AP1000

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3.5.2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .

AP1000 on amerikkalainen kaksisilmukkainen painevesireaktori (PWR) [1] , jonka sähköteho on noin 1,1 GW ja jonka on kehittänyt Westinghouse Electric Company . AP1000 oli ensimmäinen sukupolven III+ reaktori, jonka US Nuclear Regulatory Commission NRC) on sertifioinut [2] . Odotettiin, että AP1000-reaktorin ansiosta Westinghousesta tulisi monopoliasema sukupolven III+ reaktorien markkinoilla [3] .

Vuoden 2021 lopussa kolmelle ydinvoimalaitokselle (Yhdysvaltoihin ja Kiinaan) rakennettiin 5 voimayksikköä näillä reaktoreilla.

Rakentaminen

AP1000 on ohituspainevesireaktori ( kaksi pystysuoraa höyrygeneraattoria ), jonka kokonaissähköteho on 1117 MW [4] . Se on AP600 (600 MW) [2] reaktorin evoluution kehitys , joka edustaa tehokkaampaa mallia, jolla on suunnilleen samat mitat [1] [5] . AP600:aan verrattuna lämpöteho on kasvanut 1933:sta 3400 MW :iin , polttoainenippujen määrä 145:stä 157:ään, kokoonpanon pituus 12:sta 14 jalkaan.[ kuinka paljon? ] . Suojarakennuksen korkeutta, lämmönvaihtoaluetta höyrystimessä ja MCP:n (pääkiertopumpun) tehoa on lisätty [6] .

Projektin kirjoittajat väittävät, että AP1000-reaktori on halvin muiden 3. sukupolven reaktoreiden hankkeista , koska siinä hyödynnetään laajasti olemassa olevia teknologioita. Suunnittelu vähentää myös komponenttien, mukaan lukien putkien, kaapelien ja moottoroitujen liitososien, määrää. Standardoinnin ja tyyppilisenssien pitäisi myös auttaa vähentämään rakentamisaikaa ja -kustannuksia. Verrattuna Westinghousen 2. sukupolven PWR-suunnitteluun, AP1000:ssa on [4] :

He väittävät myös, että AP1000 vie vähemmän tilaa kuin useimmat olemassa olevat vastaavat reaktorit , ja se käyttää noin viisi kertaa vähemmän betonia ja raudoitusta kuin aikaisemmat mallit. [neljä]

Reaktorin ja ydinvoimalaitoksen suunnittelussa käytettiin todennäköisyyspohjaista riskinarviointia. NRC:n mukaan AP1000:ta käyttävien ydinvoimaloiden turvallisuus on suuruusluokkaa korkeampi kuin NUREG-1150 :ssä tutkituilla ydinvoimalaitoksilla . AP1000-yksiköitä sisältävien ydinvoimaloiden sydänvaurioiden enimmäistaajuus on arviolta 5,09 × 10 -7 vuodessa . [7]

Kampanjan jälkeen AP1000:ssa saatu käytetty käytetty polttoaine varastoidaan vähintään 5-10 vuotta ydinvoimalaitoksen alueella sijaitsevassa käytetyn polttoaineen altaassa. [8] . Sen jälkeen se voidaan siirtää maanpäällisiin kuivavarastosäiliöihin samalla tavalla kuin muut Yhdysvaltain ydinreaktorit tällä hetkellä toimivat [4] .

Reaktorit jatkavat lämmön tuottamista radioaktiivisista hajoamistuotteista myös ketjureaktion päätyttyä, joten tämä lämpö on poistettava reaktorisydämen sulamisen välttämiseksi . AP1000 :n Passive Core Cooling System käyttää tasavirtaa lohkoparistoista automaatioon ja laitteisiin, joiden on toimittava ensimmäiset 30 minuuttia hätäpysäytyksen jälkeen. Tämä järjestelmä aktivoituu automaattisesti, vaikka reaktorin käyttäjät eivät olisi ryhtyneet toimiin [9] . Passiivisten järjestelmien käynnistämiseen tarvittavat sähköjärjestelmät eivät ole riippuvaisia ​​ulkoisista tai dieselvoimalaitoksista eivätkä venttiilit vaadi hydraulisia tai pneumaattisia järjestelmiä [1] [10] .

Rakenne on suunniteltu passiiviseen lämmönpoistoon 72 tunnin ajan reaktoriastian päälle asennetun säiliön painovoimaveden vaikutuksesta, minkä jälkeen säiliö on täydennettävä. [neljä]

Käyttöikä: 60 vuotta.

