Reactorul răcit cu gaz îmbunătățit

Un reactor avansat răcit cu gaz ( AGR) este un tip de reactor nuclear proiectat și construit în Anglia .  Aceasta este a doua generație de reactoare nucleare britanice răcite cu gaz, folosind grafitul ca moderator de neutroni și dioxidul de carbon ca lichid de răcire. AGR a fost dezvoltat din reactoare de tip Magnox .

AGR a păstrat moderatorul din grafit Magnox și lichidul de răcire cu CO 2 , dar și-a crescut temperatura de funcționare pentru a îmbunătăți eficiența atunci când a fost transformat în abur. Aburul pe care îl producea a fost în mod intenționat identic cu cel generat de centralele pe cărbune, permițând ca aceleași turbine și echipamente să fie folosite pentru generare. În primele etape ale proiectării sistemului, proiectanții au fost forțați să înlocuiască beriliul , care este folosit ca rezervor pentru celulele de combustibil cu uraniu, cu oțel inoxidabil. Oțelul are o secțiune transversală de reacție nucleară mai mare , iar această schimbare a presupus schimbarea combustibilului de la uraniu natural la combustibil de uraniu îmbogățit pentru a menține criticitatea. Ca parte a acestei schimbări, noul proiect a avut o putere mai mare de 18.000 MW/zi. pe tonă de combustibil, necesitând realimentări mai puțin frecvente.

Primul prototip AGR a fost lansat în 1963 [1] , dar primul prototip comercial a fost abia în 1976. Un total de 14 reactoare au fost construite în șase locații din 1976 până în 1988. Toate sunt configurate cu două reactoare într-o clădire. Fiecare reactor are o putere termică proiectată de 1500 MW, conducând un turbogenerator de 660 MW. Diverse centrale AGR produc puteri cuprinse între 555 MW și 670 MW, dintre care unele funcționează sub capacitatea de proiectare din cauza constrângerilor operaționale [2] . Toți folosesc combustibil Westinghouse [3] .

Dispozitiv

Designul AGR este astfel încât aburul produs de funcționarea reactorului este același ca în centralele electrice tradiționale pe cărbune, astfel încât AGR poate folosi aceleași generatoare cu turbină. Temperatura medie a lichidului de răcire la ieșirea reactorului este de 648 °C. Pentru a obține aceste temperaturi ridicate, asigurând în același timp durata de viață utilă a grafitului (grafitul se oxidează ușor la CO2 la temperatură ridicată), pentru răcirea grafitului se folosește un flux de transfer de căldură cu recirculare la o temperatură mai mică de ieșire a cazanului de 278 °C, asigurându-se că temperatura miezului de grafit nu este prea diferită de temperatura observată la stația Magnox . Temperatura și presiunea la ieșirea generatorului de abur au fost de 170 bar și 543 °C.

Combustibilul folosit este granule de dioxid de uraniu , îmbogățit până la 2,5-3,5%, în bare de combustibil din oțel inoxidabil [4] . Conceptul inițial de design pentru AGR a fost să folosească o acoperire pe bază de beriliu. Când acest lucru s-a dovedit nepotrivit din cauza fragilității sale [5] , nivelul de îmbogățire al combustibilului a fost crescut pentru a compensa nivelul ridicat de pierderi de neutroni în placarea din oțel inoxidabil. Acest lucru a crescut considerabil costul energiei electrice produse de AGR. Lichidul de răcire circulă prin miez, atingând 640 °C (1,184 °F) și o presiune de aproximativ 40 bar, apoi trece prin unitățile cazanului (generator de abur) în afara miezului, dar se află încă în interiorul unui cilindru de oțel, un vas sub presiune. . Tijele de control pătrund în moderatorul de grafit, iar sistemul secundar include injectarea de azot în lichidul de răcire pentru a scădea temperatura în reactor. Sistemul terțiar de oprire, care funcționează prin injectarea de granule de bor în reactor, este activat dacă reactorul se depresurizează când tijele de control nu sunt coborâte suficient. Aceasta ar însemna că presiunea azotului nu ar putea fi menținută. [6] [7]

