stringtranslate.com

Усовершенствованный реактор с кипящей водой

Модель Toshiba ABWR.

Усовершенствованный реактор с кипящей водой ( ABWR ) представляет собой реактор с кипящей водой поколения III . ABWR в настоящее время предлагается компаниями GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) и Toshiba . ABWR вырабатывает электроэнергию, используя пар для питания турбины, подключенной к генератору; пар кипятится из воды с использованием тепла, выделяемого в результате реакций деления ядерного топлива. Блок №6 Кашивазаки-Карива считается первым в мире реактором третьего поколения.

Реакторы с кипящей водой (BWR) являются второй наиболее распространенной [1] формой легководных реакторов с конструкцией прямого цикла, в которой используется меньше крупных компонентов подачи пара, чем в реакторе с водой под давлением (PWR), в котором используется непрямой цикл. ABWR представляет собой современный уровень развития реакторов с кипящей водой [ нужна ссылка ] и является первой полностью построенной конструкцией реактора третьего поколения [ нужна ссылка ] с несколькими готовыми и работающими реакторами. [ нужна цитация ] Первые реакторы были построены вовремя и в рамках бюджета в Японии , другие строятся там же и на Тайване . В США были заказаны реакторы ABWR, включая два реактора на площадке проекта в Южном Техасе . [2] Сообщается, что проекты как на Тайване, так и в США превышают бюджет. [3]

Стандартная конструкция установки ABWR имеет полезную электрическую мощность около1,35  ГВт , вырабатываемая примерно3926 МВт тепловой мощности.

Обзор конструкции

Поперечное сечение железобетонного защитного резервуара (RCCV) конструкции UK ABWR
Сосуд под давлением от ABWR. 1: Активная зона реактора 2: Стержни управления 3: Внутренний водяной насос 4: Паропровод к турбогенератору 5: Поток охлаждающей воды в активную зону

ABWR представляет собой эволюционный путь семейства BWR с многочисленными изменениями и улучшениями по сравнению с предыдущими конструкциями BWR.

Основные области улучшений включают в себя:

Корпус реактора и система подачи ядерного пара (NSSS) имеют значительные улучшения, такие как замена RIP, устранение традиционных контуров внешних рециркуляционных трубопроводов и насосов в защитной оболочке, которые, в свою очередь, приводят в движение струйные насосы, создающие принудительный поток в корпусе реактора. RIP обеспечивают значительные улучшения, связанные с надежностью, производительностью и обслуживанием, включая снижение профессионального радиационного воздействия, связанного с мероприятиями по сдерживанию во время перерывов в обслуживании. Эти насосы приводятся в действие двигателями с мокрым ротором, корпуса которых соединены с нижней частью корпуса корпуса реактора, что исключает внешние рециркуляционные трубы большого диаметра, которые являются возможными путями утечки. 10 внутренних рециркуляционных насосов расположены в нижней части затрубного пространства (т.е. между кожухом активной зоны и внутренней поверхностью корпуса реактора). Следовательно, внутренние рециркуляционные насосы исключают все струйные насосы в корпусе корпуса, все большие насосы и трубопроводы внешнего контура рециркуляции, запорные клапаны и сопла большого диаметра, которые проникали в корпус корпуса и требовались для всасывания воды из корпуса корпуса и возврата ее в корпус корпуса. . Таким образом, такая конструкция уменьшает наибольшую утечку ниже области активной зоны до уровня, эквивалентного утечке диаметром 2 дюйма (51 мм). Обычная линейка продуктов BWR3-BWR6 имеет аналогичную потенциальную утечку диаметром 24 или более дюймов. Основным преимуществом этой конструкции является то, что она значительно снижает пропускную способность, необходимую для САОЗ.

Первые реакторы, в которых использовались насосы внутренней рециркуляции, были спроектированы компанией ASEA-Atom (ныне Westinghouse Electric Company путем слияний и выкупов, принадлежавшей Toshiba ) и построены в Швеции . Эти заводы успешно работают уже много лет.

Внутренние насосы снижают необходимую мощность перекачки для того же расхода примерно вдвое по сравнению с системой струйных насосов с внешними контурами рециркуляции. Таким образом, помимо повышения безопасности и снижения затрат за счет исключения трубопроводов, повышается общий тепловой КПД установки. Отказ от внешнего рециркуляционного трубопровода также снижает профессиональное радиационное воздействие на персонал во время технического обслуживания.