Joulukuussa 2005-tammikuussa 2006 US Nuclear Regulatory Commission (NRC) sertifioi ensimmäisen kerran AP1000-reaktorin suunnittelun [1] (uudistettu versio suunnitelmasta julkaistaan ​​vuoden 2011 lopussa [11] ). Sertifikaatin saaminen tarkoittaa, että Yhdysvaltojen tulevien ydinvoimaloiden urakoitsijat voivat saada yhdistetyn rakentamis- ja käyttöluvan rakentamisen aloittamiseksi.

Turvallisuus

Reaktorissa käytetään laajasti passiivisia turvajärjestelmiä. [12]

Reaktorin turvallisuutta kritisoi eniten uudella modulaarisella rakennustekniikalla tehty suojarakennus . Kritiikki oli, että jos suojarakennuksen teräs alkaisi ruostua, radioaktiiviset kaasut pääsisivät poistumaan suojarakennuksesta ja pääsemään ympäristöön. Myös itse suojarakennuksen lujuus oli riittämätön. [13]

CAP1400

AP1000-reaktorilinjan looginen kehitys oli koon ja tehon lisääminen samalla kun säilytettiin samat tekniikat [14] .

Vuodesta 2008–2009 Westinghouse Electric ja kiinalainen yhtiö SNPTC ( State Nuclear Power Technology Corporation ) ovat kehittäneet uutta AP1000:een perustuvaa CAP1400 reaktoria , jonka sähköteho on 1400 MW, jonka tehon kehitystä on mahdollisesti mahdollista jatkaa. 1700 MW [15] .

2. marraskuuta 2018 saatiin lupa kahden ensimmäisen CAP1400-yksikön rakentamiseen Shandongin maakuntaan [16] ; rakentaminen alkoi heinäkuun 2019 lopussa Shidaowan-2 ydinvoimalassa . [17]

Reaktorit rakenteilla ja valmistuneet

Kiina

Vuonna 2008 Kiina aloitti neljän yksikön rakentamisen AP1000-2005-projektissa – kaksi Sanmenin ja Haiyanin ydinvoimalassa . Alihankkijana oli SNPTC (State Nuclear Power Technology Corporation) [18] .

USA

Joulukuussa 2011 NRC hyväksyi useiden AP1000-reaktorien rakentamisen Yhdysvaltoihin [19] [20] :

Näiden voimalaitosten rakentaminen aloitettiin vuonna 2013.

Käyttöönotto
virtalähde Fyysinen laukaisu Kaupallisen toiminnan aloitus
Sanmen -1 30. kesäkuuta 2018 21. syyskuuta 2018
Sanmen-2 17. elokuuta 2018 5. marraskuuta 2018
Haiyan -1 8. elokuuta 2018 22. lokakuuta 2018
Haiyan-2 29. syyskuuta 2018 9. tammikuuta 2019
Nimi Sijainti virtalähde Teho,
MW
Rakentamisen aloitus		 alkaa päättäminen
sanmen Kiina Sanmen-1 1251 2009 2018
Sanmen-2 1251 2009 2018
haiyan Kiina Haiyan-1 1250 2009 2018
Haiyan-2 1250 2010 2018
Vogtl USA Vogtl-3 1250 2013 Toukokuu 2021 (fyysinen sisäänpääsy) [21]
Vogtl-4 1250 2013 toukokuu 2022 [21]

Suunnitelmat

Kiina

Kiina käyttää AP1000-projektia kahdessa ydinvoimalassaan, joiden rakentaminen aloitettiin vuonna 2008. Ensimmäisten yksiköiden käyttöönotto suunniteltiin vuosille 2013-2015, mutta se siirrettiin vuoteen 2017:

Jokaiselle ydinvoimalaitokselle rakennetaan kaksi yksikköä varhaisen suunnittelun AP1000-2005 mukaisesti ilman reaktorisäiliön lisävahvistusta lentokoneen törmäyksiltä suojaamiseksi. [18] [22] .

Kullekin ydinvoimalaitokselle on suunniteltu yhteensä kuusi AP1000-yksikköä.

Suunnitelmissa on myös rakentaa yksi AP1000-yksikkö Xianningin ydinvoimalaan ( Xianning NPP ; 咸宁核电站) vuoteen 2015 mennessä [23] .

Joulukuussa 2009 päätettiin aloittaa ensimmäisen CAP1400:n (uusi AP1000-pohjainen reaktori) rakentaminen lähellä HTR-10- tutkimusreaktoria (10 MW, Shidaowan, Tsinghuan yliopisto ). Rakentamisen alkamisajankohta oli 2013, käyttöönotto vuonna 2017 [15] . Rakentaminen aloitettiin vuonna 2014 [24] [25] , muiden lähteiden mukaan vuonna 2018 [26] .

