Реактор III поколения - Generation III reactor

Модель Toshiba ABWR, который стал первым действующим реактором III поколения в 1996 году.

А Реактор III поколения это развитие Поколение II ядерный реактор конструкции, включающие эволюционные усовершенствования конструкции, разработанные в течение срока службы конструкций реакторов поколения II. К ним относятся улучшенные топливная технология, начальство тепловая эффективность, значительно усиленные системы безопасности (в том числе пассивная ядерная безопасность ), и стандартизированные конструкции для снижения затрат на обслуживание и капитальных затрат. Первый реактор поколения III, который начал работу, был Кашивадзаки 6 (ан ABWR ) в 1996 году.

В связи с длительным периодом застоя в строительстве новых реакторов и продолжающейся (но снижающейся) популярностью проектов поколения II / II + в новом строительстве, было построено относительно немного реакторов третьего поколения. Поколение IV конструкции все еще находятся в разработке по состоянию на 2020 год.

Обзор

Хотя это различие является произвольным, усовершенствования в технологии реакторов в реакторах третьего поколения предназначены для увеличения срока эксплуатации (рассчитанного на 60 лет эксплуатации с возможностью продления до 100+ лет эксплуатации до полного капитального ремонта и ремонта). корпус реактора замена) по сравнению с используемыми в настоящее время реакторами поколения II (рассчитанными на 40 лет эксплуатации с возможностью продления до 60+ лет эксплуатации до полного капитального ремонта и замены корпуса высокого давления).[1][2]

В частота повреждения активной зоны для этих реакторов спроектировано ниже, чем для реакторов поколения II - 60 случаев повреждения активной зоны для EPR и 3 события повреждения ядра для ESBWR[3] на 100 миллионов реакторо-лет значительно ниже, чем 1000 случаев повреждения активной зоны на 100 миллионов реакторно-лет для реакторов BWR / 4 поколения II.[3]

Третье поколение EPR реактор также был разработан для использования уран более эффективно, чем старые реакторы поколения II, используя примерно на 17% меньше урана на единицу произведенной электроэнергии, чем эти старые реакторные технологии.[4] Независимый анализ, проведенный ученым-экологом Барри Брук относительно большей эффективности и, следовательно, более низкой потребности в материалах реакторов поколения III, подтверждает этот вывод.[5]

Ответ и критика

EPR уловитель керна разработан, чтобы поймать кориум в случае крах. Некоторые реакторы поколения III включают в себя уловитель активной зоны.

Сторонники ядерной энергетики и некоторые из тех, кто исторически был критически настроен, признали, что реакторы третьего поколения в целом более безопасны, чем старые реакторы.

Эдвин Лайман, старший научный сотрудник Союз неравнодушных ученых, поставила под сомнение конкретные решения по экономии затрат при проектировании двух реакторов поколения III, оба из которых AP1000 и ESBWR. Лайман, Джон Ма (старший инженер-строитель в NRC) и Арнольд Гундерсен (ан антиядерный консультант) обеспокоены тем, что они считают слабыми сторонами стального защитного корпуса и бетонного щита вокруг AP1000, поскольку его защитный корпус не имеет достаточного запаса прочности в случае прямого удара самолета.[6][7] Другие инженеры не согласны с этими опасениями., и утверждают, что у здания сдерживания более чем достаточно запаса прочности и факторы безопасности.[7][8]

В Союз неравнодушных ученых в 2008 г. EPR как единственный рассматриваемый в Соединенных Штатах новый реактор, который «... кажется, потенциально может быть значительно более безопасным и защищенным от атак, чем сегодняшние реакторы».[9]:7

Также были проблемы при изготовлении прецизионных деталей, необходимых для обеспечения безопасной эксплуатации этих реакторов, с перерасходом средств, сломанными деталями и чрезвычайно мелкими допусками на сталь, вызывающими проблемы с новыми реакторами, строящимися в Франция на Атомная электростанция Фламанвиль.[10]

