Reactoarele nucleare de generația a III-a

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 6 noiembrie 2021; verificările necesită 7 modificări .

Reactoarele de generația a III- a sunt reactoare nucleare care au apărut ca urmare a evoluției reactoarelor de generația a II- a . Caracteristicile acestor reactoare sunt o eficiență mai mare a combustibilului , o eficiență termică îmbunătățită, îmbunătățiri semnificative ale siguranței (inclusiv securitatea nucleară pasivă ) și standardizarea proiectării pentru a reduce costurile de capital și de întreținere. Primul reactor de generație a III-a a fost în 1996 reactorul Unității 6 de la Centrala Nucleară Kashiwazaki , care este un tip avansat de reactor cu apă clocotită .

Datorită unei perioade lungi de stagnare în construcția de noi reactoare și a popularității continue (dar în scădere) a proiectelor din generația II/II+, există relativ puține reactoare de generația a treia în lume. Modelele de generație a IV -a din 2020 sunt încă în dezvoltare.

Prezentare generală

Deși diferențele dintre reactoarele de generația a II-a și a III-a sunt în mare măsură arbitrare, reactoarele de generația a III-a sunt proiectate pentru o durată de viață mai lungă (60 de ani, cu posibilitatea de extindere la 100 de ani sau mai mult) în comparație cu reactoarele de generația a II-a, care sunt proiectate pentru 40 de ani. de functionare cu posibilitate de extindere pana la 60 [1] [2] .

Rata de deteriorare a miezului acestor reactoare este de 60 pentru EPR și 3 pentru ESBWR [3] la 100 de milioane de ani reactor, comparativ cu 1000 pentru generația II BWR/4.

A treia generație EPR consumă cu aproximativ 17% mai puțin uraniu per unitate de energie electrică produsă decât reactoarele de generația II [4] . O analiză independentă a omului de știință de mediu Barry Brook cu privire la eficiența mai mare și, prin urmare, cerințele mai mici de materiale ale reactoarelor de generația a III-a susțin această concluzie. [5]

Reacție și critică

Atât susținătorii, cât și unii dintre criticii energiei nucleare sunt de acord că reactoarele de generația a treia sunt în general mai sigure decât reactoarele mai vechi. 

Edwin Lyman , membru senior la Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați , a pus sub semnul întrebării deciziile specifice de economisire a costurilor luate pentru două reactoare de generația a III-a, AP1000 și ESBWR . Lyman, John Ma (inginer senior proiectant NRC) și Arnold Gundersen ( consultant în securitate nucleară ) sunt îngrijorați de faptul că scutul de beton din jurul AP1000 nu are o marjă de siguranță suficientă în cazul unei lovituri directe a aeronavei [6] [7] . Există experți care susțin o opinie contrară, considerând satisfăcătoare marja de siguranță a izolării acestui reactor [8] .

În 2008, Uniunea Oamenilor de Știință preocupați a numit EPR singurul proiect de reactor nou luat în considerare în Statele Unite, care „...pare a fi semnificativ mai sigur și mai protejat de atac decât reactoarele de astăzi” [9] :7 .

Cu toate acestea, în timpul construcției primelor copii ale reactoarelor de generația a III-a, au fost relevate probleme tehnice serioase care au cauzat depășiri de costuri și întârzieri în construcție, ca, de exemplu, în cazul noilor reactoare construite în Franța la centrala nucleară de la Flamanville . 10] .

Reactoarele actuale și viitoare

Primele reactoare de generația a III-a au fost construite în Japonia și au fost de tip avansat cu apă clocotită . În 2016, un reactor de generație III+ VVER-1200 /392M a fost pus în funcțiune la Novovoronezh NPP II din Rusia, care a devenit primul reactor de funcționare din generația III+ [11] . Câteva alte reactoare de generația III+ sunt în fazele târzii de construcție în Europa, China, India și SUA. Următoarea generație de reactor III+ pus în funcțiune a fost reactorul Westinghouse AP1000 de la CNE Sanmen din China, care era programată pentru punerea în funcțiune în 2015 [12] , dar a fost finalizat și a ajuns la criticitate pe 21 iunie 2018 și pus în funcțiune comercială pe 21 septembrie. , 2018. 

