Электростанция Alvin W. Vogtle , также известная как Plant Vogtle ( / ˈ v oʊ ɡ əl / VOH -gəl ), [4] — четырёхблочная атомная электростанция , расположенная в округе Берк , недалеко от Уэйнсборо , штат Джорджия , на юго-востоке США . С мощностью 4536 мегаватт это крупнейшая атомная электростанция (по состоянию на 2013 год), крупнейший источник электроэнергии с низкими выбросами углерода [5] и крупнейшая электростанция в целом в США. Это также единственная атомная станция в стране с четырьмя блоками. Она названа в честь бывшего председателя совета директоров Alabama Power and Southern Company Элвина Фогтла .
Первые два блока представляют собой реакторы с водой под давлением (PWR) компании Westinghouse с паровой турбиной и электрогенератором компании General Electric . Блоки 1 и 2 были завершены в 1987 и 1989 годах соответственно и имеют общую мощность генерации электроэнергии 1215 МВт, что в сумме составляет 2430 МВт. [6] Две градирни с естественной тягой имеют высоту 548 футов (167 м) и обеспечивают охлаждение основных конденсаторов станции. Четыре меньшие градирни с механической тягой обеспечивают охлаждающую воду для ядерных нужд (NSCW) для компонентов безопасности и вспомогательных компонентов, не связанных с безопасностью, а также отводят остаточное тепло из реактора, когда станция отключена. Одна башня с естественной тягой и две башни NSCW обслуживают каждый блок. В 2009 году Комиссия по ядерному регулированию (NRC) продлила лицензии для обоих блоков еще на 20 лет [7] до 16 января 2047 года для блока 1 [8] и до 2 сентября 2049 года для блока 2 [9] [10] Во время строительства первых двух блоков Vogtle требуемые капиталовложения возросли с предполагаемых 660 миллионов долларов до 8,87 миллиарда долларов [1] (19 миллиардов долларов в ценах 2023 года [2] )
Два дополнительных блока, использующих реакторы Westinghouse AP1000 , начали предварительное строительство в 2009 году, а блок 3 будет завершен в июле 2023 года. [11] [12] Также были выбраны градирни с естественной тягой, и две новые градирни имеют высоту почти 600 футов (180 м). Во время строительства блоки столкнулись с несколькими задержками и перерасходами средств. Сертифицированные строительные и капитальные затраты на эти два новых блока изначально составляли 14 миллиардов долларов, согласно семнадцатому полугодовому отчету Vogtle Construction Monitoring Report за 2017 год. [13] В последнем отчете последнее увеличение расходов возлагается на подрядчика, не завершившего работу в запланированные сроки. Еще одним осложняющим фактором в процессе строительства является банкротство Westinghouse в 2017 году. [14] В 2018 году расходы оценивались примерно в 25 миллиардов долларов. [15] К 2021 году они оценивались более чем в 28,5 миллиарда долларов. [16] В 2023 году расходы возросли до 34 миллиардов долларов, а работа над Vogtle 4 еще не завершена. [3]
Блок 3 начал коммерческую эксплуатацию 31 июля 2023 года, став первым новым ядерным реактором в Соединенных Штатах за 7 лет. [11] Блок 4 вошел в коммерческую эксплуатацию 29 апреля 2024 года. [17]
Блоки Vogtle 1 и 2 представляют собой набор идентичных реакторов Westinghouse 4-Loop. Как и многие североамериканские атомные электростанции, каждый из блоков Vogtle построен из стального, предварительно напряженного, пост-напряженного бетонного цилиндра с полусферическим куполом. Защитная оболочка была спроектирована региональным офисом корпорации Bechtel в Лос-Анджелесе . [18]
В 2008 году мощность реакторов 1 и 2 была увеличена на 1,7% за счет повышения мощности "Приложения K", [19] также называемого повышением мощности неопределенности измерения (MUR). Повышение мощности неопределенности измерения составляет менее 2 процентов и достигается путем внедрения усовершенствованных методов расчета мощности реактора. Это включает использование современных устройств измерения расхода питательной воды для более точного измерения расхода питательной воды, который используется для расчета мощности реактора. [20]
Более точные измерения снижают степень неопределенности в уровне мощности, который используется аналитиками для прогнозирования способности реактора быть безопасно остановленным в условиях постулируемой аварии. [20] Поскольку мощность реактора может быть рассчитана с гораздо большей точностью, чем при старом измерении типа Вентури , установка может безопасно работать в пределах более жесткой погрешности своих пределов. Более новый ультразвуковой расходомер работает, сравнивая время, необходимое ультразвуковым звуковым импульсам для прохождения вверх по течению и вниз по течению внутри трубы, и использует разницу во времени для расчета расхода воды в трубе.