Эксплуатационной особенностью конструкции ABWR являются электрические приводы регулирующих стержней точного перемещения , впервые использованные в BWR компании AEG (позже Kraftwerk Union AG, теперь AREVA ). В старых BWR используется гидравлическая стопорная поршневая система для перемещения управляющих стержней с шагом в шесть дюймов. Конструкция стержня управления с электрическим точным перемещением значительно улучшает положительное фактическое положение стержня управления и аналогичным образом снижает риск аварии привода стержня управления до такой степени, что ограничитель скорости в основании лопастей крестообразного стержня управления не требуется.

Сертификаты и одобрения

Немного разные версии ABWR предлагают GE-Hitachi, Hitachi-GE и Toshiba. [5]

В 1997 году проект GE-Hitachi US ABWR был сертифицирован Комиссией по ядерному регулированию США как окончательный проект в окончательной форме . Это означает, что его характеристики, эффективность, производительность и безопасность уже проверены, что упрощает его создание с бюрократической точки зрения, а не несертифицированная конструкция. [6]

В 2013 году, после покупки Horizon Nuclear Power , Hitachi начала процесс общей оценки конструкции Hitachi-GE ABWR совместно с Управлением ядерного регулирования Великобритании . [7] Это было завершено в декабре 2017 года. [8]

В июле 2016 года Toshiba отозвала продление сертификации конструкции ABWR в США, поскольку «становится все более очевидным, что снижение цен на энергоносители в США не позволяет Toshiba ожидать дополнительных возможностей для строительных проектов ABWR». [9]

Локации

ABWR имеет лицензию на работу в Японии, США и Тайване, хотя большинство строительных проектов было остановлено или отложено.

Япония и Тайвань

Строительство реактора ABWR на АЭС Лунмэнь в городе Нью-Тайбэй , Тайвань .

По состоянию на декабрь 2006 года в Японии эксплуатировались четыре реактора ABWR: энергоблоки Касивадзаки-Карива 6 и 7, которые открылись в 1996 и 1997 годах, энергоблок Хамаока 5, открытый в 2004 году, строительство которого началось в 2000 году, а энергоблок Сика 2 начал коммерческую эксплуатацию 15 марта. 2006. Еще два частично построенных реактора находятся в Лунмэнь на Тайване и еще один ( Атомная электростанция Симанэ- 3) в Японии. Работы на Лунмэнь были остановлены в 2014 году. Работы на Симанэ были остановлены после землетрясения 2011 года [10]

Соединенные Штаты

19 июня 2006 г. компания NRG Energy подала в Комиссию по ядерному регулированию письмо о намерениях построить два реактора ABWR мощностью 1358 МВт на площадке проекта в Южном Техасе . [11] 25 сентября 2007 года NRG Energy и CPS Energy подали в NRC запрос на получение лицензии на строительство и эксплуатацию (COL) для этих электростанций. NRG Energy — это коммерческое предприятие по производству электроэнергии, а CPS Energy — крупнейшее в стране коммунальное предприятие, находящееся в муниципальной собственности. COL был одобрен NRC 9 февраля 2016 года. [12] Из-за рыночных условий эти два запланированных объекта могут никогда не быть построены, и у них нет запланированной даты строительства. [13]

Великобритания

Horizon Nuclear Power планировала построить реакторы Hitachi-GE ABWR в Уилфе в Уэльсе [14] и Олдбери в Англии. [15] [5] Оба проекта были приостановлены в марте 2012 года тогдашними акционерами ( RWE и E-ON ) [16], чтобы выставить Horizon на продажу, а новым владельцем стала Hitachi . «Приказ о согласии на разработку» для Wylfa был принят в июне 2018 года, а в августе Bechtel была назначена менеджерами проекта. Ожидалось, что первый реактор будет введен в эксплуатацию в середине 2020-х годов, а строительство в Олдбери начнется через несколько лет после этого. [17] Однако 17 января 2019 года Horizon Nuclear Power объявила о приостановке реализации обоих этих проектов по финансовым причинам. [18] [19]

