Атомная электростанция Hinkley Point A — бывшая атомная электростанция Magnox . Она расположена на участке площадью 19,4 гектара (48 акров) в Сомерсете на побережье Бристольского залива , в 5 милях (8 км) к западу от устья реки Парретт . Текущий процесс вывода из эксплуатации контролируется компанией Nuclear Restoration Services, имеющей лицензию Nuclear Decommissioning Authority .
Хинкли-Пойнт А была одной из трех электростанций Магнокс, расположенных недалеко от устья реки Северн и Бристольского залива, остальные — Олдбери и Беркли .
Строительство электростанции, которое было предпринято консорциумом при поддержке English Electric , Babcock & Wilcox Ltd и Taylor Woodrow Construction , [5] началось в 1957 году. Реакторы и турбины были поставлены English Electric. [6]
22 апреля 1966 года министр энергетики Ричард Марш официально открыл новую атомную электростанцию. [7] [8]
В конце 1970-х годов были установлены два мини-компьютера DEC PDP-11/40 (по одному на реактор) для обнаружения разрыва канистры и мониторинга температуры реактора, заменив исходные системы контроля. [9] Также был установлен мини-компьютер DEC PDP-11/34 для отображения и регистрации параметров турбины, заменив исходные системы. [10]
В 1988 году реактор 2 установил мировой рекорд по самому продолжительному непрерывному периоду выработки электроэнергии коммерческим ядерным реактором — 700 дней и 7 часов. [11] Атомная электростанция Хантерстон-А удерживала предыдущий мировой рекорд — 698 дней.
Электростанция, которая выводится из эксплуатации, имела два реактора Magnox , каждый из которых подавал пар на три турбогенератора English Electric мощностью 93,5 МВт , которые в совокупности на обоих реакторах были рассчитаны на выработку 500 МВт чистой мощности, но после снижения выходной мощности реактора из-за проблем с коррозией оба реактора в совокупности вырабатывали 470 МВт чистой мощности. [12]
Конструкция следовала принципам, установленным атомной электростанцией Колдер Холл , в том, что она использовала активную зону реактора из природного уранового топлива в банках из сплава Магнокс внутри графитового замедлителя, все это находилось в сварном стальном корпусе под давлением. Активная зона охлаждалась CO2, перекачиваемым шестью номинальными 7000 л. с. (5,2 МВт) газовыми циркуляторами, которые транспортировали горячий газ из активной зоны в шесть паровых установок (котлов) по стальным каналам. Газовые циркуляторы могли приводиться в действие асинхронными двигателями, питаемыми от электросети, или, при наличии пара, от одного из трех специальных турбогенераторов переменной скорости мощностью 33 МВт (один обслуживал каждый реактор с одним запасным). Проектное давление газового контура составляло 185 фунтов на кв. дюйм, а температура газа, выходящего из реактора, составляла 378 °C (712 °F), хотя позже ее снизили, когда было обнаружено, что горячий CO2 разъедает компоненты газового контура из мягкой стали быстрее, чем предполагалось. Как и все реакторы Magnox, Hinkley Point A был спроектирован с возможностью дозаправки во время работы, чтобы отработанные топливные элементы можно было заменить новыми, не останавливая реактор.
Хотя изначально проект Hinkley Point A планировался для мирного производства электроэнергии, он был модифицирован таким образом, чтобы при необходимости можно было извлекать оружейный плутоний для военных целей . [13] [14]
В Хинкли-Пойнт А были установлены пять аварийных дизель-генераторов English Electric 8CSV мощностью 1050 л. с. для использования в случае отключения электроснабжения.