NRC одобрила запрос на внесение изменений в лицензию (LAR) Vogtle в марте 2008 года. Сотрудники NRC определили, что Southern Nuclear может безопасно увеличить выходную мощность реактора, в первую очередь, за счет более точных средств измерения расхода питательной воды. Сотрудники NRC также рассмотрели оценки Southern Nuclear, показывающие, что конструкция станции может справиться с возросшим уровнем мощности. [21] Мощность блока 1 была повышена во время остановки для перегрузки топлива весной 2008 года, а мощность блока 2 была повышена во время остановки осенью того же года.
20 марта 1990 года на заводе произошло отключение электроэнергии.
В 9:20 утра грузовик с горюче-смазочными материалами на распределительном устройстве 230 кВ станции врезался в опорную колонну линии электропередачи, питающей резервный трансформатор собственных нужд (РТН) блока 1-А. В это время РТН 1-Б был обесточен для проведения технического обслуживания, а РТН 1-А питал оба поезда аварийного электропитания. Неаварийные электропоезда питались за счет обратного питания с распределительного устройства через главный повышающий трансформатор на трансформаторы собственных нужд (ТСН) блоков 1-А и 1-Б. Аварийный дизель-генератор (АДГ) 1-Б был выведен из эксплуатации для проведения планового технического обслуживания.
После отключения питания EDG 1-A не запустился из-за срабатывания защитного отключения. Возникшая в результате потеря электроэнергии в «жизненно важных контурах» станции отключила насос отвода остаточного тепла (RHR), охлаждавший активную зону блока 1 (который приближался к концу отключения для перегрузки топлива), и не позволила активировать резервный RHR. Несмотря на то, что блок 1 в то время был отключен, остаточное тепло от естественного распада радиоактивного топлива должно быть удалено, чтобы предотвратить опасное повышение температуры активной зоны. Хотя небезопасное питание не было прервано, не было никакой физической связи между жизненно важными и нежизненно важными электрическими цепями, что не позволяло жизненно важным цепям получать питание от незатронутого пути через UAT.
В 9:40 утра операторы станции объявили чрезвычайную ситуацию на участке (SAE) в соответствии с существующими процедурами, которые требуют SAE всякий раз, когда «жизненно важное» питание теряется более чем на 15 минут. В 9:56 утра, после нескольких попыток нормального запуска 1-A EDG, операторы станции выполнили аварийный запуск EDG, активировав аварийное стекло запуска генератора, которое обошло большинство защит EDG и заставило его запуститься. Запуск прошел успешно.
Затем RHR-A был запущен с использованием питания от EDG-A. После восстановления охлаждения активной зоны уровень SAE был понижен до уровня тревоги в 10:15 утра. В 11:40 утра бригады подали питание на RAT 1-B, который был отключен для технического обслуживания, восстановив питание на электропоезде безопасности «B». В 12:57 дня поезд безопасности «A» был переключен с EDG на RAT 1-B, а EDG был отключен. Поскольку оба поезда получали внешнее питание, сигнал тревоги был прекращен в 1:47 дня.
Температура теплоносителя активной зоны блока 1 возросла с 90 °F (32 °C) до 136 °F (58 °C) в течение 36 минут, необходимых для повторного включения шины стороны А. На протяжении всего события нежизнеспособная энергия непрерывно поступала на блок 1 из внешних источников. Однако электрическая система Vogtle не была спроектирована так, чтобы обеспечить легкое соединение жизненно важных шин блока 1 с нежизнеспособной энергией или электрическими шинами блока 2. [23] После этого инцидента завод Vogtle внес изменения в работу завода, которые позволяют нежизнеспособным электрическим шинам передавать энергию на жизненно важные шины в этом типе сценария.
