Reaktor AP1000 amerykańskiej firmy Westinghouse Electric Company to trzecia generacja reaktorze wodnym ciśnieniowym . Ten typ reaktora ma konstrukcję zorganizowaną wokół bezpieczeństwa, która nie wymaga aktywnego sprzętu (pompy, zawory itp.), A zatem nie wymaga zasilania awaryjnego przez pierwsze 72 godziny po ewentualnym wypadku.
Pierwszy AP1000 podłączony do sieci, 30 czerwca 2018 r, to Sanmen 1 w Chinach. W 2019 roku 4 reaktory AP1000 działają komercyjnie w Chinach (Sanmen 1 i 2 oraz Haiyang 1 i 2).
W grudniu 2005 r. Amerykański urząd ds. Bezpieczeństwa jądrowego (NRC) wydał pierwszą certyfikację na projekt AP1000, ale wsierpień 2011jego zmodyfikowana wersja jest nadal przedmiotem oceny bezpieczeństwa jądrowego (od 2004 r.) w celu ewentualnej certyfikacji przez NRC ( United States Nuclear Regulatory Commission ) w Stanach Zjednoczonych . Jest to ulepszenie mocniejszego AP600 z równym pokryciem gruntu. AP 600 jest prezentowany od samego początku - około 1985 roku - jako rewolucyjna koncepcja, która od tamtej pory nie znalazła żadnego konkretnego zastosowania.
W międzyczasie NRC zakwestionowało zabezpieczenie reaktora AP1000 w obliczu poważnych zdarzeń zewnętrznych, takich jak trzęsienia ziemi, huragany lub kolizje samolotów. Po uwagach komisji Westinghouse zmienił konstrukcję reaktora. Wkwiecień 2010, amerykański inżynier konsultant w dziedzinie energetyki jądrowej, Arnold Gundersen, również skrytykował projekt obudowy AP1000, uważając, że korozja stali obudowy w razie wypadku może uwolnić produkty lub promieniowanie jonizujące w środowisko, poza normami NRC, hipoteza odrzucona przez Westinghouse, który twierdzi, że grubość stali została wzmocniona i że korozję należy wykryć podczas rutynowych kontroli.
Plik 22 grudnia 2011, Komisja Regulacji Jądrowych Stanów Zjednoczonych oświadczyła w komunikacie prasowym, że przez piętnaście lat autoryzowała najnowszą wersję reaktora AP1000 licencjonowaną przez amerykańskiego producenta Westinghouse, wierząc, że spełnia on wymogi bezpieczeństwa. Dwóch producentów energii elektrycznej z południowo-wschodniej części kraju, Southern Company i SCE & G (spółka zależna Scany ), którzy chcą budować elektrownie w Południowej Karolinie i Gruzji , już ogłosili, że wybrali ten model. Cztery kopie AP1000 są już w trakcie budowy w Chinach od roku 2009. W roku 2013, Chiny wykonane modelu tym główną z nowej serii „konstrukcji 3 th generacji” z 6 jednostek planowanych przeciwko tylko 2 lokalnego modelu ACP1000.
Pierwszy reaktor AP1000, który odejdzie (21 czerwca 2018 r) i połącz się z siecią (30 czerwca 2018 r) to Sanmen 1 w Chinach.
AP1000 to ciśnieniowy reaktor wodny, który ma wyprodukować 1154 MWe .
Projekt reaktora ma na celu obniżenie kosztów poprzez zastosowanie sprawdzonych technologii oraz uproszczenie i zmniejszenie liczby komponentów (rur, zaworów itp.) Oraz objętości ochrony przed trzęsieniem ziemi (w pierwszym projekcie). W porównaniu do swojego poprzednika zaprojektowanego przez Westinghouse, AP1000 ma na celu zmniejszenie:
Konstrukcja tego reaktora sprawia, że jest on znacznie bardziej zwarty niż inne reaktory PWR , a do jego budowy można wykorzystać tylko jedną piątą betonu i zbrojenia konstrukcyjnego zastosowanego w innych modelach PWR.
Według jego projektantów, AP1000 ma wytrzymać utratę chłodu z rdzenia lub zbiornika wypalonego paliwa , czy to na skutek awarii zasilania, czy pęknięcia rur.