În SUA, proiectele de reactoare sunt certificate de Comisia de Reglementare Nucleară (NRC). În octombrie 2010, Comisia a aprobat cinci proiecte și are în vedere alte cinci [13] .

Reactoarele de generație a III-a

Reactoarele de generație a III-a în construcție și în exploatare

Dezvoltatori Nume Tip de MW el. (Net) MW el. (Brut) MWt _ Note
General Electric , Toshiba , Hitachi ABWR;
SUA-ABWR 		BWR 1350 1420 3926 La CNE Kashiwazaki din 1996. Certificat de NRC în 1997 [9]
KEPCO APR-1400 PWR 1383 1455 3983 La CNE Kori din ianuarie 2016.
CGNPG ACPR-1000 1061 1119 2905 O versiune îmbunătățită a CPR-1000 . Primul reactor de la centrala nucleară Yangjiang - 5 urmează să fie lansat în 2018.
CGNPG , CNNC Hualong One (HPR-1000) 1090 1170 3050 Aceasta este parțial o fuziune a proiectelor chineze ACPR-1000 și ACP-1000, dar, în cele din urmă, aceasta este o îmbunătățire treptată a proiectelor anterioare CNP-1000 și CP-1000. [14] Inițial a fost intenționat să fie numit „ACC-1000”, dar în cele din urmă a fost numit „Hualong One” sau „HPR-1000”. Unitățile 3-6 Fangchenggang vor fi primele care vor folosi designul HPR-1000, cu unitățile 3 și 4 în prezent în construcție începând cu 2017. [cincisprezece]
OKB „Gidropress” VVER -1000 /428 990 1060 3000 Prima versiune a proiectului AES-91, dezvoltată și utilizată pentru Tianwan Blocks 1 și 2, a fost lansată în 2007.
VVER -1000 / 428M 1050 1126 3000 O altă versiune a designului AES-91, dezvoltată și utilizată și pentru Tianwan (de data aceasta pentru unitățile 3 și 4, care au fost lansate în 2017 și, respectiv, 2018).
VVER -1000/412 917 1000 3000 Primul proiect AES-92 construit, folosit pentru Kudankulam .

Proiecte de generație a III-a nu sunt acceptate sau construite

Dezvoltator Numele reactorului Tip de Putere electrică (netă), MW Putere electrică (brută), MW Putere termică, MW Notă
General Electric Hitachi ABWR-II BWR 1638 1717 4960 Versiune îmbunătățită a ABWR. Starea de dezvoltare incertă.
Mitsubishi APWR; US-APWR; EU-APWR;APWR+ PWR 1600 1700 4451 Două blocuri planificate pentru Tsurug au fost anulate în 2011. Licențele NRC din SUA pentru două blocuri planificate pentru Vârful Comanche a fost suspendată în 2013. APWR original și US-APWR/EU-APWR actualizat (cunoscut și ca APWR+) diferă semnificativ în caracteristicile lor de design, APWR+ având o eficiență mai mare și o putere electrică mai mare.
Westinghouse AP600 600 619 ? Certificat de NRC în 1999. [9] Evoluează în designul mai mare AP1000. [16]
Ingineria arderii Sistem 80+ 1350 1400 ? Certificat de NRC în 1997. Bazat pe coreean APR-1400 . [17]
OKB „Gidropress” VVER -1000 /466 (B) 1011 1060 3000 A fost primul proiect AES-92 dezvoltat, destinat inițial construcției la centrala nucleară Belene propusă , dar construcția a fost ulterior oprită.
Candu Energy Inc. EC6 PHWR ? 750 2084 EC6 (Enhanced CANDU 6) este o actualizare evolutivă a modelelor CANDU anterioare. Ca și alte modele CANDU, poate folosi uraniu natural neîmbogățit drept combustibil.
AFCR ? 740 2084 Reactorul avansat de combustibil CANDU este un design EC6 modificat, care a fost optimizat pentru flexibilitate maximă a combustibilului și capacitatea de a gestiona numeroase amestecuri de combustibil potențial reprocesat și chiar toriu. În prezent, se află într-o dezvoltare târzie în cadrul unui joint venture între SNC-Lavalin, CNNC și Shanghai Electric .
Diverse (vezi art. MKER ) MKER BWR 1000 ? 2085 O dezvoltare a reactorului nuclear RBMK . Toate erorile și defectele din proiectarea reactorului RBMK au fost corectate și au fost adăugate o clădire de izolare completă și caracteristici de siguranță nucleară pasivă, cum ar fi un sistem de răcire pasiv cu miez. Prototipul fizic al MKER-1000 este Unitatea 5 a CNE Kursk . Construcția Kursk-5 a fost anulată în 2012, iar din 2018 VVER-TOI este în construcție, construcția fiind în curs din 2018. [18] [19] [20] (vezi articolul despre RBMK)