Эта электрическая неисправность также повлияла на блок 2, вызвав срабатывание выключателей на распределительном устройстве 230 кВ, что привело к отключению питания RAT 2-B и жизненно важной шины "B". EDG 2-B впоследствии запустился и восстановил питание жизненно важной шины. В то же время электрические помехи от падения линии, ударившей о землю, были обнаружены защитными устройствами на главном повышающем трансформаторе блока 2, и защитное реле сработало, отключив выходной выключатель трансформатора. Это вызвало полный сброс нагрузки на блок 2, что привело к отключению турбины и впоследствии к аварийному останову реактора .
После отключения блока 2 нежизнеспособная электрическая линия "B" потеряла питание при попытке перехода с UAT 2-B (питаемого от турбогенератора) на отказавший RAT 2-B, что привело к отключению двух насосов охлаждения реактора и одного из главных насосов питательной воды. Несмотря на это, охлаждение станции прошло благополучно. В 9:03 вечера выключатели RAT 2-B на распределительном устройстве были сброшены, и внешнее питание было восстановлено на жизненно важные и нежизнеспособные электрические линии "B", что позволило перезапустить насосы охлаждения реактора 2 и 4. EDG 2-B был остановлен.
Позже было установлено, что нарушение из-за неисправности, вызванное падением линии, не имело значительной величины, чтобы сработать защитное реле по проекту, и не должно было привести к отключению энергоблока 2. Дальнейшее расследование показало, что трансформаторы тока на главном трансформаторе были неправильно установлены. Элементы управления были настроены на правильную настройку. Если бы трансформаторы тока были изначально правильно установлены, энергоблок 2 остался бы в сети.
В августе 2006 года Southern Nuclear официально подала заявку на получение разрешения на раннюю площадку (ESP) [24] для двух дополнительных блоков, а в марте 2008 года подала заявку на получение комбинированной лицензии на строительство и эксплуатацию (COL). [25] В апреле 2008 года Georgia Power Company достигла контрактного соглашения на два реактора AP1000 , разработанных Westinghouse , принадлежащей Toshiba . Westinghouse объединилась с Shaw Group (Батон-Руж, Луизиана) и ее подразделением Stone & Webster для управления проектом, при этом Westinghouse отвечала за проектирование, дизайн и общее управление, а Shaw отвечала за производство сборных модулей компонентов и управление строительством на месте. [26] Контракт представлял собой первое соглашение о новой ядерной разработке в Соединенных Штатах после аварии на Три-Майл-Айленде в 1979 году. Он получил одобрение Комиссии по коммунальным услугам Джорджии в марте 2009 года. [26] [27]
В августе 2009 года Комиссия по ядерному регулированию (NRC) выдала предварительное разрешение на строительство и ограниченное разрешение на работу. Ограниченное строительство на новых площадках реакторов началось, и ожидалось, что блок 3 будет введен в эксплуатацию в 2016 году, а затем блок 4 в 2017 году, в ожидании окончательной выдачи Объединенной лицензии на строительство и эксплуатацию от NRC. [28] [29]
В декабре 2011 года была подготовлена 19-я редакция сертификации проекта AP1000, которая фактически включала полную переработку здания защитной оболочки:
Стена соответствующим образом усилена и имеет размеры, где модуль композитной стены соединяется с железобетонными секциями, а также в соответствии с требованиями для учета сейсмических нагрузок и нагрузок от самолетов. Эта конструкция является новой для поправки; ранее конструкция была полностью железобетонной. [выделено добавлено]
Поскольку это изменение требований к проекту было внесено после того, как контракты на проектирование уже были подписаны и началось производство компонентов реактора с длительным сроком поставки, это привело к остановке строительства, поскольку здание защитной оболочки пришлось перепроектировать. [30]