Существующие и будущие реакторы

Первые реакторы поколения III были построены в Японии в виде Усовершенствованные реакторы с кипящей водой. В 2016 году поколение III + ВВЭР-1200 Реактор / 392М введен в эксплуатацию на Нововоронежская АЭС-2 в России, который стал первым действующим реактором поколения III +.[11] Несколько других реакторов поколения III + находятся на поздней стадии строительства в Европе, Китае, Индии и США. Следующий реактор поколения III +, который будет запущен, - это Westinghouse AP1000 реактор, АЭС Санмэнь в Китае, который планировалось ввести в эксплуатацию в 2015 году.[12] Он был завершен и достиг критичности 21 июня 2018 г. и введен в промышленную эксплуатацию 21 сентября 2018 г.

В США конструкции реакторов сертифицированы Комиссия по ядерному регулированию (NRC). По состоянию на октябрь 2014 г. Комиссия одобрила пять проектов, а также рассматривает еще пять проектов.[13]

Реакторы поколения III

Реакторы поколения III в настоящее время эксплуатируются или строятся

Разработчики)Название (я) реактораТипМВте (сеть)МВте (валовой)МВтthПримечания
General Electric, Toshiba, HitachiABWR;
США-ABWR		BWR135014203926В эксплуатации на Кашивадзаки с 1996 года. NRC сертифицирован в 1997 году.[9]
KEPCOАПР-1400PWR138314553983В эксплуатации на Кори с января 2016 г.
CGNPGACPR-1000106111192905Улучшенная версия CPR-1000. Первый реактор должен быть запущен в 2018 г. Янцзян -5.
CGNPG, CNNCHualong One (HPR-1000)109011703050Частично слияние китайских проектов ACPR-1000 и ACP-1000, но, в конечном итоге, это постепенное усовершенствование предшествующих проектов CNP-1000 и CP-1000.[14] Изначально предполагалось, что он будет называться «ACC-1000», но в конечном итоге получил название «Hualong One» или «HPR-1000». Fangchenggang Блоки 3–6 будут первыми, в которых будет использоваться проект HPR-1000, а блоки 3 и 4 в настоящее время строятся по состоянию на 2017 год..[15]
ОКБМ АфрикантоваВВЭР -1000/42899010603000Первая версия конструкции AES-91, разработанная и использовавшаяся для Тяньвань Блоки 1 и 2, введенные в эксплуатацию в 2007 году.
ВВЭР -1000 / 428 млн105011263000Другая версия конструкции AES-91, также разработанная и используемая для Тяньвань (на этот раз для блоков 3 и 4, которые были запущены в 2017 и 2018 годах соответственно).
ВВЭР -1000/41291710003000Первый построенный проект АЭС-92, использованный для Куданкулам.

Проекты поколения III еще не приняты и не построены

Разработчики)Название (я) реактораТипМВте (сеть)МВте (валовой)МВтthПримечания
General Electric, HitachiABWR-IIBWR163817174960Улучшенная версия ABWR. Неопределенный статус развития.
MitsubishiAPWR;
US-APWR;
EU-APWR;
APWR +		PWR160017004451Две единицы запланированы на Цуруга отменена в 2011 году. Лицензирование NRC США для двух блоков запланировано на Comanche Peak была приостановлена ​​в 2013 году. Оригинальный APWR и обновленный US-APWR / EU-APWR (также известный как APWR +) значительно различаются по своим конструктивным характеристикам, при этом APWR + имеет более высокий КПД и электрическую мощность.
WestinghouseAP600600619?Сертифицирован NRC в 1999 году.[9] Развивается в более крупную конструкцию AP1000.[16]
Техника горенияСистема 80+13501400?Сертифицирован NRC в 1997 году.[9] Обеспечил основу для Корейский АПР-1400.[17]
ОКБМ АфрикантоваВВЭР -1000/466 (В)101110603000Это была первая разработанная конструкция АЭС-92, изначально предназначавшаяся для постройки на предлагаемой территории. АЭС Белене, но позже строительство было остановлено.
Candu Energy Inc.EC6PHWR?7502084EC6 (Enhanced CANDU 6) - это эволюционная модернизация предыдущих разработок CANDU. Как и другие конструкции CANDU, он может использовать в качестве топлива необогащенный природный уран.
AFCR?7402084Реактор CANDU с усовершенствованным топливом представляет собой модифицированную конструкцию EC6, которая была оптимизирована для обеспечения максимальной топливной гибкости и способности работать с многочисленными потенциально переработанными топливными смесями и даже с торием. В настоящее время он находится на поздней стадии разработки в рамках совместного предприятия между СНС-Лавалин, CNNC, и Шанхай Электрик.
Различные (см. MKER Статья.)MKERBWR1000?2085Развитие РБМК ядерный энергетический реактор. Исправлены все ошибки и недостатки конструкции реактора РБМК, а также добавлено здание полной защитной оболочки и Пассивная ядерная безопасность такие функции, как пассивная система охлаждения ядра. Физический прототип МКЭР-1000 - пятый агрегат Курская АЭС. Строительство Курской 5 отменено в 2012 г. ВВЭР-ТОИ строительство которого ведется с 2018 года, возводится вместо него с 2018 года.[18][19][20](видеть РБМК статья)