Komin odprowadza do atmosfery gorące powietrze zgromadzone wokół stalowej obudowy, a obwodowe otwory wentylacyjne umożliwiają dopływ chłodnego powietrza. Na dachu reaktora pierścieniowa rezerwa wody umożliwia chłodzenie awaryjne przepływem grawitacyjnym (układ pasywnego chłodzenia), przy czym zespół według projektanta jest w stanie ustabilizować reaktor w 36 godzin i zapewnić jego chłodzenie przez 72 godziny bez brak interwencji człowieka, a nawet w przypadku awarii generatorów awaryjnych.
Po upływie 72 godzin chłodzenie awaryjne zostanie utrzymane, jeśli zbiorniki wody zabezpieczającej zostaną ponownie napełnione.
W przypadku awarii tego pasywnego układu chłodzenia operator ma jeszcze ostatnią deskę ratunku: nadal może otworzyć zawór, który grawitacyjnie zaleje zbiornik, uniemożliwiając jego przebicie. Do tego manewru zarezerwowany jest konkretny czołg.
Nieco podobny system (zbiornik wody powiązany z basenem na zasadzie statków połączonych ) pozwala na kilkadziesiąt dodatkowych godzin na schłodzenie basenu dezaktywacyjnego przeznaczonego do czasowego magazynowania paliwa podstawowego lub starego wypalonego paliwa.
Koszt budowy za zainstalowaną kW reaktorów AP1000 lub EPR zbudowanych w Chinach byłby o połowę niższy niż w przypadku Flamanville EPR lub AP 1000 budowanych w Stanach Zjednoczonych.
Praca w naturalnym obiegu obwodu pierwotnego w celu odprowadzenia mocy resztkowej - a zatem przy braku prądu - jest bardzo prosta dzięki ciągłemu nachyleniu obwodów pierwotnych (brak wysokich punktów na linii innych niż szpilki grota, gdzie z trudem można zrobić inaczej) oraz ustawienie na większej wysokości niż zbiorniki pierwotnych skrzyń wodnych wytwornic pary
Bezpieczny wtrysk bezpośrednio do zbiornikaW przeciwieństwie do poprzednich projektów Westinghouse, linie wtrysku bezpieczeństwa AP 1000 prowadzą bezpośrednio do zbiornika, a nie do pętli części zimnej. To rozwiązanie eliminuje dość oczywisty przypadek trybu wspólnego w przypadku przerwania występującego w pętli lub podłączonej linii, co w ten sposób powoduje, że powiązana linia wtrysku jest niedostępna. Wstrzyknięcie „pętli” jest nieco nienaturalnym poczęciem, ponieważ kwestią utonięcia lub ponownego utonięcia jest serce, a nie pętle. Konstrukcja wylotu linii wtrysku do zbiornika ma pewien stopień swobody konstrukcyjnej, który nie zapewnia występów zimnych pętli w celu zmniejszenia ryzyka szoku zimnego na ścianie zbiornika podczas wtryskiwania, co jest główną trudnością napotykaną w reaktorach z konstrukcja „wtrysku pętli”.
Retencja korium w zbiornikuW przeciwieństwie do opcji stosowanej przez różnych producentów, opcją wybraną dla AP 1000 jest zatrzymywanie w zbiorniku korium utworzonego przez:
Wykazanie słuszności tej opcji, atrakcyjne i spójne z informacjami zwrotnymi z doświadczeń w zakresie PWR, pozostaje do ustalenia i zaakceptowania przez organy bezpieczeństwa zainteresowanych krajów.
Podstawowe oprzyrządowanie pod zbiornikiemKonstrukcja AP 1000 / AP 600 eliminuje przejścia przez oprzyrządowanie pod zbiornikiem, które stanowią znaczną złożoność konstrukcji zbiornika wewnętrznego i stałe ryzyko wycieku na dolnym poziomie zbiornika. Obecność przejść dla oprzyrządowania wydawałaby się również niezgodna z opcją „zatrzymywanie korium w zbiorniku”.
Różnice w wydajności Pierwotne pompy i pętle pierwotne Pierwotne pętle pierwotne - liczba i umiejscowienie pomp pierwotnychSystem AP600 - AP1000 ma dwie pętle; dwie pompy pierwotne na pętlę Moc jednostkowa pomp jest zgodna z konstrukcją całkowicie uszczelnioną ze względu na fakt, że są dwie pompy równoległe na pętlę oraz dzięki uproszczonej konstrukcji pętli pierwotnych ograniczających spadki ciśnienia w tych przewodach. Skrzyżowane zasilanie elektryczne pomp pierwotnych pomiędzy pętlami umożliwia zmniejszenie o współczynnik skali przypadku nagłego i całkowitego przerwania przepływu w pętli Pompy pierwotne są instalowane „do góry nogami” pod wytwornicami pary, co jest korzystne dla wentylacji pompowanie i chłodzenie łożysk, ale co utrudnia ich demontaż. Świadczy to o zaufaniu producenta do ich niezawodności.