[15]
Генерирующая мощность, выработка электроэнергии, коэффициент нагрузки и тепловая эффективность показаны в таблице. [16]
В августе 1963 года во время горячего запуска первого реактора, который тогда не был загружен ядерным топливом, возникли проблемы из-за шума от одноступенчатых осевых газовых циркуляторов. Его можно было услышать на расстоянии до 5 миль (8,0 км), и персоналу, работающему на станции, пришлось носить защитные наушники. После необъяснимых падений массового расхода и тока двигателя в газовых циркуляторах № 3 и 5, горячие запуски были остановлены, и газовый контур открылся. Были обнаружены серьезные механические повреждения лопаточных и диффузорных секций газовых циркуляторов № 3 и 5. Большие секции диффузоров были разрушены, и во внешней сужающейся оболочке и центральном осевом конусе были обнаружены обширные усталостные трещины. Большие куски корпуса диффузора попали в лопатки газового циркулятора и вызвали тяжелые ударные повреждения, а большое количество мусора было перемещено вниз по газоходу. Входные направляющие лопатки (IGV), которые были предусмотрены для обеспечения "обрезки" производительности отдельных газовых циркуляторов, оказались сильно поврежденными, а лопатки ротора и выходные направляющие лопатки также имели сильные повреждения от ударов и усталости. Большое количество гаек и болтов были ослаблены. [17]
Последующее расследование определило, что шум был вызван взаимодействием между IGV и лопатками ротора. Уровни звукового давления, создаваемые этим шумом, были достаточно высокими, чтобы вызвать быстрое усталостное разрушение в компонентах газового контура, и потребовалась серьезная переделка газовых циркуляторов и связанных с ними компонентов. IGV были утилизированы, и были введены выпрямители потока, чтобы сгладить поток газа в воздухозаборниках газового циркулятора. На объектах Gas Turbine and Atomic Power Division (APD) компании English Electric в Уэтстоуне, Лестершир, было проведено много новаторских экспериментальных лабораторных работ по резонансу и уровням звукового давления для поддержки работ по переделке, а также были разработаны приборы для измерения напряжений и уровней звукового давления в газовом контуре во время испытаний. Задержка привела к серьезным финансовым трудностям для консорциума и отбросила график строительства; станция начала вырабатывать электроэнергию на два года позже, в феврале 1965 года. [18]
Важность проектирования материалов и понимания границ зерен была подчеркнута во время работы Hinkley Point. В 1969 году произошел катастрофический отказ турбогенератора Hinkley Point 'A' на почти нормальных скоростях (3200 об/мин). Взаимодействие фрагментов разрывного диска и вала привело к тому, что соседний диск почти сразу же разорвался, а в последовавшем общем разрушении другой диск полностью разрушился, и весь блок был непоправимо поврежден. Считается, что это первый катастрофический отказ турбогенератора в Великобритании. Характеристики материала, из которого были изготовлены разрывные диски, были фактором, способствовавшим отказу. Сталь 3 Cr-Mo, изготовленная по процессу a.0.h., подверглась отпускной хрупкости во время медленного охлаждения печи после термической обработки и, следовательно, имела плохую вязкость разрушения, т. е. низкую устойчивость к очень острым трещиноподобным дефектам в сильно напряженных областях. Такой материал, конечно, можно использовать совершенно безопасно в сильно напряженных областях при отсутствии трещин. Материал с более высокой вязкостью разрушения выдержал бы более крупные трещины, не поддаваясь их нестабильному распространению, и разрушение было бы отложено, если бы его не удалось избежать. Во время изготовления этих дисков не было возможности количественно оценить влияние охрупчивания на способность материала выдерживать небольшие трещины в наиболее напряженных областях. [19] Причиной разрушения был перенос фосфора к границам зерен, который охрупчивал хромистую сталь, вызывая ее разрушение. [20] [21] [22]
Оба реактора были остановлены в апреле 1999 года для проведения работ по укреплению после периодической проверки безопасности Инспекции ядерных установок . Реактор 2 был возвращен в эксплуатацию в сентябре 1999 года, но остановлен 3 декабря 1999 года из-за вновь выявленных неопределенностей в свойствах материала корпуса реактора. Исследования на родственном объекте выявили нарушения в материалах сварных швов на различных проходках реактора. Для доступа и проверки этих материалов в Хинкли-Пойнт потребовался бы специальный удаленный доступ (возможно, робототехника) и временные рамки, превышающие год. Также в это время реализовывался дорогостоящий проект по термической изоляции внешней части стального корпуса для повышения тепловой эффективности. Стоимость этого предстоящего проекта требовала гарантированного продления срока эксплуатации для приемлемой окупаемости инвестиций. Из-за стоимости устранения этих проблем и отсутствия гарантий своевременного решения Magnox объявила 23 мая 2000 года, что Хинкли-Пойнт A будет остановлен. [23]
Hinkley Point A была одной из 11 атомных электростанций Magnox, введенных в эксплуатацию в Соединенном Королевстве в период с 1956 по 1971 год. За 35 лет эксплуатации Hinkley Point A выработала более 103 ТВт·ч электроэнергии, что дало коэффициент нагрузки за весь срок службы по сравнению с проектом в 34%. [24]
Текущий процесс вывода из эксплуатации и работы на площадке контролируются дочерней компанией Nuclear Restoration Services Управления по выводу из эксплуатации ядерных объектов .
Ожидается, что выгрузка топлива и демонтаж большинства зданий продлятся до 2031 года, после чего последует фаза ухода и обслуживания с 2031 по 2085 год. Снос зданий реакторов и окончательная очистка территории запланированы на 2081–2091 годы. [25]
Площадка Хинкли-Пойнт была организована как две атомные электростанции: рядом с Хинкли-Пойнт А с двумя зданиями реакторов Magnox находится Хинкли-Пойнт B , эксплуатируемая EDF Energy , с двумя реакторами AGCR в одном здании.
В октябре 2013 года правительство Великобритании объявило, что одобрило строительство Hinkley Point C. Этот новый завод, состоящий из двух блоков EPR ; блок 1 изначально планировалось завершить в 2025 году, а блок 2 — в 2026 году, и оба будут работать около 60 лет. [26]
Центральный совет по производству электроэнергии согласился на небольшую модификацию проекта Хинкли-Пойнт и следующих двух станций в своей программе, чтобы обеспечить возможность извлечения плутония, пригодного для военных целей, в случае возникновения такой необходимости.
Медиа, связанные с атомной электростанцией Hinkley Point A на Wikimedia Commons