Реакторы поколения III +

Нововоронежская АЭС-2 с первым в мире ядерным реактором поколения III +
Две единицы ВВЭР-1200 ядерный реактор строится на Атомная электростанция Руппур в Бангладеш
Какрапарская АЭС Строящиеся блоки 3 и 4. Первый реактор поколения III + в Индии

Конструкции реакторов поколения III + представляют собой эволюционное развитие реакторов поколения III, предлагая повышение безопасности по сравнению с реакторами поколения III. Производители начали разработку систем поколения III + в 1990-х годах, опираясь на опыт эксплуатации в США, Японии и Западной Европе. легководный реактор.

Атомная промышленность начала продвигать ядерный ренессанс предполагая, что проекты поколения III + должны решить три ключевые проблемы: безопасность, стоимость и возможность строительства. Прогнозируемые затраты на строительство составили 1000 долларов США / кВт, уровень, который сделает атомную электростанцию ​​конкурентоспособной с газом, и предполагалось, что время строительства составит четыре года или меньше. Однако эти оценки оказались излишне оптимистичными.

Заметным улучшением систем поколения III + по сравнению с конструкциями второго поколения является включение в некоторые конструкции функций пассивной безопасности, которые не требуют активных элементов управления или вмешательства оператора, а вместо этого полагаются на гравитацию или естественную конвекцию для смягчения воздействия аномальных событий.

Реакторы поколения III + включают дополнительные средства безопасности, чтобы избежать катастрофы Фукусима в 2011 году. Проекты поколения III +, пассивная безопасность, также известная как пассивное охлаждение, не требует постоянных действий оператора или электронной обратной связи для безопасного отключения станции в случае аварии. Многие из ядерных реакторов поколения III + имеют уловитель керна. Если системы оболочек твэлов и корпуса реактора, а также связанные с ними трубопроводы расплавятся, кориум упадет в уловитель керна, который удерживает расплавленный материал и может его охлаждать. Это, в свою очередь, защищает последний барьер, здание содержания. В качестве примера, Росатом установлен 200-тонный кероуловитель в ВВЭР реактор как первая крупная единица оборудования в реакторном корпусе Руппур 1, охарактеризовав его как «уникальную систему защиты».[21][22] В 2017 г. Росатом начал коммерческую деятельность НВАЭС-2 Раздел 1 ВВЭР-1200 реактор в центральной части России, знаменующий собой первый в мире полный пуск реактора поколения III +.[23]