Zamocowanie pomp pierwotnych pod wytwornicami pary i zintegrowane z nimi upraszcza odporność termomechaniczną (w szczególności na trzęsienie ziemi) pomp i pętli, ponieważ zamiast dwóch należy utrzymywać jeden duży zespół (pompy + GV)
Technologia pompy pierwotnejGłówne pompy pierwotne AP 1000 mają mieć konstrukcję silnika asynchronicznego z mokrym wirnikiem i całkowitym uszczelnieniem, co pod względem konserwacji i ochrony radiologicznej stanowi krok naprzód, ponieważ stały wyciek na poziomie uszczelnienia wyeliminowano wał pompy, który był używany z poprzednimi PWR dużej mocy. Westinghouse wraca do swoich dawnych konstrukcji, ponieważ np. Elektrownia Chooz A o mocy 280 MWe (w trakcie zaawansowanego demontażu) została wyposażona w 4 pompy tego typu. Spowolnienie bezwładności jest - jak się wydaje - zapewnione przez wirnik mokry, a nie przez dedykowany alternator, jak w elektrowni Chooz A.
Energia elektryczna pobierana na zimno jest zmniejszana poprzez przyjęcie mniejszej prędkości obrotowej, gdy temperatura pierwotna jest niska.
Generatory pary - liczba i moc jednostkowaChociaż moc cieplna jest wysoka, zbliżona do 3200 MWth dla 1154 MWe , konstrukcja AP1000 zachowuje 2 wytwornice pary, podobnie jak w przypadku AP 600, z powodu różnicy w wyborze często polegającym na zwiększeniu liczby pętli w celu zwiększenia mocy. Przy 1600 MW mocy jednostkowej, AP1000 SG są najpotężniejszymi spośród oferowanych lub produkowanych przez wszystkich producentów. Ta opcja sama w sobie zawiera źródło oszczędności pod względem liczby siłowników i zaworów, ponieważ wzrost liczby pętli nieuchronnie prowadzi do powielania.
Z funkcjonalnego punktu widzenia w elektrycznej PWR nie ma prawie żadnego zainteresowania zwiększeniem liczby wytwornic pary powyżej dwóch, ponieważ tak czy inaczej;
Z punktu widzenia ogólnej konstrukcji korzystne jest odsłonięcie obrzeża zbiornika ze względu na mniejszą liczbę pętli, aby umożliwić na przykład bezpośrednie wtryskiwanie do zbiornika.
Ograniczenie liczby generatorów do dwóch daje znaczne możliwości ulepszenia układu zbiorników przechowawczych.
Ważna część kuta, która stanowi kołnierz zbiornika, nie jest łatwiejsza do wykonania przy większej liczbie rur wylotowych o nieco zmniejszonej średnicy do tego stopnia, że uzasadnia to zwiększenie liczby pętli.
Różnice w zakresie odpadów i emisjiPlanuje się składowanie odpadów radioaktywnych na miejscu, możliwie w nieskończoność, w stanie suchym, na ziemi lub w wodzie. Przetwarzanie lub ostateczne składowanie odpadów jest w dużej mierze kwestią polityczną, wszystkie PWR i BWR wytwarzają podobne odpady pod względem ilości i jakości. Jednak lepsza wydajność termodynamiczna, optymalne zarządzanie cyklem paliwowym i optymalizacja konserwacji mogą poprawić sytuację na marginesie.
Konkurencyjne reaktory trzeciej generacji :
Ponieważ nie udało się znaleźć przypadku zastosowania w Stanach Zjednoczonych, pierwsze planowane lub w trakcie budowy są w Chinach. Te pierwsze osiągnięcia są zapoczątkowane, mimo że w Stanach Zjednoczonych nie zbudowano modelu „pierwszej produkcji”. To, w połączeniu z wysoce innowacyjnym charakterem reaktora w wielu dziedzinach - na przykład pompach pierwotnych - stanowi wyzwanie, które zostało podniesione. Dodatkowo, pierwsze cztery reaktory zostały zbudowane przed modyfikacjami AP1000, aby był odporny na zderzenia powietrzne.