Reactoarele de generația III+

Proiectele de reactoare de Generația III+ sunt o dezvoltare evolutivă a reactoarelor de Generația III, oferind îmbunătățiri de siguranță față de proiectele de reactoare de Generația III. Producătorii au început să dezvolte sisteme de generația III+ în anii 1990, bazându-se pe experiența din exploatarea reactoarelor cu apă ușoară în SUA, Japonia și Europa de Vest. 

Industria nucleară a început pregătirile pentru o „renaștere nucleară” încercând să abordeze trei probleme cheie în proiectele generației III+: siguranță, reducerea costurilor și noile tehnologii de asamblare. Costurile de construcție proiectate au fost de 1 USD per watt de energie electrică, iar timpul de construcție a fost estimat la patru ani sau mai puțin. Cu toate acestea, aceste estimări s-au dovedit a fi prea optimiste. 

O îmbunătățire notabilă a sistemelor de generația III+ față de proiectele de a doua generație este includerea unor proiecte de siguranță pasivă care nu necesită controale active sau intervenția operatorului, ci se bazează în schimb pe gravitație sau convecția naturală pentru a atenua efectele evenimentelor extreme. 

Caracteristici de siguranță suplimentare au fost adăugate la design ca răspuns la dezastrul de la Fukushima din 2011. În proiectele de generație a III-a+, siguranța pasivă nu necesită acțiunea operatorului sau operarea dispozitivelor electronice, astfel încât poate funcționa în condiții de evacuare a personalului și întreruperi de curent. Multe dintre reactoarele nucleare de generația III+ au o capcană de topire . Dacă placa de combustibil și vasul sub presiune al reactorului și conductele asociate se topesc, coriul va cădea în capcana miezului, care reține materialul topit și are capacitatea de a-l răci. Aceasta, la rândul său, protejează ultima barieră - învelișul ermetic . Prima capcană de topire din lume cu o greutate de 200 de tone a fost instalată de Rosatom la reactorul VVER al centralei nucleare Rooppur-1 din Bangladesh [21] [22] . În 2017, Rosatom a început operarea comercială a reactorului VVER-1200 la unitatea de putere 1 a CNE Novovoronezh - 2, care a fost prima lansare din lume a unui reactor de generația III+ [23] .

