Реакторы поколения III , или реакторы поколения III , представляют собой класс ядерных реакторов , предназначенных для замены реакторов поколения II , включая эволюционные улучшения в конструкции. К ним относятся улучшенная топливная технология , более высокий тепловой КПД , значительно улучшенные системы безопасности (включая пассивную ядерную безопасность ) и стандартизированные конструкции, предназначенные для снижения затрат на техническое обслуживание и капитальных затрат. Их продвигает Международный форум «Поколение IV» (GIF).
Первыми реакторами третьего поколения, которые начали работать, были усовершенствованные реакторы с кипящей водой Касивадзаки 6 и 7 (ABWR) в 1996 и 1997 годах. С 2012 года оба были остановлены из-за менее либеральной политической обстановки после ядерной аварии на Фукусиме . Из-за длительного периода стагнации в строительстве новых реакторов и продолжающейся (хотя и снижающейся) популярности проектов поколений II/II+ в новом строительстве, реакторов третьего поколения было построено относительно немного.
Старые реакторы второго поколения составляют подавляющее большинство нынешних ядерных реакторов. Реакторы третьего поколения представляют собой так называемые усовершенствованные легководные реакторы (LWR). Реакторы поколения III+ называются «эволюционными конструкциями». Хотя различие между реакторами поколений II и III является произвольным, по состоянию на 2022 год лишь немногие реакторы поколения III достигли коммерческой стадии. Международный форум поколения IV называет реакторы поколения IV «революционными конструкциями». Это концепции, для реализации которых в то время не существовало конкретных прогнозов. [1]
Усовершенствования в технологии реакторов третьего поколения призваны привести к увеличению срока эксплуатации (рассчитанного на 60 лет эксплуатации с возможностью продления до 100+ лет эксплуатации до полного капитального ремонта и замены корпуса реактора ) по сравнению с используемыми в настоящее время реакторами второго поколения. (рассчитан на 40 лет эксплуатации с возможностью продления до 60+ лет эксплуатации до полного капитального ремонта и замены корпуса под давлением). [2] [3]
Частота повреждений активной зоны для этих реакторов спроектирована так, чтобы быть ниже, чем для реакторов поколения II – 60 событий повреждения активной зоны для Европейского реактора под давлением (EPR) и 3 случая повреждения активной зоны для экономичного упрощенного реактора с кипящей водой (ESBWR) [4] на 100 миллионов реакторо-лет значительно ниже, чем 1000 случаев повреждения активной зоны на 100 миллионов реакторо-лет для реакторов BWR/4 поколения II. [4]
Реактор EPR третьего поколения также был спроектирован для более эффективного использования урана, чем реакторы более старого поколения II, потребляя примерно на 17% меньше на единицу вырабатываемой электроэнергии, чем эти старые реакторные технологии. [5] Независимый анализ, проведенный ученым-экологом Барри Бруком по поводу большей эффективности и, следовательно, более низких материальных потребностей реакторов третьего поколения, подтверждает этот вывод. [6]
Конструкции реакторов поколения III+ представляют собой эволюционное развитие реакторов поколения III, обеспечивающее повышение безопасности по сравнению с конструкциями реакторов поколения III. Производители начали разработку систем поколения III+ в 1990-х годах, опираясь на опыт эксплуатации легководных реакторов в Америке, Японии и Западной Европе . [ нужна цитата ]
Атомная промышленность начала продвигать ядерный ренессанс , предполагая, что конструкции поколения III+ должны решать три ключевые проблемы: безопасность, стоимость и технологичность. Прогнозируемые затраты на строительство составят 1000 долларов США за кВт, уровень, который сделает атомную энергетику конкурентоспособной с газом, а сроки строительства составят четыре года или меньше. Однако эти оценки оказались чрезмерно оптимистичными. [ нужна цитата ]