AGR a fost proiectat să aibă o eficiență ridicată de aproximativ 41%, ceea ce este mai bun decât reactoarele cu apă sub presiune , care au o eficiență termică tipică de 34%. Acest lucru se datorează temperaturii de ieșire mai ridicate de aproximativ 640°C (1,184°F) tipică pentru un mediu de transfer de căldură gazos, comparativ cu aproximativ 325°C (617°F) pentru un PWR . Cu toate acestea, miezul reactorului trebuie să fie mai mare pentru aceeași putere de ieșire, iar consumul de combustibil la eliberare este mai mic, astfel încât combustibilul este utilizat mai puțin eficient, ceea ce reprezintă un compromis pentru o eficiență ridicată. [opt]

La fel ca reactoarele Magnox , CANDU și RBMK și spre deosebire de reactoarele cu apă sub presiune, AGR-urile sunt proiectate pentru a fi alimentate fără a opri reactorul în sine. Acesta a fost un argument important în alegerea AGR față de alte tipuri de reactoare, iar în 1965 a permis Oficiului Central de Electricitate (CEGB) și guvernului să susțină că AGR ar produce energie electrică mai ieftină decât cele mai bune centrale CHP pe cărbune. Cu toate acestea, problemele legate de vibrațiile ansamblului de combustibil au apărut în timpul realimentării la putere maximă, așa că în 1988 acest tip de realimentare a fost interzis de guvern până la mijlocul anilor 1990, când testele suplimentare au dus la o tijă de combustibil blocată în miezul reactorului. Doar încărcarea parțială sau oprirea reactorului se realizează acum în AGR. [9]

Vasul sub presiune din beton precomprimat conține miezul reactorului și cazanele. Pentru a minimiza numărul de pătrunderi în vas (și, prin urmare, pentru a reduce numărul de puncte posibile de scurgere), cazanele au un design prin care toată fierberea și supraîncălzirea au loc în interiorul tuburilor cazanului. Acest lucru necesită utilizarea apei ultrapure pentru a minimiza formarea de sare din evaporator și problemele ulterioare de coroziune.

AGR a fost prezentat ca o alternativă excelentă britanică la proiectele de reactoare cu apă ușoară din SUA. A fost comercializat ca o dezvoltare a designului Magnox cu succes (dacă nu din punct de vedere economic) și a fost selectat dintr-o varietate de alternative britanice concurente - reactorul cu heliu de înaltă temperatură, SGHWR și reactorul de reproducere - precum și apă ușoară sub presiune americană și apă clocotită. reactoare ( PWR și BWR ) și proiectele canadiane CANDU . CEGB a efectuat o evaluare economică detaliată a proiectelor concurente și a concluzionat că AGR propus pentru Dungeness B ar genera cea mai ieftină energie electrică, mai ieftină decât orice proiect concurent și cele mai bune centrale pe cărbune.

Caracteristicile AGR

Poate și va diferi de cele reale, din documentația tehnică: [10]

Istorie

Au existat mari speranțe pentru proiectarea AGR. [11] Un program ambițios de construire a cinci centrale cu două reactoare, Dungeness B , Hinckley Point B , Hunterston B , Hartlepool și Heysham , a fost în curând în curs de desfășurare, alte țări având în vedere și comenzi de construcție. Cu toate acestea, proiectarea AGR sa dovedit prea complex pentru a fi construit în afara țării și dificil de construit la nivel local. Problemele cu muncitorii și sindicatele care au început la acea vreme au complicat situația. Stația principală a lui Dungeness B a fost comandată în 1965, cu o dată țintă de finalizare în 1970. După probleme cu aproape fiecare aspect al designului reactorului, acesta a început în sfârșit să producă electricitate în 1983, cu 13 ani prea târziu. [11] Următoarele modele de reactoare de la Hinckley Point B și Hunterston B au fost îmbunătățite semnificativ față de proiectul original și au fost puse în funcțiune mai devreme decât Dungeness. Următorul proiect AGR de la Heysham și Hartlepool a căutat să reducă costul total de proiectare prin reducerea amprentei stației și a numărului de sisteme auxiliare. Ultimele două AGR-uri de la Thorness și Heysham 2 au revenit la designul Hinckley Point B modificat și s-au dovedit a fi cele mai de succes. [12] Fostul consilier economic, David Henderson, a descris programul AGR ca fiind una dintre cele mai costisitoare două gafe de finanțare guvernamentale din Regatul Unit, alături de Concord . [13]