16 февраля 2010 года президент Барак Обама объявил о предоставлении федеральных гарантий по займам на сумму 8,33 млрд долларов США в счет стоимости строительства, [31] хотя по состоянию на декабрь 2013 года Georgia Power не воспользовалась этими гарантиями, сначала ожидая лицензии на строительство, а затем после решения суда о прекращении строительства. Ожидаемая стоимость строительства двух реакторов составила 14 млрд долларов США. [32] Доля Georgia Power составила около 6,1 млрд долларов США, в то время как оставшаяся собственность на два реактора разделена между Oglethorpe Power Corp. , Municipal Electric Authority of Georgia (MEAG Power) и Dalton Utilities. [33]
В феврале 2012 года NRC одобрила лицензию на строительство двух предлагаемых реакторов AP1000 в Vogtle. [34] Председатель NRC Грегори Ячко отдал единственный голос против планов по строительству и эксплуатации двух новых ядерных энергетических реакторов, сославшись на проблемы безопасности, вытекающие из ядерной катастрофы на Фукусиме в Японии в 2011 году , заявив: «Я не могу поддержать выдачу этой лицензии, как будто Фукусима никогда не происходила». [35] Через неделю после того, как Southern Company получила лицензию на начало строительства, многие экологические и антиядерные группы подали в суд, чтобы остановить проект расширения, заявив, что «проблемы общественной безопасности и окружающей среды после аварии на японском ядерном реакторе Фукусима-Дайичи не были приняты во внимание». [36] 11 июля 2012 года иск был отклонен Окружным апелляционным судом округа Колумбия Вашингтона. [37]
В феврале 2013 года подрядчик по строительству проекта, Shaw, был куплен Chicago Bridge & Iron Company (CB&I). 12 марта 2013 года строительство третьего блока официально началось с заливки бетона основания ядерного острова. [38] Эта операция была завершена 14 марта. [39] В течение выходных 1 июня 2013 года началась сборка защитной оболочки с подъемом нижней части оболочки на место на ядерном острове. [40] К июню 2013 года график строительства был продлен как минимум на 14 месяцев. [41] 21 ноября 2013 года была завершена заливка основания четвертого блока. [42]
В феврале 2014 года Министерство энергетики одобрило гарантию кредита в размере 6,5 млрд долларов для дочерней компании Southern Company Georgia Power и Oglethorpe Power Corp. Министерство энергетики изначально потребовало плату за субсидирование кредита, но в конечном итоге требование было отклонено, учитывая финансовую устойчивость Southern Co. и проекта Vogtle. [43] [44] [45]
Дальнейшие задержки и увеличение расходов были включены в пересмотренный график в начале 2015 года. В результате возросших задержек и перерасхода средств подрядчик CB&I вышел из проекта, а Westinghouse взял на себя прямой контроль над проектом в качестве подрядчика и нанял строительную фирму Fluor, чтобы заменить CB&I/Shaw, управляющую повседневной работой на месте. Westinghouse выкупила некоторые активы бывшей Shaw Group у CB&I, чтобы позволить проекту двигаться вперед. В 2016 году Southern Company и Westinghouse добавили в проект строительную фирму Bechtel, чтобы разделить обязанности по управлению строительством. [46]
Недавние этапы строительства включают установку последнего из структурных модулей «большой шестерки» для блока 3 (CA-02 и CA-03, которые образуют стенки резервуара для хранения, являющегося частью пассивной системы охлаждения реактора). Модули «большой шестерки» также включают ранее установленные структурные модули CA-01, CA-04 и CA-05 в защитной оболочке, а также ранее установленный структурный модуль CA-20, который является частью внутренней структуры вспомогательного здания, содержащего многие из систем поддержки реактора.
CA-02 и CA-03 были помещены в защитную оболочку в мае 2016 года. Установка этих модулей является довольно важной вехой и позволяет начать другие строительные работы. В июне 2016 года на объект был доставлен последний насос охлаждения реактора для блока 3. В ноябре 2016 года корпус реактора для блока 3 был установлен в ядерном острове.