Reactoarele de generație III+ în construcție și în exploatare

Dezvoltator Numele reactorului Tip de Putere electrică (netă), MW Putere electrică (brută), MW Putere termică, MW Prima pornire Notă
Westinghouse , Toshiba AP1000 PWR 1117 1250 3400 30.06.2018 CNE Sanmen [24] Certificat de NRC în decembrie 2005 [9]
SNPTC , Westinghouse CAP1400 1400 1500 4058 Dezvoltare comună SUA-Chinez, design localizat bazat pe AP1000 . Acordul de dezvoltare comună Westinghouse conferă Chinei drepturi de proprietate intelectuală tuturor centralelor electrice dezvoltate în comun, cu o capacitate electrică de peste 1.350 MW. Primele două unități sunt în prezent în construcție la Centrala Nucleară Shidaowan . CAP1400 este planificat să fie urmat de CAP1700 și/sau CAP2100 dacă sistemele de răcire se pot scala.
Areva EPR 1660 1750 4590 29.06.2018 CNE Taishan [25]
OKB „Gidropress” VVER -1200/392M 1114 1180 3200 2016-08-05 Novovoronezh CNE II [26] [27] Cunoscut și ca AES-2006/MIR-1200. Prototip folosit pentru proiectul VVER-TOI .
VVER -1200/491 1085 1199 3200 2018-03-09 Leningrad CNE II [28]
VVER -1200/509 1114 1200 3200 CNE Akkuyu I.
VVER -1300/510 1115 1255 3300 Proiectul VVER-1300 este cunoscut și ca proiectul AES-2010 și uneori este denumit în mod eronat proiectul VVER-TOI[ de cine? ] . VVER-1300/510 se bazează pe VVER-1200/392M care a fost folosit inițial ca prototip de design pentru proiectul VVER-TOI . În prezent[ când? ] este planificată construirea mai multor unități de energie la centralele nucleare rusești. Primele unități ale CNE Kursk sunt în construcție [29] [30] .
VVER -1200/513 ? 1200 3200 Varianta VVER-1200 bazată parțial pe designul VVER-1300/510 (care este prototipul pentru designul VVER-TOI ). Prima instalare este de așteptat să fie finalizată până în 2022 la NPP Akkuyu .
VVER -1200/523 1080 1200 3200 Centrala nucleară Rooppur din Bangladesh este în construcție. Două unități de putere VVER-1200/523 sunt planificate să fie puse în funcțiune în 2023 și 2024 [31] .
BARC (India) IPHWR-700 PHWR 630 700 2166 2021 Succesorul PHWR domestic de 540 MW cu putere sporită și caracteristici suplimentare de siguranță. Este în construcție și ar trebui să fie pusă în funcțiune în 2020. Unitatea electrică nr. 3 a CNE Kakrapar a câștigat pentru prima dată putere critică pe 22 iulie 2020, conectată la rețea pe 10 ianuarie 2020 [32] .

Proiecte generația III+ nu sunt acceptate sau construite

Dezvoltator Numele reactorului Tip de Putere electrică (netă), MW Putere electrică (brută), MW Putere termică, MW Note
Toshiba EU-ABWR BWR ? 1600 4300 Versiune actualizată a ABWR , proiectată în conformitate cu directivele UE, putere crescută a reactorului, design îmbunătățit la nivelul III+.
Areva Kerena 1250 1290 3370 Cunoscut anterior ca SWR-1000. Bazat pe proiecte germane BWR, în principal proiecte Gundremmingen B/C. Dezvoltat în comun de Areva și E.ON.
General Electric Hitachi ESBWR en 1520 1600 4500 Bazat pe designul SBWR care nu a fost încă lansat, care, la rândul său, se baza pe ABWR . Se crede că proiectul a fost dezvoltat pentru CNE North Anna -3 (SUA). Elimină utilizarea pompelor de recirculare în întregime în favoarea circulației naturale, ceea ce este foarte neobișnuit pentru proiectarea unui reactor cu apă clocotită.
KEPCO DAE+ PWR 1505 1560 4290 Succesorul lui APR-1400 cu putere sporită și caracteristici suplimentare de siguranță.
Areva , Mitsubishi ATMEA1 1150 ? 3150 Propus pentru centrala nucleară Sinop planificată ( Turcia )
OKB "Gidropress " VVER -600/498 ? 600 1600 Versiune redusă a VVER-1200. Desfăşurarea comercială este planificată pentru 2030 la Centrala Nucleară Kola .
Candu Energy Inc. (Canada) ACR-1000 PHWR 1085 1165 3200 Reactor CANDU avansat cu moderator tradițional de apă grea, dar lichid de răcire cu apă ușoară. Acest lucru reduce considerabil costurile cu apa grea, dar reactorul pierde capacitatea inerentă CANDU de a utiliza uraniu natural neîmbogățit ca combustibil.