Când guvernul a început privatizarea industriei electrice în anii 1980, analiza costurilor pentru potențialii investitori a arătat că costurile reale de operare au fost subestimate de mulți ani. Costurile de dezafectare au fost deosebit de subestimate. Aceste incertitudini au condus la excluderea centralelor nucleare de la privatizare la acel moment. [unsprezece]

În octombrie 2016, a fost anunțat că tijele de control super-articulate vor fi instalate la Hunterston B și Hinckley Point B din cauza preocupărilor legate de stabilitatea miezurilor de grafit ale reactorului. Oficiul de Reglementare Nucleară (ONR) și-a exprimat îngrijorarea cu privire la numărul de fisuri ale căilor de acces care blochează cărămizile de grafit din miez. Un eveniment neobișnuit, cum ar fi un cutremur, poate destabiliza grafitul, astfel încât tijele de control convenționale care închid reactorul nu pot fi introduse. Tijele de control super-articulate trebuie introduse chiar și într-un miez destabilizat. [paisprezece]

Reactoarele AGR din Marea Britanie

Note

1. ↑ History of Windscale's Advanced Gas-cooled Reactor Arhivat 1 octombrie 2011. , Sellafield Ltd.
2. ↑ John Bryers, Simon Ashmead. Pregătirea pentru viitoarele lucrări de dezafectare și dezafectare a parcului de reactoare avansate răcite cu gaz EDF Energy din Marea Britanie . PRESEC 2016 . Agenția OCDE pentru Energie Nucleară (17 februarie 2016). Preluat la 18 august 2017. Arhivat din original la 21 ianuarie 2022. (nedefinit)
3. ↑ Advanced Gas-Cooled Reactor Fuel Arhivat la 31 decembrie 2010 la Wayback Machine // Westinghouse, 2006
4. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 27 iulie 2013. Arhivat din original la 27 decembrie 2013. (nedefinit) 
5. ↑ Murray, P. Developments in oxide fuels at Harwell  //  Journal of Nuclear Materials : jurnal. - 1981. - Vol. 100 , nr. 1-3 . - P. 67-71 . - doi : 10.1016/0022-3115(81)90521-3 . — Cod biblic .
6. ↑ Nonbel, Erik. Descrierea tipului avansat de reactor răcit cu gaz (AGR  ) . — Nordic Nuclear Safety Research, 1996.
7. ↑ Nuclear_Graphite_Course-B - Graphite Core Design AGR și alții . Arhivat din original pe 17 iulie 2011. (nedefinit)[ de clarificat ]
8. ↑ https://web.archive.org/web/20041228121556/http://www.royalsoc.ac.uk/downloaddoc.asp?id=1221
9. ↑ https://web.archive.org/web/20051015031955/http://www.greenpeace.org/raw/content/international/press/reports/nuclearreactorhazards.pdf
10. ↑ Erik Nonbel. [ http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/028/28028509.pdf Descrierea tipului de reactor avansat cu răcire cu gaz (AGR)] . www.iaea.org . Preluat la 14 iunie 2018. Arhivat din original la 17 mai 2018. (nedefinit)
11. ↑ 1 2 3 Owen, Geoffrey . Recenzie de carte: „The Fall and Rise of Nuclear Power in Britain”  (7 martie 2016). Arhivat din original pe 13 martie 2016. Preluat la 16 martie 2016.
12. ↑ S. H. Wearne, R. H. Bird . Experiența din Marea Britanie a consorțiilor de inginerie pentru centrale nucleare  (decembrie 2016). Arhivat din original pe 26 martie 2017. Preluat la 25 martie 2017.
13. ↑ Henderson, David . Cu cât lucrurile se schimbă mai mult... , Nuclear Engineering International (21 iunie 2013). Arhivat din original pe 25 iunie 2013. Preluat la 2 iulie 2013.
14. ↑ Nuclear reactor cracks 'challenge safety case' , BBC News  (31 octombrie 2016). Arhivat din original pe 31 octombrie 2016. Preluat la 31 octombrie 2016.

Link -uri

• Descrierea tipului avansat de reactor răcit cu gaz (AGR) 1996

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Britannica (online)