Od tamtej pory w budowie elektrowni jądrowej Sanmen w Zhejiang jest sześć blokówLuty 2008 z uruchomieniem pierwszego reaktora pierwotnie zaplanowanym na 2013 r. Reaktor Sanmen Bloku 1 rozdzielił się po raz pierwszy 21 czerwca 2018 r i został podłączony do sieci po raz pierwszy 30 czerwca 2018 r. Sanmen 2 był podłączony do sieci w połowie drogisierpień 2018. Te 2 reaktory działają komercyjnie.
Haiyang elektrowni jądrowej w Shandong planuje także sześć jednostek, ponieważ w budowielipiec 2008, w celu uruchomienia pierwszego reaktora pierwotnie planowanego listopad 2013. Haiyang 1 został podłączony do sieci w połowie drogisierpień 2018i Haiyang 2 in październik 2018. Te 2 reaktory działają komercyjnie.
Rozwój CAP1400W 2008 i 2009 roku Westinghouse zawarł umowy o współpracy z państwowym Nuclear Power Technology Corporation (SNPTC) i innymi instytutami w celu zaprojektowania większego reaktora, prawdopodobnie o mocy 1400 MW , a następnie modelu o mocy 1700 MW . Chiny będą posiadać prawa własności intelektualnej do tych większych projektów, które mogą być również eksportowane gdzie indziej przy współpracy z Westinghouse.
W grudzień 2009, chińska spółka joint venture została utworzona w celu zbudowania pierwszego reaktora CAP1400 w pobliżu zakładu w Shidaowan, którego budowa mogłaby się rozpocząć w 2013 r. i działać już w 2017 r.
W 2012 roku Dongfang Electric Corporation ogłosiła, że opanowała produkcję ważnej części układu chłodzenia, który zostanie zainstalowany w 2 reaktorach w Haiyang. Analitycy uważają jednak, że budowa pierwszego reaktora CAP1400 zostanie przesunięta najwcześniej na 2015 lub 2016 r. W 2013 r. Dongfang ogłosił współpracę z Alstomem w zakresie dostaw turbin i alternatorów do projektów AP1000.
Na początku 2010 r. Około 40 reaktorów AP1000 zostało zamówionych w firmie Westinghouse, w tym dwa na budowę w Stanach Zjednoczonych. Ale w 2021 roku jest to dalekie od urzeczywistnienia się .
Grupy lub stowarzyszenia zajmujące się ochroną środowiska sprzeciwiły się certyfikacji dwóch nowych reaktorów AP1000, które mają zostać zbudowane w elektrowni jądrowej Vogtle wkwiecień 2011prosząc NRC o zawieszenie procesu certyfikacji, dopóki nie dowiemy się więcej o następstwach katastrofy jądrowej w Fukushimie , mimo że pasywna koncepcja ewakuacji resztkowej mocy rdzenia sprawia, że koncepcja AP1000 a priori jest bardziej odporna na tego typu zdarzenia
Certyfikat projektu APR1000 wydany przez United States Nuclear Regulatory Commission (NRC) (DC - Design Certification) został wydany dnia30 grudnia 2011.
Plik 10 lutego 2012NRC zezwolił na budowę dwóch AP1000 (Vögtle Electric Generating Roślin (VEGP) reaktorów N O 3 i 4), jest to pierwszy od prawie 30 lat w Stanach Zjednoczonych. Na dnie naczynia przechowawczego Vogtle-3 umieszczono1 st czerwiec 2013 .
Plik 30 marca 2012 rNRC zatwierdziła budowę dwóch AP1000 ( atomowej Wergiliusz C Lato ) reaktorach N O 2 i 3).
Miejsca dotknięte budową AP1000 w Stanach Zjednoczonych:
W luty 2017, Toshiba, 87% spółka-matka Westinghouse, ogłasza utratę wartości o wartości 5,9 miliarda dolarów wynikającą z przejęcia przez Westinghouse firmy CB&I Stone & Webster pod koniec 2015 roku ; celem tego przejęcia było zakończenie sporów prawnych dotyczących budowy reaktorów AP1000 budowanych w Stanach Zjednoczonych; ale pod koniec 2016 r. Westinghouse ostro skorygował pozostałe obciążenie pracą. Te niepowodzenia w budowie reaktorów pierwszej trzeciej generacji są bardzo podobne do tych, które wystąpiły w Arevie w Finlandii i EDF we Flamanville; ale tankowanie pierwszego chińskiego AP1000, Sanmen 1, jest bliskie, a jego podłączenie do sieci ma nastąpić za kilka miesięcy.