Yhdysvallat

US Nuclear Regulatory Commission ( NRC on hyväksynyt useiden AP1000-reaktorien rakentamisen Yhdysvaltoihin:

Ukraina

NNEGC Energoatomin johtaja Petr Kotin ja Westinghouse Electricin toimitusjohtaja Patrick Fragman allekirjoittivat 31. elokuuta 2021 Ukrainan presidentin V. Zelenskyn läsnä ollessa yhteistyöpöytäkirjan , jossa määrätään Westinghousen käyttöönotosta. AP1000 - reaktorit Ukrainan ydinvoimaloissa . Muistiinpanossa määrätään Westinghousen osallistumisesta Khmelnytskyn ydinvoimalan neljännen voimayksikön valmistumiseen AP1000-tekniikan mukaisesti ja neljän muun Ukrainan ydinvoimalaitoksen voimalaitoksen valmistumiseen [29] .

Ongelmia

AP1000 on ensimmäinen amerikkalainen reaktori, joka on suunniteltu ja rakennettu Three Mile Islandin vuoden 1979 onnettomuuden jälkeen. Onnettomuuden jälkeen ydinvoimalaitosten rakentaminen kiellettiin Yhdysvalloissa yli 30 vuodeksi , minkä seurauksena amerikkalainen teollisuus menetti osaamisen sekä siviilivoimareaktorien suunnittelussa ja rakentamisessa että ydinpolttoaineen tuotannossa. ja muut asiaan liittyvät toimialat . Itse asiassa AP1000 suunniteltiin suuruusluokkaa pienempitehoisten laivareaktorien pohjalta, mikä on syynä myöhemmin paljastuneisiin suunnittelun puutteisiin .

Sanmenin ydinvoimala

US Nuclear Regulatory Commission (NRC) -sertifikaatti AP100-reaktorille saatiin tammikuussa 2006. Neljän voimayksikön rakentaminen Sanmenin ydinvoimalaitokselle aloitettiin vuonna 2008 .

Suurimmat ongelmat reaktorien suunnittelussa ja toiminnassa liittyvät pääkiertopumppuihin (MCP), jotka Curtiss Wright on kehittänyt US Navyn MCP-reaktorien pohjalta ja joilla ei ollut kokemusta suuritehoisista reaktoreista. RCP AR1000:lle ei annettu purkamismahdollisuutta, koska sen oletettiin toimivan ilman korjausta ja huoltoa koko aseman käyttöiän ajan, joka on 60 vuotta [30] .

Vuonna 2009 Sanmenin ydinvoimalaan tarkoitettujen RCP:iden laakerit tuhoutuivat testien aikana ja vauhtipyörät vaurioituivat. Vuonna 2011 vastaavien testien aikana pumppu ylikuumeni. Tammikuussa 2013 havaittiin siipipyörän lavan tuhoutuminen, josta putosi 7 × 6 cm :n pala . Vuoden 2013 lopussa havaittiin pumpun tiivisteelementtien liiallista kulumista [30] .

Toukokuussa 2015 tehtyjen suunnittelumuutosten jälkeen pumput testattiin onnistuneesti, minkä jälkeen MCP-ongelmat todettiin ratkaistuksi. Kuitenkin kesäkuussa 2015, ennen pumppujen toimittamista asiakkaalle, turbiinin siivissä havaittiin 10–12 mm leveitä halkeamia . Tämän seurauksena ilmoitettiin, että reaktorin kaupallisen toiminnan aloitus siirrettiin vuodelle 2017 [30] .

Joulukuun 22. päivänä 2018, kuukausi kaupallisen toiminnan aloittamisen jälkeen, yksi voimayksikön neljästä MCP:stä kahdella Sanmenin asemalla epäonnistui, mikä johti reaktorin hätäpysäytyksiin automatiikalla. Vian tarkkaa syytä ei ole kerrottu. Vianetsintäprosessissa MCP poistettiin lämmönvaihtimesta huolimatta siitä, että alkuperäisen suunnittelun mukaan sitä ei ollut purettava. Korjaus kesti noin vuoden ja 14.11.2019 reaktorisydämeen ladattiin polttoainetta uudelleenkäynnistystä varten. Aseman operaattori CNNC kärsi yhden vuoden seisokkien seurauksena 570 miljoonan dollarin tappiot. Sanmenin ydinvoimalan 1. yksikön kerrotaan toimivan ilman vikoja [31] .

