stringtranslate.com

Атомная электростанция Шиппингпорт

Атомная электростанция Шиппингпорт была (по данным Комиссии по ядерному регулированию США ) первой в мире полномасштабной атомной электростанцией, предназначенной исключительно для мирного использования. [примечания 1] [примечания 2] [2] Она была расположена недалеко от современной атомной электростанции Бивер-Вэлли на реке Огайо в округе Бивер, штат Пенсильвания , США, примерно в 25 милях (40 км) от Питтсбурга .

Реактор достиг критичности 2 декабря 1957 года и, за исключением остановок для трех замен активной зоны, оставался в эксплуатации до октября 1982 года. Первая электроэнергия была выработана 18 декабря 1957 года, когда инженеры синхронизировали установку с распределительной сетью Duquesne Light Company. [3]

Первая активная зона, использованная в Шиппингпорте, была взята с отмененного атомного авианосца [4] и использовала высокообогащенный уран (93% U-235 [5] [6] ) в качестве «затравочного» топлива, окруженного «оболочкой» из природного U-238, в так называемой конструкции «затравка и бланкет»; в первом реакторе около половины энергии поступало от затравки. [6] Первая активная зона реактора Шиппингпорта оказалась способной выдавать 60 МВт через месяц после запуска. [7] Вторая активная зона была спроектирована аналогично, но более мощной, с большей затравкой. [6] Высокоэнергетическая затравка требовала большего количества циклов дозаправки, чем бланкет в этих первых двух активных зонах. [6]

Третье и последнее ядро, использованное в Шиппингпорте, было экспериментальным, легководным замедлителем, тепловым реактором-размножителем . Он сохранил ту же конструкцию с затравкой и бланкетом, но затравка теперь была сделана из урана-233 , а бланкет был сделан из тория . [8] Будучи реактором-размножителем, он имел возможность трансмутировать относительно недорогой торий в уран-233 в рамках своего топливного цикла. [9] Коэффициент воспроизводства, достигнутый третьим ядром Шиппингпорта, составил 1,01. [8] За 25 лет своего существования электростанция Шиппингпорта проработала около 80 324 часов, выработав около 7,4 млрд киловатт-часов электроэнергии. [1]

Из-за этих особенностей некоторые неправительственные источники называют Shippingport «демонстрационным реактором PWR » и считают, что «первым полностью коммерческим PWR» в США был Yankee Rowe . [10] Критика сосредоточена на том факте, что завод Shippingport не был построен в соответствии с коммерческими спецификациями. Следовательно, стоимость строительства за киловатт в Shippingport была примерно в десять раз выше, чем для обычной электростанции. [7] [11]

Строительство

Корпус реактора во время строительства (1956)

В 1953 году президент США Дуайт Д. Эйзенхауэр выступил с речью «Атомы для мира» в Организации Объединенных Наций . Коммерческое производство ядерной энергии было краеугольным камнем его плана. Предложение Duquesne Light Company было принято адмиралом Риковером, и началось осуществление планов по строительству атомной электростанции в Шиппингпорте. [ необходима цитата ]

Первый этап строительства состоялся в День труда, 6 сентября 1954 года. Президент Эйзенхауэр дистанционно инициировал первый совок земли на церемонии. [3] Реактор достиг первой критичности в 4:30 утра 2 декабря 1957 года. [3] Шестнадцать дней спустя, 18 декабря, была выработана первая электроэнергия, а полная мощность была достигнута 23 декабря 1957 года, [3] хотя станция оставалась в тестовом режиме. Эйзенхауэр открыл атомную электростанцию ​​в Шиппингпорте 26 мая 1958 года. Станция была построена за 32 месяца и обошлась в 72,5 миллиона долларов (что эквивалентно 786 504 739 долларам в 2023 году). [2]

Тип реактора, используемого в Шиппингпорте, был вопросом целесообразности. Комиссия по атомной энергии настоятельно рекомендовала построить реактор, интегрированный в энергосистему. Единственным подходящим реактором, доступным в то время, был тот, который предназначался для атомного авианосца, желаемого ВМС, но на который Эйзенхауэр только что наложил вето. [4]

Кеннет Николс из AEC сказал, что «стало очевидно», что водо-водяной реактор Риковера-Вестингауза, предназначенный для авианосца, был «лучшим выбором для реактора, чтобы продемонстрировать производство электроэнергии», поскольку у Риковера «была действующая организация и проект реактора, который теперь не имел конкретной цели, чтобы оправдать его». Это было принято Льюисом Штрауссом и Комиссией в январе 1954 года. О принятии Duquesne Light в качестве партнера по коммунальному обслуживанию было объявлено 11 марта. Церемония закладки фундамента была инициирована Эйзенхауэром из Денвера, где он выступал с докладом об атомной энергии в День труда; Риковер обеспечил, чтобы беспилотный бульдозер, перекапывающий землю, не зарылся и не заглох, заставив бульдозерный отвал двигаться по двум железнодорожным рельсам, зарытым под шесть дюймов земли. [12]