W styczeń 2018, kanadyjski fundusz inwestycyjny Brookfield Asset Management kupuje Westinghouse za 4,6 miliarda dolarów.
Budowa reaktorów AP1000 elektrowni jądrowej Virgil Summer została zaniechana w sierpniu 2017 r. Ze względu na koszty budowy, a rozruch elektrowni Vogtle planowany jest na 2022 r. Budowa reaktorów 6 i 7 elektrowni Turkey Point została zakończona przełożone, ich uruchomienie planowane jest na 2032 r. Projekty Levy i Shearon Harris zostały zarzucone .
Westinghouse nie przedstawił AP1000 podczas konsultacji, które doprowadziły do wyboru EPR dla zakładu Olkiluoto . Podawanym wówczas powodem był brak wystarczającej liczby szeregowych prospektów .
AP1000 jest jednym z modeli konkurujących o wymianę reaktorów brytyjskich elektrowni jądrowych, które zbliżają się do daty wyłączenia . Po przerwie w 2011 r. Producent wznowił w 2014 r. Certyfikację (nazwaną GDA Generic Design Assessment) przez Office for Nuclear Regulation (ONR), organ ds. Bezpieczeństwa jądrowego Wielkiej Brytanii).
W październiku 2020 r. Podpisano porozumienie o współpracy między Stanami Zjednoczonymi a Polską w celu określenia zarysu programu jądrowego i potencjalnego finansowania. Administracja Trumpa naciska na ofensywę Westinghouse i Bechtel Group. Po wyborach Joe Bidena polski minister klimatu Michał Kurtyka, w rozmowie z Financial Times , powiedział: „Trwają zaawansowane dyskusje na ten temat ze Stanami Zjednoczonymi i myślę, że są one bardzo obiecujące. Nie spodziewam się zmiany kursu w tej strategicznej decyzji ” . Ogromny plan inwestycyjny ogłoszony jesienią 2020 roku przez Warszawę w energetykę odnawialną i jądrową, mający na celu przewrócenie strony o węglu, przewiduje, że do 2040 roku powstanie sześć reaktorów (od 6 do 9 GW ), a rozpoczęcie budowy pierwszego planowane jest na 2026 rok.
Działające reaktory | |||||
Implantacja |
Moc netto ( MW ) |
Rozpoczęcie budowy
(pierwszy beton) |
Produkcja komercyjna |
Koszty (szacowane) |
Likwidacja (planowana) |
Sanmen ( Chiny ) (reaktory 1 i 2) |
2 × 1157 |
19 kwietnia 2009 15 grudnia 2009 |
21 września 2018 r 5 listopada 2018 r |
7,12 miliarda dolarów | |
Haiyang ( Chiny ) (reaktory 1 i 2) |
2 × 1170 |
24 września 2009 21 czerwca 2010 |
22 października 2018 r 9 stycznia 2019 r |
1477 $ / kW | |
Razem w eksploatacji: 4 reaktory o łącznej mocy zainstalowanej 4 654 MW | |||||
Reaktory w budowie | |||||
Implantacja |
Moc netto ( MW ) |
Rozpoczęcie budowy
(pierwszy beton) |
Produkcja komercyjna (do chwili obecnej) |
Produkcja komercyjna (wstępnie planowana) |
Koszty (szacowane) |
VC Summer ( Stany Zjednoczone ) (reaktory 2 i 3) |
2 × 1117 |
9 marca 2013 r 4 listopada 2013 |
Budowa zatrzymana
the 31 lipca 2017 r |
2017 2018 |
|
Vogtle ( Stany Zjednoczone ) (Reactor 3) |
2x1 117 |
12 marca 2013 r 19 listopada 2013 |
2021
2022 |
2016
2017 |
25 miliardów dolarów |
Razem w budowie: 2 reaktory o łącznej mocy zainstalowanej 2234 MW | |||||
Projektowane reaktory | |||||
UWAGA :
Projekt AP1000 jest obecnie oceniany przez władze nuklearne w kilku krajach. |