Vezi și

Note

  1. ↑ Noul material promite o viață de 120 de ani a reactorului . www.world-nuclear-news.org . Preluat: 8 iunie 2017.
  2. ↑ Reactoare nucleare avansate | Reactoare nucleare de generația a III-a+ - Asociația Mondială Nucleară . www.worldnuclear.org . Preluat: 8 iunie 2017.
  3. ↑ Energia nucleară de următoarea generație: ESBWR (link indisponibil) . Preluat la 7 iunie 2021. Arhivat din original la 4 iulie 2010. 
  4. ↑ Forsythe. 3 R-uri ale energiei nucleare: Citirea, reciclarea și reprocesarea: ... Crearea unui mâine mai bun pentru Little Joe . Casa Autorului (18 februarie 2009).
  5. ↑ Consumul de combustibil pentru energia nucleară Gen III+ (26 octombrie 2011).
  6. ↑ Adam Piore. Asigurare de lebădă neagră . În lumea științei (august 2011).
  7. ↑ Matthew L. Wald. Critics Challenge Safety of New Reactor Design New York Times , 22 aprilie 2010.
  8. ↑ Sunday Dialogue: Nuclear Energy, Pro and Con , New York Times  (25 februarie 2012).
  9. ↑ 1 2 3 4 Energia nucleară într-o lume care se încălzește. . Uniunea oamenilor de știință preocupați (dec 2007). Preluat: 1 octombrie 2008.
  10. ↑ Defect găsit în reactorul nuclear francez - BBC News . BBC News . Preluat: 29 octombrie 2015.
  11. ↑ Rusia a lansat o unitate nucleară care nu are analogi în lume . TASS .
  12. ↑ China Nuclear Power . Asociația Nucleară Mondială. Preluat: 14 iulie 2014.
  13. ↑ Cereri de certificare a proiectării pentru reactoare noi . Comisia de Reglementare Nucleară din SUA .
  14. ↑ Xing, Ji (1 martie 2016). „HPR1000: Reactor avansat de apă sub presiune cu siguranță activă și pasivă.” Inginerie . 2 (1): 79-87. DOI : 10.1016/J.ENG.2016.01.017 .
  15. ↑ Progresul Chinei continuă , Nuclear Engineering International (11 august 2015). Consultat la 30 octombrie 2015.
  16. ↑ Noi modele de reactoare comerciale . Arhivat din original pe 2 ianuarie 2009.
  17. ↑ Copie arhivată (downlink) . Preluat la 9 ianuarie 2009. Arhivat din original la 11 decembrie 2012. 
  18. ↑ Ciclul combustibilului nuclear al Rusiei | Ciclul combustibilului nuclear al Rusiei - Asociația Nucleară Mondială . world-nuclear.org .
  19. ↑ Blogging Despre de neconceput: Viitorul reactoarelor de grafit răcite cu apă? (21 aprilie 2008).
  20. ↑ Reactorul Central MKER - 1500 . reactoare.narod.ru .
  21. ↑ Proiectarea reactorului Gen III . inginerie energetică . Preluat: 24 august 2020.
  22. ↑ Instalarea receptorului de miez este în curs la Rooppur 1 . Știri nucleare mondiale . Preluat: 5 iunie 2019.
  23. ↑ Rusia finalizează primul reactor Gen III+ din lume; China va porni cinci reactoare în 2017 . Nuclear Energy Insider (8 februarie 2017). Preluat: 10 iulie 2019.
  24. ↑ Prima fabrică Westinghouse AP1000 Sanmen 1 începe sincronizarea cu  rețeaua electrică . Preluat la 2 iulie 2018.
  25. ↑ Reactorul Taishan 1 din China conectat la rețea - World Nuclear News . www.world-nuclear-news.org .
  26. ↑ Rusia a lansat o unitate nucleară care nu are analogi în lume .
  27. ↑ Primul reactor VVER-1200 intră în funcțiune comercială - World Nuclear News . www.world-nuclear-news.org . Preluat: 10 iulie 2019.
  28. ↑ Leningrad II-1 începe operațiunea pilot , World Nuclear News (9 martie 2018). Preluat la 10 martie 2018.
  29. ↑ Experții Bellona se opun construirii unei a doua centrale nucleare în regiunea Kursk din Rusia . Bellona.org (22 mai 2015).
  30. ↑ Construcția de noi unități a început la CNE Kursk-2 . www.atominfo.ru _
  31. ↑ Centrala nucleară Rooppur, Ishwardi . tehnologie de putere .
  32. ↑ Unitatea 3 a centralei nucleare Kakrapar sincronizată la rețea . Live Mint (10 ianuarie 2020). Data accesului: 18 ianuarie 2020.

 

Link -uri