Происхождение проекта объясняет, почему реактор Shippingport использовал 93%-ный обогащенный уран, в отличие от более поздних коммерческих энергетических реакторов, которые не превышали 5% обогащения. [5] Другие существенные отличия от коммерческих реакторов включают использование гафния для его регулирующих стержней , [13] хотя они были необходимы и использовались только в затравке реактора. [6] Shippingport был создан и эксплуатировался под эгидой адмирала Хаймана Г. Риковера , чьи полномочия включали существенную роль в Комиссии по атомной энергии США (AEC). [ необходима цитата ]

Ядра

Реактор Shippingport был спроектирован так, чтобы в течение срока службы в нем могли размещаться различные активные зоны; использовались три из них. [ необходима цитата ]

Первый, установленный в 1957 году, содержал 14,2 тонны природного урана («бланкет») и 165 фунтов (75 кг) высокообогащенного (93% U-235) урана («семена»); несмотря на эту разницу в массе, около половины энергии вырабатывалось в затравке. [6] Затравка истощалась быстрее, чем бланкет, и она пополнялась три раза в течение срока службы первого ядра. [6] Семь лет спустя (при работе на четвертом затравке) первое ядро ​​было выведено из эксплуатации, после того как произвело 1,8 миллиарда киловатт-часов электроэнергии. [6]

Второе ядро ​​имело увеличенную генерирующую мощность (более чем в пять раз) и приборы для измерения производительности, но в остальном использовало ту же конструкцию с затравкой и бланкетом. [6] Для второго ядра объем затравки составлял 21% от общего объема ядра. [6] Таким образом, второе ядро ​​требовало только одной дозаправки затравки. [6] Оно начало работать в 1965 году и за следующие девять лет выработало почти 3,5 миллиарда киловатт-часов электроэнергии. [ необходима цитата ] В 1974 году турбогенератор получил механическую поломку, в результате чего завод был закрыт. [ необходима цитата ]

Третьим и последним активным ядром был легководный бридер, который начал работать в августе 1977 года и после испытаний был выведен на полную мощность к концу того же года. [3] Он использовал таблетки, изготовленные из диоксида тория и оксида урана-233 ; первоначально содержание U233 в таблетках составляло 5-6% в затравочной области, 1,5-3% в области бланкета и никакого в области отражателя. Он работал на мощности 236 МВт, генерируя 60 МВт и в конечном итоге вырабатывая более 2,1 миллиарда киловатт-часов электроэнергии. Через пять лет (29 000 эффективных часов полной мощности) [14] активное ядро ​​было извлечено и, как было обнаружено, содержало почти на 1,4% больше делящегося материала, чем при установке, что свидетельствует о том, что воспроизводство произошло. [9] [15]

Вывод из эксплуатации

1 октября 1982 года реактор прекратил работу после 25 лет. [16] Демонтаж объекта начался в сентябре 1985 года . [17] В декабре 1988 года 956-тонный (870-тонный) корпус реактора/бак нейтронного щита был поднят из здания защитной оболочки и погружен на наземное транспортное оборудование для подготовки к вывозу с площадки и отправке на объект захоронения в штате Вашингтон. [18] Площадка была очищена и отпущена для неограниченного использования. В то время как реактор Shippingport был выведен из эксплуатации, блоки 1 и 2 ядерной генерирующей станции Beaver Valley по-прежнему лицензированы и работают на площадке. [ необходима цитата ]

Очистка Shippingport стоимостью 98 миллионов долларов (оценка 1985 года) использовалась в качестве примера успешного вывода реактора из эксплуатации сторонниками ядерной энергетики [ who? ] ; однако критики [ who? ] указывают, что Shippingport был меньше большинства коммерческих атомных электростанций , [17] большинство реакторов в Соединенных Штатах имеют мощность около 1000 МВт, в то время как Shippingport был всего 60 МВт. Другие [ who? ] утверждают, что это был отличный тестовый случай, чтобы доказать, что реакторную площадку можно безопасно вывести из эксплуатации и освободить для неограниченного использования. Shippingport, хотя и несколько меньше, чем большой коммерческий реактор сегодня, был репрезентативным, с четырьмя парогенераторами, компенсатором давления и реактором. Один только реактор, будучи упакованным для отправки, весил более 1000 тонн (921 тонна веса судна плюс вес конструкционной стальной транспортной платформы) и был успешно отправлен по водному пути для захоронения в резервации Ханфорд . [19] Корпус реактора с атомной электростанции «Троян » (расположенной в штате Орегон) также был успешно доставлен по воде на площадку в Хэнфорде; это путешествие было гораздо короче, чем для реактора в Шиппингпорте. [ необходима цитата ]

