-%20A%20Bull%20-%2016th%20Nov%2010.pdf > . Získáno 14. května 2011. Archivováno 22. července 2011 na Wayback Machine 
  5. ↑ Kontakt;Tom Murphy Nové návrhy reaktorů . Článek shrnuje návrhy jaderných reaktorů , které jsou buď dostupné , nebo se předpokládá , že budou dostupné ve Spojených státech do roku 2030 . Energy Information Administration (EIA). Získáno 21. ledna 2008. Archivováno z originálu 31. prosince 2007.
  6. ↑ NUCLEAR POWER Archivováno 5. dubna 2015 na Wayback Machine - Charkov, 2012, ISBN 978-613-0-11482-4 . "KAPITOLA 6. SLIBNÉ SMĚRY VÝVOJE REAKTORŮ A CYKLU JADERNÉHO PALIVA. § 6.1. Reaktory nových typů". - S. 369-370.
  7. ↑ [1] Archivováno 14. května 2013 na Wayback Machine // Westinghouse AP 1000 Step 2 PSA Assessment
  8. ↑ Westinghouse jistá bezpečnost, účinnost jaderné energie Archivováno 1. dubna 2009 na Wayback Machine // Pittsburgh Post-Gazette, 29. března 2009
  9. ↑ Předkonstrukční bezpečnostní zpráva UK AP1000 ( PDF )  (odkaz není k dispozici) . UKP-GW-GL-732 Revize 2 vysvětluje návrh bezpečnostních systémů reaktoru jako součást procesu získávání povolení pro výstavbu ve Spojeném království . Westinghouse Electric Company . Získáno 23. února 2010. Archivováno z originálu 17. července 2011.
  10. ↑ RA a Worrall, A. "The AP1000 Reactor the Nuclear Renaissance Option." / Jaderná energetika, 2004
  11. ↑ Regulátoři USA certifikovali archivní kopii projektu AP-1000 ze dne 20. října 2013 na Wayback Machine // ATOMINFO.RU, 26. 12. 2011
  12. ↑ Reaktor AP1000 // mirnyiatom.ru Archivováno 17. května 2011 ve Wayback Machine Archivováno 17. května 2011.
  13. ↑ Příběh AP1000: Drama s morálkou . Westinghouse Electric Company (24. října 2013).  (nedostupný odkaz)
  14. ↑ Reaktor CAP-1400 . AtomInfo.Ru (5. března 2015). Získáno 19. května 2020. Archivováno z originálu dne 23. února 2020.
  15. ↑ 12 Jaderná energie v Číně . World Nuclear Association (2. července 2010). Datum přístupu: 18. července 2010. Archivováno z originálu 31. července 2010.
  16. ↑ Projekt CAP1400 získal stavební povolení , atomic-energy.ru  (15. listopadu 2018). Archivováno z originálu 17. listopadu 2018. Staženo 17. listopadu 2018.
  17. ↑ AKTUALIZACE 1 – Čína zahajuje výstavbu 3 jaderných projektů . reuters.com (25. července 2019). Získáno 27. července 2019. Archivováno z originálu dne 26. července 2019.
  18. ↑ 1 2 SNPTC - Čínská archivní kopie AP-1000 ze dne 1. září 2013 na Wayback Machine // ATOMINFO.RU, 25. 4. 2013)
  19. ↑ 1 2 3 Wald, Matthew L. . NRC uvolňuje cestu pro výstavbu jaderné elektrárny , The New York Times  (22. prosince 2011). Archivováno z originálu 5. května 2017. Získáno 28. září 2017.  ""Dva reaktory jsou plánovány pro závod Southern Company poblíž Augusty v Georgii a další dva v letní továrně South Carolina Electric and Gas v Fairfield County, SC"".
  20. ↑ 1 2 První nové jaderné reaktory byly po více než 30 letech v pořádku , CNN  (9. února 2012). Archivováno z originálu 9. září 2013. Staženo 29. srpna 2013.
  21. ↑ 1 2 Matt Kempner, The Atlanta Journal-Constitution Georgia regulační orgány vyjadřují nové obavy ohledně  načasování jaderného projektu . ajc . Staženo 2. srpna 2019. Archivováno z originálu dne 2. srpna 2019.
  22. ↑ Mark Hibbs (27. dubna 2010), Pákistánská dohoda signalizuje rostoucí asertivitu Číny , Carnegie Endowment for International Nuclear Peace , < http://www.carnegieendowment.org/publications/index.cfm?fa=view&id=40685 > . Získáno 25. února 2011. Archivováno 17. ledna 2011 na Wayback Machine 
  23. ↑ Jaderná energie v Číně (nedostupný odkaz) . Informační papíry . World Nuclear Association (WNA) (6. ledna 2011). Datum přístupu: 11. ledna 2011. Archivováno z originálu 16. září 2013. 
  24. ↑ Zahájení stavby prvního čínského reaktoru CAP1400 Shidaowan-  1 . Power Gen Advancement (6. dubna 2014). Datum přístupu: 19. května 2020.
  25. ↑ Pokračují přípravy na první jednotky CAP1400 - World Nuclear  News . world-nuclear-news.org (27. dubna 2015). Získáno 19. května 2020. Archivováno z originálu dne 5. prosince 2019.
  26. ↑ Projekt CAP-1400 obdržel stavební povolení . Jaderná energetika 2.0 (15. listopadu 2018). Staženo 19. května 2020. Archivováno z originálu dne 28. ledna 2020.
  27. ↑ Další milníky pro projekt Vogtle - World Nuclear News . www.world-nuclear-news.org. Získáno 19. října 2018. Archivováno z originálu 19. října 2018.
  28. ↑ Porušení smluvních podmínek . bloomberg.com . _ Získáno 21. října 2018. Archivováno z originálu 25. srpna 2018.
  29. ↑ Energoatom a Westinghouse podepsaly Memorandum o vývoji nových energetických bloků na Ukrajině  (ukr.) . Energoatom . Získáno 14. září 2021. Archivováno z originálu dne 14. září 2021.
  30. ↑ 1 2 3 RCP AP-1000 – další problémy Archivováno 23. února 2020 na Wayback Machine . Atominfo, 09.05.2015.
  31. ↑ Rychin V. Sanmen a archivní kopie MCP ze dne 25. února 2020 na Wayback Machine // Atominfo, 08.12.2019
  32. ↑ Vogl - vstup je posunut na 2022 Archivní kopie z 24. června 2021 na Wayback Machine // Atominfo, 06/10/2021
  33. ↑ 1 2 Šest let zpoždění a 250 % přes rozpočet: Nejnovější jaderná  elektrárna v Georgii . oilprice.com . Získáno 15. května 2022. Archivováno z originálu dne 14. května 2022.
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Jaderné elektrárny v Číně