Прогресс 2017 года включает установку трубопровода контура охлаждения реактора и обоих парогенераторов на блоке 3. Прогресс также был достигнут в турбинном, вспомогательном и пристроечном здании. Блок 4 также продемонстрировал прогресс в установке последних двух структурных модулей «большой шестерки». Строительство обеих градирен завершено, каждая высотой около 600 футов (180 м). [ необходима цитата ]
В марте 2017 года Westinghouse Electric Company подала заявление о банкротстве в соответствии с Главой 11 из-за убытков от двух своих проектов по строительству ядерных объектов в США. [47] Правительство США предоставило гарантии по кредитам на сумму 8,3 млрд долларов для финансирования строительства реакторов Vogtle, [48] и был согласован путь к завершению строительства завода. [49] 31 июля 2017 года подразделение Southern Company, Southern Nuclear, приняло на себя строительство от Westinghouse и открыло тендер на новый контракт на управление строительством для управления повседневной работой на площадке. Southern получила предложения от Fluor и Bechtel. 31 августа 2017 года Southern объявила о своем решении двигаться вперед с Bechtel в качестве ежедневного менеджера по строительству на оставшуюся часть проекта. Bechtel заменила Fluor, которая больше не будет участвовать в проекте. [50]
В ноябре 2017 года Комиссия по коммунальным услугам Джорджии (GPSC) запросила дополнительную документацию после опасений, что проектные чертежи не были одобрены надлежащим образом лицензированными инженерами, что имеет правовые последствия. 21 декабря 2017 года Комиссия по коммунальным услугам одобрила продолжение строительства блоков 3 и 4 с условиями, которые снизили расходы, которые могут быть взысканы с плательщиков налогов в течение срока действия проекта, [51] что привело к запланированному ежемесячному повышению потребительских тарифов на 3,78 доллара после первого включения. [52]
В отчете Vogtle Construction Monitoring Report (VCM) за февраль 2018 года GPSC утвердила ноябрь 2021 года и ноябрь 2022 года в качестве целевых дат ввода в эксплуатацию для блоков 3 и 4 соответственно. В отчете отмечается, что проект завершается по ускоренному графику и опережает целевые даты ввода в эксплуатацию 2021 и 2022 годов. [53]
В августе 2018 года было признано увеличение расходов на 2,3 млрд долларов. [54] Общая стоимость, включая расходы на финансирование, оценивается примерно в 25 млрд долларов. [15] В сентябре 2018 года, чтобы поддержать проект, Georgia Power согласилась оплатить дополнительную долю расходов более мелких партнеров по проекту, если стоимость завершения превысит 9,2 млрд долларов. [55]
В марте 2019 года различным партнерам по строительству были предоставлены дополнительные гарантии по федеральным кредитам на сумму 3,7 млрд долларов, в результате чего общий размер гарантий по федеральным кредитам достиг 12 млрд долларов. Генеральный директор Georgia Power заявил, что гарантии по кредитам сыграли ключевую роль в снижении затрат на финансирование строительства. [56] Также в марте 2019 года Georgia Power подтвердила, что защитная оболочка третьего блока была опущена на место, и реактор будет готов к загрузке ядерного топлива в 2020 году. [57] Этому предшествовала установка третьего кольца защитной оболочки, а также насоса охлаждающей жидкости реактора и полярного крана на третьем блоке в 2018 и 2019 годах. Верхняя часть защитной оболочки была установлена во время посещения объекта министром энергетики Риком Перри и руководителями владельцев станции. Недавний прогресс на четвертом блоке включает установку последнего парогенератора и компенсатора давления.
Блок 4 строится с учетом уроков, извлеченных из блока 3 и неудавшегося проекта атомной электростанции имени Вирджила К. Саммера (VC Summer), и в результате порядок установки некоторых компонентов был изменен. [ требуется ссылка ] 22 ноября 2019 года было установлено третье кольцо защитной оболочки для блока 4, а 8 декабря 2019 года крыша здания щита блока 3 была установлена над защитной оболочкой блока 3. 16 декабря 2019 года диспетчерская блока 3 была введена в эксплуатацию и доступна для тестирования систем. 11 февраля 2020 года Southern Nuclear объявила, что завершена окончательная заливка бетона внутри защитной оболочки блока 3, что позволило установить машину для заправки реактора. По состоянию на февраль 2020 года продолжалась сборка последней верхней вертикальной детали всего здания реактора блока 3 — резервуара для хранения системы охлаждения пассивной защитной оболочки, который будет установлен на крыше здания щита.