Ydinvoimalaitos "Vogtl"

Kesäkuussa 2021 Vogtlin ydinvoimalaitoksen 3. voimayksikön rakentamisen tilannetta tutkineet asiantuntijat tulivat siihen tulokseen, että reaktori käynnistettäisiin vasta kesällä 2022 (alun perin suunniteltiin voimayksikön 3 käynnistämistä vuodelle 2016 ja voimayksikkö 4 - vuodelle 2017). Myös projektin kustannukset nousivat 2 miljardilla dollarilla ja olivat 27 miljardia dollaria (yhteensä kahdelle voimayksikölle), mikä on lähes kaksi kertaa alkuperäiseen arvioon verrattuna [32] . Vuonna 2022 projektin kustannuksiksi on arvioitu 34 miljardia dollaria. [33] Arvioidun kuuden vuoden sijasta ajanjakso oli 14 vuotta 15 500 dollarin kilowattihinnalla verrattuna suunniteltuun 6 400 dollariin. [33]

Linkit

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 T.L. Schulz Westinghouse AP1000 kehittynyt passiivinen laitos . Ydintekniikka ja -suunnittelu; Voi. 236, numerot 14-16, elokuu 2006, sivut 1547-1557; 13. kansainvälinen ydinenergiakonferenssi, 13. kansainvälinen ydinenergiakonferenssi . ScienceDirect . Käyttöpäivä: 21. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 24. tammikuuta 2008.
  2. ↑ 1 2 AP 1000 Julkinen turvallisuus ja luvat (linkki ei ole käytettävissä) . Westinghouse (13. syyskuuta 2004). Käyttöpäivä: 21. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2007. 
  3. ↑ Westinghousen uudesta amerikkalaisesta reaktorista tuli Yhdysvaltain ydinteollisuuden kirous ja häpeä // FBA Economics Today, 12.4.2019
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Adrian Bull (16. marraskuuta 2010), The AP1000 Nuclear Power Plant - Global Experience and UK Prospects , Nuclear Institute , < http://www.nuclearinst.com/uploads/Branch%20Presentations/The%20AP1000 20-%20A%20Bull%20-%2016th%20 Nov%2010.pdf > . Haettu 14. toukokuuta 2011. Arkistoitu 22. heinäkuuta 2011 Wayback Machinessa 
  5. ↑ Ota yhteyttä;Tom Murphyn uudet reaktorimallit . Artikkelissa esitetään yhteenveto ydinreaktorisuunnitelmista, jotka ovat joko saatavilla tai joiden odotetaan tulevan saataville Yhdysvalloissa vuoteen 2030 mennessä . Energy Information Administration (EIA). Haettu 21. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 31. joulukuuta 2007.
  6. ↑ NUCLEAR POWER Arkistoitu 5. huhtikuuta 2015, Wayback Machine - Kharkiv, 2012, ISBN 978-613-0-11482-4 . "LUKU 6. REAKTORIEN JA YDINPOLTTOAINEEN KEHITTÄMISEN LUPAVAT SUUNTAT. § 6.1. Uuden tyyppiset reaktorit". - S. 369-370.
  7. ↑ [1] Arkistoitu 14. toukokuuta 2013 Wayback Machinessa // Westinghouse AP 1000 Step 2 PSA Assessment
  8. ↑ Westinghouse on varma turvallisuudesta, ydinvoiman tehokkuudesta Arkistoitu 1. huhtikuuta 2009 Wayback Machinessa // Pittsburgh Post-Gzette, 29. maaliskuuta 2009
  9. ↑ UK AP1000 Pre-Construction turvallisuusraportti ( PDF )  (linkki ei saatavilla) . UKP-GW-GL-732 Revisio 2 selittää reaktorin turvajärjestelmien suunnittelun osana prosessia, jolla haetaan hyväksyntää rakentamiselle Isossa-Britanniassa . Westinghouse Electric Company . Haettu 23. helmikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 17. heinäkuuta 2011.
  10. ↑ RA ja Worrall, A. "AP1000-reaktori ydinrenessanssin vaihtoehtona." / Ydinenergia, 2004
  11. ↑ Yhdysvaltain sääntelyviranomaiset sertifioivat AP-1000-projektin Arkistokopio, joka on päivätty 20. lokakuuta 2013 Wayback Machinessa // ATOMINFO.RU, 26.12.2011
  12. ↑ AP1000 reactor // mirnyiatom.ru Arkistoitu 17. toukokuuta 2011 Wayback Machinessa Arkistoitu 17. toukokuuta 2011.
  13. ↑ AP1000 Story: Draama with Morals . Westinghouse Electric Company (24. lokakuuta 2013).  (linkki ei saatavilla)
  14. ↑ CAP-1400 reaktori . AtomInfo.Ru (5. maaliskuuta 2015). Haettu 19. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 23. helmikuuta 2020.