Заметным улучшением систем Gen III+ по сравнению с конструкциями второго поколения является включение в некоторые конструкции функций пассивной безопасности, которые не требуют активного управления или вмешательства оператора, а вместо этого полагаются на гравитацию или естественную конвекцию для смягчения воздействия аномальных событий. [ нужна цитата ]
Реакторы поколения III+ оснащены дополнительными функциями безопасности, позволяющими избежать катастрофы, подобной катастрофе, произошедшей на Фукусиме в 2011 году. В конструкции поколения III+ пассивная безопасность, также известная как пассивное охлаждение, не требует постоянных действий оператора или электронной обратной связи для безопасного закрытия станции в случае аварии. чрезвычайная ситуация. Многие ядерные реакторы поколения III+ имеют ловушку активной зоны . Если оболочки топлива, системы корпуса реактора и связанные с ними трубопроводы расплавятся, кориум упадет в ловушку активной зоны, которая удерживает расплавленный материал и способна его охлаждать. Это, в свою очередь, защищает последний барьер — здание содержания . Например, Росатом установил 200-тонный уловитель активной зоны на реакторе ВВЭР в качестве первого крупного оборудования в реакторном здании Руппур-1 , назвав его «уникальной системой защиты». [7] [8] В 2017 году Росатом начал коммерческую эксплуатацию реактора ВВЭР- 1200 энергоблока 1 НВАЭС- 2 в центральной России, что ознаменовало первый в мире полный пуск реактора поколения III+. [9]
Первые реакторы третьего поколения были построены в Японии и представляли собой усовершенствованные реакторы с кипящей водой . 5 августа 2016 года на Нововоронежской АЭС-2 в России введен в эксплуатацию реактор поколения III+ ВВЭР-1200 /392М (первое сетевое подключение) [10], который стал первым действующим реактором поколения III+. [11]
Несколько других реакторов поколения III+ находятся на поздней стадии строительства в Европе, Китае, Индии и США. Следующими реакторами поколения III+, которые будут введены в эксплуатацию, будут реактор AREVA EPR на АЭС Тайшань (первое подключение к сети 29 июня 2018 г.) и реактор Westinghouse AP1000 на АЭС Саньмэнь (первое подключение к сети 2018 г.) 30) в Китае. [12]
В США конструкции реакторов сертифицированы Комиссией по ядерному регулированию (NRC). По состоянию на август 2020 года [обновлять]комиссия одобрила семь новых проектов и рассматривает еще один дизайн, а также продление истекшего сертификата. [13]
Сторонники ядерной энергетики и некоторые исторически критически настроенные люди признали, что реакторы третьего поколения в целом безопаснее, чем старые реакторы. [ нужна цитата ]
Эдвин Лайман , старший научный сотрудник Союза обеспокоенных ученых , подверг сомнению конкретные решения по экономии средств, принятые для двух реакторов поколения III, AP1000 и ESBWR . Лайман, Джон Ма (старший инженер-конструктор NRC) и Арнольд Гундерсен ( консультант по вопросам ядерной энергетики ) обеспокоены тем, что они считают слабыми местами в стальном защитном корпусе и бетонном защитном здании вокруг AP1000 в этом защитном корпусе. не имеет достаточного запаса прочности на случай прямого удара самолета. [14] [15] Другие инженеры не согласны с этими опасениями и утверждают, что здание защитной оболочки более чем достаточно с точки зрения запасов прочности и факторов безопасности . [15] [16]
В 2008 году Союз обеспокоенных ученых назвал EPR единственной новой конструкцией реактора, рассматриваемой в Соединенных Штатах, которая «... кажется, потенциально может быть значительно безопаснее и защищеннее от атак, чем сегодняшние реакторы». [17] : 7
Также были проблемы с изготовлением прецизионных деталей, необходимых для обеспечения безопасной эксплуатации этих реакторов: перерасход средств, сломанные детали и чрезвычайно тонкие допуски стали, вызывающие проблемы с новыми реакторами, строящимися во Франции на Атомной электростанции Фламанвиль . [18]
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |url=( помощь )