Надежность

По сравнению с аналогичными конструкциями четыре действующих ABWR часто отключаются из-за технических проблем. [20] Международное агентство по атомной энергии документирует это с помощью «эксплуатационного коэффициента» (время подачи электроэнергии относительно общего времени с момента начала коммерческой эксплуатации). Первые две электростанции в Кашивазаки-Карива (блоки 6 и 7) достигают общего коэффициента эксплуатации в 70%, что означает, что около 30% времени с момента ввода в эксплуатацию они не производили электроэнергию. [21] [22] Например, в 2010 году Касивадзаки-Карива 6 имела рабочую мощность 80,9%, а в 2011 году — 93%. [23] Однако в 2008 году она не производила никакой электроэнергии, поскольку установка была отключен на техническое обслуживание и, следовательно, имел операционную мощность 0% в этом году. [23] В отличие от других современных атомных электростанций, таких как корейская OPR-1000 или немецкая Konvoi, коэффициент эксплуатации составляет около 90%. [24]

Выходную мощность двух новых реакторов ABWR на электростанциях Хамаока и Сика пришлось снизить из-за технических проблем в секции паровой турбины электростанций . [25] После дросселирования обеих электростанций они по-прежнему имеют повышенное время простоя, а коэффициент эксплуатации за весь срок службы составляет менее 50%. [26] [27]

Развертывания

Конструкция ABWR-II

Рассматривался ряд вариантов конструкции мощностью от 600 до 1800 МВт. [35] Наиболее разработанным вариантом конструкции является ABWR-II, начатый в 1991 году, увеличенный ABWR мощностью 1718 МВт, призванный сделать производство атомной энергии более конкурентоспособным в конце 2010-х годов. [36] Ни один из этих проектов не был развернут.

В новых проектах предполагалось добиться сокращения эксплуатационных расходов на 20%, капитальных затрат на 30% и строгого запланированного графика строительства, рассчитанного на 30 месяцев. Конструкция позволит обеспечить большую гибкость в выборе ядерного топлива. [37]