  15. ↑ 12 ydinvoimaa Kiinassa . World Nuclear Association (2. heinäkuuta 2010). Käyttöpäivä: 18. heinäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 31. heinäkuuta 2010.
  16. ↑ CAP1400-projekti sai rakennusluvan , atomic-energy.ru  (15.11.2018). Arkistoitu alkuperäisestä 17. marraskuuta 2018. Haettu 17.11.2018.
  17. ↑ PÄIVITYS 1-Kiina aloittaa kolmen ydinprojektin rakentamisen . reuters.com (25. heinäkuuta 2019). Haettu 27. heinäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 26. heinäkuuta 2019.
  18. ↑ 1 2 SNPTC - Kiinan AP-1000 Arkistokopio , päivätty 1. syyskuuta 2013 Wayback Machinessa // ATOMINFO.RU, 25.4.2013 )
  19. ↑ 1 2 3 Wald, Matthew L. . NRC tyhjentää tien ydinvoimalan rakentamiselle , New York Times  (22. joulukuuta 2011). Arkistoitu alkuperäisestä 5. toukokuuta 2017. Haettu 28. syyskuuta 2017.  ""Kaksi reaktoria suunnitellaan Southern Companyn laitokseen lähellä Augustaa, Ga., ja toiset kaksi kesän tehtaalla South Carolina Electric and Gas Fairfield County, SC".
  20. ↑ 1 2 Ensimmäiset uudet ydinreaktorit kunnossa yli 30 vuoteen , CNN  (9. helmikuuta 2012). Arkistoitu alkuperäisestä 9. syyskuuta 2013. Haettu 29. elokuuta 2013.
  21. ↑ 1 2 Matt Kempner, The Atlanta Journal-Constitution Georgian sääntelyviranomaiset herättävät uusia huolenaiheita ydinhankkeen  ajoituksesta . ajc . Haettu 2. elokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 2. elokuuta 2019.
  22. ↑ Mark Hibbs (27. huhtikuuta 2010), Pakistan viestittää Kiinan kasvavasta itsevarmuudesta , Carnegie Endowment for International Nuclear Peace , < http://www.carnegieendowment.org/publications/index.cfm?fa=view&id=40685 > . Haettu 25. helmikuuta 2011. Arkistoitu 17. tammikuuta 2011 Wayback Machinessa 
  23. ↑ Ydinvoima Kiinassa (linkki ei saatavilla) . Tietopaperit . World Nuclear Association (WNA) (6. tammikuuta 2011). Käyttöpäivä: 11. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 16. syyskuuta 2013. 
  24. ↑ Kiinan ensimmäisen CAP1400-reaktorin Shidaowan-1  rakentaminen alkaa . Power Gen Advancement (6. huhtikuuta 2014). Käyttöönottopäivä: 19.5.2020.
  25. ↑ Alkuperäisten CAP1400-yksiköiden valmistelut jatkuvat - World Nuclear  News . world-nuclear-news.org (27. huhtikuuta 2015). Haettu 19. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2019.
  26. ↑ CAP-1400 -projekti saa rakennusluvan . Nuclear Energy 2.0 (15.11.2018). Haettu 19. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. tammikuuta 2020.
  27. ↑ Lisää virstanpylväitä Vogtle-projektille - World Nuclear News . www.world-nuclear-news.org. Haettu 19. lokakuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 19. lokakuuta 2018.
  28. ↑ Palveluehtojen rikkominen . bloomberg.com . _ Haettu 21. lokakuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 25. elokuuta 2018.
  29. ↑ Energoatom ja Westinghouse allekirjoittivat muistion uusien voimalaitosten kehittämisestä Ukrainassa  (ukr.) . Energoatomi . Haettu 14. syyskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 14. syyskuuta 2021.
  30. ↑ 1 2 3 RCP AP-1000 - seuraavat ongelmat Arkistoitu 23. helmikuuta 2020 Wayback Machinessa . Atominfo, 9.5.2015.
  31. ↑ Rychin V. Sanmen ja MCP :n arkistokopio 25. helmikuuta 2020 Wayback Machinessa // Atominfo , 08.12.2019
  32. ↑ Vogl - syöttö on siirretty vuoteen 2022. Arkistokopio 24.6.2021 Wayback Machinessa // Atominfo , 10.6.2021
  33. ↑ 1 2 kuusi vuotta myöhässä ja 250 % yli budjetin: Georgian uusin  ydinvoimala . oilprice.com . Haettu 15. toukokuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 14. toukokuuta 2022.
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
 Ydinvoimalat Kiinassa