Реакторы поколения III + в настоящее время эксплуатируются или строятся

Разработчики)Название (я) реактораТипМВте (сеть)МВте (валовой)МВтth1-е подключение к сетиПримечания
Westinghouse, ToshibaAP1000PWR1117125034002018-06-30 Санмен[24]NRC сертифицирован в декабре 2005 г.[9]
SNPTC, WestinghouseCAP1400140015004058Первая китайская совместная разработка и усовершенствованная "родная" версия / производная AP1000. Соглашение о совместной разработке Westinghouse дает Китаю права интеллектуальной собственности на все совместно разрабатываемые станции мощностью> 1350 МВт. Первые два блока в настоящее время строятся на Шидао Бэй. Планируется, что за CAP1400 последуют модели CAP1700 и / или CAP2100, если системы охлаждения можно будет масштабировать достаточно далеко.
ArevaEPR1660175045902018-06-29 Тайшань[25]
ОКБ ГидропрессВВЭР -1200 / 392 млн1114118032002016-08-05 Нововоронеж II[26][27]ВВЭР-1200 серии также известен как конструкция АЭС-2006 / МИР-1200. Эта конкретная модель была исходной эталонной моделью, используемой для ВВЭР-ТОИ проект.
ВВЭР -1200/4911085119932002018-03-09 Ленинград II[28]
ВВЭР -1200/509111412003200Строится в Аккую 1.
ВВЭР -1200/5231080120032002.4 GWe Атомная электростанция Руппур из Бангладеш Строятся два энергоблока ВВЭР-1200/523 генерации 2,4 GWe планируется ввести в эксплуатацию в 2023 и 2024 годах.[29]
ВВЭР -1200/513?12003200Стандартизированный вариант ВВЭР-1200, частично основанный на проекте ВВЭР-1300/510 (который является текущим эталонным проектом для ВВЭР-ТОИ проект). Ожидается, что первый блок будет завершен к 2022 году на Аккую.
BARCIPHWR-700PHWR63070021662020Преемник отечественного PHWR мощностью 540 МВт с увеличенной мощностью и дополнительными функциями безопасности. Строится и должен быть сдан в эксплуатацию в 2020 году. Блок 3 на Какрапарская АЭС достиг первой критичности 22 июля 2020 г.