После вывода из эксплуатации Shippingport , три других крупных коммерческих реактора были полностью снесены: АЭС Yankee Rowe была полностью выведена из эксплуатации в 2007 году, а Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) уведомила Yankee в августе, что бывшая площадка станции полностью выведена из эксплуатации в соответствии с процедурами и правилами NRC; [20] АЭС Maine Yankee полностью выведена из эксплуатации в 2005 году; [21] и АЭС Connecticut Yankee . [22] Все три предыдущие площадки коммерческих реакторов были возвращены в исходное состояние и открыты для посетителей. [ требуется ссылка ]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Хотя Обнинская АЭС была подключена к Московской энергосистеме в 1954 году и стала первым ядерным реактором, вырабатывающим коммерческую электроэнергию, ее все равно можно считать маломасштабной станцией, предназначенной в основном для проведения ядерных экспериментов. Первый британский реактор Magnox в Колдер-Холле был подключен к сети 27 августа 1956 года, его основной целью было производство плутония для военных целей.
  2. ^ Ядерный центр Валлеситос начал вырабатывать электроэнергию в октябре 1957 года, но он служил в качестве испытательной или пилотной установки.

Ссылки

  1. ^ ab Главное контрольно-ревизионное управление США (4 сентября 1990 г.). «Вывод из эксплуатации портов доставки — насколько применимы извлеченные уроки?» (PDF) . Получено 9 мая 2012 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  2. ^ ab "История". Комиссия по ядерному регулированию (NRC). 17 апреля 2007 г. Получено 2016-07-08 .
  3. ^ abcde «Признание исторического достижения: атомная электростанция Шиппингпорт, национальный памятник истории инженерии» (PDF) . стр. 4. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-07-17 . Получено 2006-06-24 .
  4. ^ ab Weinberg, Alvin Martin (1992). Ядерные реакции: наука и транснаука . Американский институт физики. стр. 324. ISBN 978-0-88318-861-3.
  5. ^ ab Wood, J. (2007). Ядерная энергетика . IET. стр. 14. ISBN 978-0-86341-668-2.
  6. ^ abcdefghijk JC Clayton, «Реактор с водой под давлением и реактор-размножитель на легкой воде в Шиппингпорте», отчет Westinghouse WAPD-T-3007, 1993 г.
  7. ^ ab Mann, Alfred K. (1999). К лучшему или к худшему: брак науки и правительства в Соединенных Штатах . Columbia University Press. стр. 113. ISBN 978-0-231-50566-6.
  8. ^ ab Kasten, PR (1998). "[1] [ постоянная мертвая ссылка ] " Наука и всеобщая безопасность, 7(3), 237-269.
  9. ^ ab "Light Water Breeder Reactor: Adapting A Proven System". Архивировано из оригинала 28 октября 2012 г.
  10. ^ Хор-Лейси, Ян (2010). Ядерная энергетика в 21 веке: World Nuclear University Press . Academic Press. стр. 149. ISBN 978-0-08-049753-2.
  11. ^ Хьюлетт, Ричард Г.; Холл, Джек М. (1989). Атомы для мира и войны, 1953-1961: Эйзенхауэр и Комиссия по атомной энергии . Издательство Калифорнийского университета. стр. 421. ISBN 978-0-520-06018-0.
  12. ^ Николс, Кеннет (1987). Дорога к Тринити: Личный отчет о том, как была сделана ядерная политика Америки . Нью-Йорк: Уильям Морроу. С. 326–8. ISBN 068806910X.
  13. ^ Форсберг, CW; Такасе, К.; Накацука, Н. (2011). «Водный реактор». В Син Л. Ян, Рютаро Хино (ред.). Справочник по производству ядерного водорода . ЦРК Пресс. п. 192. ИСБН 978-1-4398-1084-2.
  14. ^ Olson, GL; McCardell, RK; Illum, DB (2002). "Fuel Summary Report: Shippingport Light Water Breeder Reactor" (PDF) . Национальная инженерная и экологическая лаборатория Айдахо. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-11-07 . Получено 2016-11-07 .
  15. ^ Информация о тории от Всемирной ядерной ассоциации
  16. ^ "Shippingport". Архивировано из оригинала 13 ноября 2005 г. Получено 24-06-2006 .
  17. ^ ab "Вывод из эксплуатации ядерной энергетики" . Получено 24.06.2006 .
  18. ^ Дюрр, Дэвид (март 1990 г.). «Подъем корпуса реактора Shippingport». Журнал по строительной инженерии и менеджменту . 116 (1): 188–197. doi :10.1061/(ASCE)0733-9364(1990)116:1(188).
  19. ^ Дюрр, Дэвид (сентябрь 1991 г.). «Транспортировка корпуса реактора Shippingport высокого давления». Журнал по строительной инженерии и менеджменту . 117 (3): 551–564. doi :10.1061/(ASCE)0733-9364(1991)117:3(551).
  20. ^ "Атомная электростанция Янки". www.yankeerowe.com .
  21. ^ "Проект атомной электростанции Maine Yankee USA". Энергетические технологии | Энергетические новости и анализ рынка . Получено 2021-10-30 .
  22. ^ «Коннектикут Янки». www.connyankee.com .

Внешние ссылки