В октябре 2021 года было объявлено о трехмесячной задержке завершения строительства обоих блоков, при этом блок 3 должен был быть введен в эксплуатацию в третьем квартале 2022 года, а блок 4 — во втором квартале 2023 года. [58] В августе 2022 года было объявлено о дальнейшей задержке: блок 3 должен был быть введен в эксплуатацию в первом квартале 2023 года, а блок 4 — в четвертом квартале 2023 года. Ожидалось, что из-за задержек расходы вырастут до более чем 30 миллиардов долларов. [59]
14 октября 2022 года было объявлено, что блок 3 Vogtle начал загрузку ядерного топлива. [60] В этом процессе технические специалисты Southern Nuclear и Westinghouse работают вместе над передачей 157 топливных сборок из топливного бассейна в реактор по одной за раз. После завершения этого процесса начинается фаза пусковых испытаний, на которой проверяется целостность первичной системы теплоносителя и паровых систем, а также обеспечивается их функционирование при проектных температурах и давлениях. Операторы также выведут блоки из холодного пуска в первую критичность , где достигается устойчивая цепная реакция. Затем блок будет синхронизирован с электросетью, поскольку мощность систематически повышается до 100%. Прогнозировалось, что блок 3 Vogtle вступит в эксплуатацию в первом квартале 2023 года. [61]
Во время запуска и предэксплуатационных испытаний в феврале 2023 года система охлаждения станции пострадала от неожиданных вибраций. Были приняты меры для устранения проблемы. Временной план был отложен, так что начало регулярной эксплуатации ожидалось в мае или июне 2023 года. [62] 6 марта 2023 года блок 3 Фогтле впервые достиг критичности. Блок был подключен к сети 1 апреля и введен в коммерческую эксплуатацию 31 июля. [63] [64] [52] [65]
2 мая 2023 года Georgia Power объявила, что блок Vogtle 4 завершил горячие функциональные испытания, которые подтвердили, что реактор готов к первой загрузке топлива. [66] 18 августа 2023 года загрузка топлива начинается с 264 топливных элементов на блоке 4. [67] В октябре 2023 года насос охлаждающей жидкости реактора на блоке 4 вышел из строя, что отложило дату ввода в эксплуатацию блока 4 до первого квартала 2024 года. [68] Позже в системе охлаждения были обнаружены вибрации, что отодвинуло дату ввода в эксплуатацию на второй квартал 2024 года. [69] 14 февраля 2024 года блок Vogtle 4 впервые достиг критичности. Блок был подключен к сети 1 марта. [70] Vogtle 4 вошел в коммерческую эксплуатацию 29 апреля. [17]
Комиссия по ядерному регулированию определяет две зоны аварийного планирования вокруг атомных электростанций: зону воздействия шлейфа радиусом 10 миль (16 км), которая в первую очередь связана с воздействием и вдыханием радиоактивного загрязнения воздуха, и зону пути проглатывания радиусом около 50 миль (80 км), которая в первую очередь связана с проглатыванием пищи и жидкости, загрязненной радиоактивностью. [71]
В 2010 году население в радиусе 10 миль (16 км) от Фогтла составляло 5 845 человек, что на 16,3 процента меньше, чем за предыдущее десятилетие. Население в радиусе 50 миль (80 км) составляло 726 640 человек, что на 8,8 процента больше, чем в 2000 году. Города в радиусе 50 миль (80 км) включают Огасту (26 миль (42 км) до центра города). [72]
По данным исследования NRC, опубликованного в августе 2010 года, Комиссия по ядерному регулированию оценила риск землетрясения, достаточно сильного, чтобы вызвать повреждение активной зоны любого из реакторов в Фогтле, в 1 из 140 845 в год. [78] [79]