Проекты поколения III + еще не приняты и не построены

Разработчики)Название (я) реактораТипМВте (сеть)МВте (валовой)МВтthПримечания
ToshibaЕС-ABWRBWR?16004300Обновленная версия ABWR разработаны в соответствии с директивами ЕС, увеличивают мощность реактора и улучшают конструкцию до III +.
ArevaКерена125012903370Ранее известный как SWR-1000. На основе немецких проектов BWR, в основном Gundremmingen единицы B / C. Совместная разработка Areva и E.ON.
Areva, MitsubishiATMEA11150?3150Предложил Синоп завод не продолжался
General Electric, HitachiESBWR152016004500На основе ABWR. Рассматривается для Северная Анна-3. Полностью отказывается от использования рециркуляционных насосов в пользу конструкции, полностью полагающейся на естественную циркуляцию (что очень необычно для конструкции реактора с кипящей водой).
KEPCOAPR +PWR150515604290АПР-1400 преемник с увеличенной производительностью и дополнительными функциями безопасности.
ОКБ ГидропрессВВЭР -1300/510111512553300Проект ВВЭР-1300 также известен как проект АЭС-2010 и иногда ошибочно обозначается как проект ВВЭР-ТОИ. ВВЭР-1300/510 основан на ВВЭР-1200 / 392М, который первоначально использовался в качестве эталонного проекта для ВВЭР-ТОИ проект, хотя ВВЭР-1300/510 теперь выполняет эту роль (что привело к путанице между ВВЭР-ТОИ дизайн завода и ВВЭР-1300/510 конструкция реактора). В настоящее время планируется строительство нескольких энергоблоков на нескольких российских атомных станциях.
ВВЭР -600/498?6001600По сути, ВВЭР-1200 в уменьшенном масштабе. Коммерческое развертывание планируется к 2030 году на Кола.
Candu Energy Inc.ACR-1000PHWR108511653200Усовершенствованный реактор CANDU представляет собой гибридную конструкцию CANDU, которая сохраняет тяжеловодный замедлитель, но заменяет тяжеловодный хладагент обычным легководным хладагентом, что значительно снижает затраты по сравнению с традиционными конструкциями CANDU, но теряет характерную способность CANDU использовать в качестве топлива необогащенный природный уран.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Новый материал обещает 120-летнюю жизнь реактора». www.world-nuclear-news.org. Получено 8 июн 2017.
  2. ^ "Усовершенствованные ядерные энергетические реакторы | Ядерные реакторы поколения III + - Всемирная ядерная ассоциация". www.world-nuclear.org. Получено 8 июн 2017.
  3. ^ а б Ядерная энергия нового поколения: ESBWR
  4. ^ стр. 126. 3 метода ядерной энергии: чтение, переработка и переработка, делая лучше ... Ян Форсайт
  5. ^ Использование топлива ядерного топлива третьего поколения
  6. ^ Адам Пиоре (июнь 2011 г.). «Атомная энергия: планирование для Черного лебедя». Scientific American. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  7. ^ а б Мэтью Л. Уолд. Критики ставят под сомнение безопасность новой конструкции реактора Нью-Йорк Таймс, 22 апреля 2010 г.
  8. ^ «Воскресный диалог: ядерная энергия, за и против». Нью-Йорк Таймс. 25 февраля 2012 г.
  9. ^ а б c d е «Атомная энергетика в теплеющем мире» (PDF). Союз неравнодушных ученых. Декабрь 2007 г.. Получено 1 октября 2008.
  10. ^ «Во французском ядерном реакторе обнаружена неисправность - BBC News». Новости BBC. Получено 2015-10-29.
  11. ^ "В России запустили не имеющий аналогов в мире атомный энергоблок".
  12. ^ "Китайская ядерная держава". Всемирная ядерная ассоциация. Получено 2014-07-14.
  13. ^ «Заявки на сертификацию проекта для новых реакторов». Комиссия по ядерному регулированию США.
  14. ^ Син, Цзи; Песня, Дайён; У Юйсян (1 марта 2016 г.). «HPR1000: усовершенствованный реактор с водой под давлением с активной и пассивной безопасностью». Инженерное дело. 2 (1): 79–87. Дои:10.1016 / J.ENG.2016.01.017.
  15. ^ «Прогресс Китая продолжается». Nuclear Engineering International. 11 августа 2015. Получено 30 октября 2015.
  16. ^ «Новые проекты коммерческих реакторов». Архивировано из оригинал на 02.01.2009.
  17. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-12-11. Получено 2009-01-09.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  18. ^ http://world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-o-s/russia-nuclear-fuel-cycle.aspx
  19. ^ http://sovietologist.blogspot.com/2008/04/future-of-water-cooled-graphite.html?m=1
  20. ^ http://reactors.narod.ru/mker/mker.html
  21. ^ «Проект реактора Gen III». Энергетика. Получено 24 августа 2020.
  22. ^ «Установка уловителя керна на Руппур 1». Мировые ядерные новости. Получено 5 июн 2019.
  23. ^ «Россия завершила строительство первого в мире реактора поколения III +; Китай запустит пять реакторов в 2017 году». Ядерная энергия Insider. 8 февраля 2017 г.. Получено 10 июля 2019.
  24. ^ «Первый завод Westinghouse AP1000 Sanmen 1 начинает синхронизацию с электрической сетью». Получено 2018-07-02.
  25. ^ http://www.world-nuclear-news.org/NN-Chinas-Taishan-1-reactor-connected-to-grid-29061801.html
  26. ^ "В России запустили не имеющий аналогов в мире атомный энергоблок".
  27. ^ «Первый реактор ВВЭР-1200 введен в промышленную эксплуатацию - World Nuclear News». www.world-nuclear-news.org. Получено 2019-07-10.
  28. ^ «Ленинград II-1 в опытной эксплуатации». Мировые ядерные новости. 9 марта 2018 г.. Получено 10 марта 2018.
  29. ^ "Атомная электростанция Руппур, Ишварди". Энергетические технологии.

внешняя ссылка