Смотрите также

Другие конструкции поколения III+

Рекомендации

  1. ^ «Глобальная панель базы данных реакторов - Всемирная ядерная ассоциация» . world-nuclear.org .
  2. ^ «NRG завершает проект по строительству новых ядерных реакторов» . Новое утро Далласа. 19 апреля 2011 года. Архивировано из оригинала 9 апреля 2016 года . Проверено 14 марта 2015 г.
  3. ↑ Рафф, Джули (5 сентября 2010 г.). «6,1 миллиона долларов потрачено на прекращение ядерной сделки» . мояСА .
  4. ^ «Книга общего описания ABWR» (PDF) . Nuclear.gepower.com .
  5. ^ ab «Bechtel будет управлять проектом Wylfa Newydd» . Мировые ядерные новости. 22 августа 2018 года . Проверено 23 августа 2018 г.
  6. ^ «Информационная страница сертификации дизайна - ABWR» . Заявки на сертификацию дизайна . Федеральное правительство США , Комиссия по ядерному регулированию США , Роквилл , Мэриленд , США. 3 июня 2009 года . Проверено 28 августа 2009 г.
  7. ^ «ABWR настроен для оценки проекта в Великобритании» . Международная ядерная инженерия. 16 января 2013 года . Проверено 26 января 2013 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ «Дизайн Hitachi-GE ABWR разрешен для использования в Великобритании» . Мировые ядерные новости. 14 декабря 2017 года . Проверено 3 января 2018 г.
  9. ^ «Toshiba отзывает заявку на сертификацию ABWR» . Мировые ядерные новости. 1 июля 2016 года . Проверено 5 июля 2016 г.
  10. ^ «Строительство японского реактора возобновится» . Мировые ядерные новости. 1 октября 2012 года . Проверено 18 июня 2019 г.
  11. ^ "Международная ядерная инженерия". 23 июня 2006. Архивировано из оригинала 17 мая 2007 года . Проверено 18 июня 2019 г.
  12. ↑ Блюм, Джордан (10 февраля 2016 г.). «Регулирующие органы одобрили строительство новых ядерных реакторов недалеко от Хьюстона - HoustonChronicle.com». Хьюстонские хроники .
  13. ^ «Федералы одобряют строительство новых ядерных реакторов возле Хьюстона» . 9 февраля 2016. Архивировано из оригинала 7 апреля 2019 года . Проверено 18 июня 2019 г.
  14. ^ «Wylfa Newydd - О нашем сайте» . www.horizonnuclearpower.com .
  15. ^ "Площадка атомной электростанции Олдбери - Horizon Nuclear Power" . www.horizonnuclearpower.com .
  16. ^ «RWE и E.On останавливают ядерные планы Великобритании в Уилфе и Олдбери» . Би-би-си. 29 марта 2012 года . Проверено 29 марта 2012 г.
  17. ^ «Площадка атомной электростанции Олдбери - Horizon Nuclear Power» . www.horizonnuclearpower.com . Проверено 3 октября 2018 г.
  18. ^ «Horizon приостанавливает строительство новых ядерных объектов в Великобритании» . Хитачи в Европе . 17 января 2019 года . Проверено 10 апреля 2019 г.
  19. ↑ Воан, Адам (17 января 2019 г.). «Hitachi отказывается от атомной электростанции стоимостью 16 миллиардов фунтов стерлингов в Уэльсе» . Хранитель . ISSN  0261-3077 . Проверено 17 января 2019 г.
  20. ^ Томас, Стив (май 2018 г.). Неисправности усовершенствованного реактора с кипящей водой (ABWR), предложенного для атомной электростанции Вильфа (PDF) (Отчет). Гринпис. Архивировано из оригинала (PDF) 20 апреля 2019 г. Проверено 20 апреля 2019 г.
  21. ^ "Сайт КАС" . www.iaea.org .[ мертвая ссылка ]
  22. ^ [1] Архивировано 4 июня 2011 г., в Wayback Machine.
  23. ^ abc "PRIS - Детали реактора" . Архивировано из оригинала 7 августа 2016 года . Проверено 12 февраля 2013 г.
  24. ^ МАГАТЭ – Атомные энергетические реакторы в мире – Издание 2010 г. – Вена, 2010 г.
  25. ^ «Hitachi покроет расходы на неисправную турбину» . Архивировано из оригинала 13 марта 2017 года . Проверено 17 июля 2011 г.
  26. ^ "Сайт HAM" . www.iaea.org .[ мертвая ссылка ]
  27. ^ "МАГАТЭ". www.iaea.org . Архивировано из оригинала 4 июня 2011 года.
  28. ^ Информационная система энергетических реакторов МАГАТЭ : Япония: Атомные энергетические реакторы – в алфавитном порядке». Архивировано 18 июля 2011 г., в Wayback Machine (на английском языке).
  29. ^ "ЭНТРАК". entrac.iaea.org . Архивировано из оригинала 6 июня 2019 года . Проверено 18 июня 2019 г.
  30. ^ «Tepco может попросить американское коммунальное предприятие провести проверку атомной электростанции Кашивазаки-Карива» . 30 октября 2014 года . Получено 7 февраля 2017 г. - через Japan Times Online.
  31. ↑ Reuters: Акции Tepco упали после того, как на выборах в Японии победил новичок в антиядерной политике, дата доступа: 4 декабря 2016 г.
  32. ^ «Tepco рассматривает возможность перезапуска гигантской атомной электростанции Касивадзаки-Карива в 2019 году» . Джапан Таймс . 22 апреля 2017 года . Проверено 16 октября 2017 г.
  33. ^ «J-Power продвигается вперед по строительству атомной электростанции в Оме, несмотря на местную напряженность» . Джапан Таймс . 16 декабря 2014 года. Архивировано из оригинала 4 марта 2017 года . Проверено 3 марта 2017 г.
  34. ^ «NRG завершает проект по строительству новых ядерных реакторов» . Далласские новости . 19 апреля 2011 года. Архивировано из оригинала 19 июня 2019 года . Проверено 18 июня 2019 г.
  35. ^ «Атомная энергетика в Японии». Всемирная ядерная ассоциация. 22 октября 2012. Архивировано из оригинала 20 февраля 2012 года . Проверено 31 октября 2012 г.
  36. ^ Кацуми Ямада1; Сатоко Тадзима; Масааки Цубаки; Хидео Сонеда (15–19 сентября 2003 г.). «Проект ABWR и его эволюция - проект первичной системы ABWR и ABWR-II» (PDF) . Pintassilgo2.ipen.br . Международная конференция по глобальной окружающей среде и современным атомным электростанциям. GENES4/ANP2003, 15–19 сентября 2003 г., Киото, ЯПОНИЯ – Документ 1161 . Проверено 31 октября 2012 г.{{cite journal}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)[ постоянная мертвая ссылка ]
  37. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2013 года . Проверено 9 мая 2013 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)

Внешние ссылки