Экономичный упрощенный реактор с кипящей водой

Вид в разрезе конструкции защитной оболочки реактора GE-Hitachi Nuclear Energy ESBWR

Экономичный упрощенный реактор с кипящей водой ( ESBWR ) представляет собой пассивно безопасную конструкцию реактора поколения III+, созданную на основе его предшественника, упрощенного реактора с кипящей водой (SBWR) и усовершенствованного реактора с кипящей водой (ABWR). Все они разработаны GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) и основаны на предыдущих конструкциях реакторов с кипящей водой .

Система пассивной безопасности

Пассивные системы ядерной безопасности в ESBWR работают без использования каких-либо насосов, что повышает безопасность, целостность и надежность конструкции, одновременно снижая общую стоимость реактора. Он также использует естественную циркуляцию для обеспечения потока теплоносителя внутри корпуса реактора (RPV); это приводит к уменьшению количества систем, требующих обслуживания, и предотвращает значительные аварии BWR, такие как разрывы линий рециркуляции. Для этих систем не требуются циркуляционные насосы или связанные с ними трубопроводы, источники питания, теплообменники, контрольно-измерительные приборы или средства управления.

Системы пассивной безопасности ESBWR включают комбинацию трех систем, которые позволяют эффективно передавать остаточное тепло (образующееся в результате ядерного распада) от реактора к резервуарам с водой вне защитной оболочки - систему изолирующего конденсатора, систему гравитационного охлаждения и пассивную защитную оболочку. Система охлаждения . Эти системы используют естественную циркуляцию, основанную на простых законах физики, для передачи остаточного тепла за пределы защитной оболочки, сохраняя при этом уровень воды внутри реактора, сохраняя ядерное топливо погруженным в воду и адекватно охлажденным.

В случаях, когда граница давления теплоносителя реактора остается неповрежденной, система изолирующего конденсатора (ICS) используется для отвода остаточного тепла из реактора и передачи его за пределы защитной оболочки. Система ICS представляет собой систему замкнутого цикла, которая соединяет корпус реактора с теплообменником, расположенным на верхнем этаже здания реактора. Пар покидает реактор через трубопроводы ICS и поступает в теплообменники ICS, которые погружены в большой бассейн. Пар конденсируется в теплообменниках, а более плотный конденсат затем стекает обратно в реактор, завершая контур охлаждения. Теплоноситель реактора циркулирует по этому пути потока для обеспечения непрерывного охлаждения и добавления воды в активную зону реактора.

В тех случаях, когда граница давления теплоносителя реактора не остается неизменной и запасы воды в активной зоне теряются, система пассивного охлаждения защитной оболочки (PCCS) и система гравитационного охлаждения (GDCS) работают согласованно для поддержания уровня воды в активной зоне и удалить остаточное тепло из реактора, переведя его за пределы защитной оболочки.

Если уровень воды внутри корпуса реактора падает до заданного уровня из-за потери запасов воды, происходит разгерметизация реактора и запускается ГДКС. Он состоит из больших бассейнов воды внутри защитной оболочки, расположенных над реактором, которые соединены с корпусом реактора под давлением. Когда система GDCS запускается, сила тяжести заставляет воду перетекать из бассейнов в реактор. Размеры бассейнов обеспечивают достаточное количество воды для поддержания уровня воды выше верхней части ядерного топлива. После разгерметизации реактора остаточное тепло передается в защитную оболочку, поскольку вода внутри реактора кипит и выходит из корпуса реактора под давлением в защитную оболочку в виде пара.

АСУ ТП состоит из набора теплообменников, расположенных в верхней части реакторного здания. Пар из реактора поднимается через защитную оболочку к теплообменникам PCCS, где пар конденсируется. Затем конденсат стекает из теплообменников PCCS обратно в бассейны GDCS, где завершает цикл и стекает обратно в корпус реактора.

Теплообменники ICS и PCCS погружены в резервуар с водой, достаточно большой, чтобы обеспечить возможность отвода остаточного тепла реактора в течение 72 часов. Бассейн выбрасывается в атмосферу и расположен за пределами защитной оболочки. Комбинация этих функций позволяет легко наполнять бассейн с помощью источников воды низкого давления и установленных трубопроводов.

Активная зона реактора короче, чем в обычных установках BWR, чтобы уменьшить перепад давления на топливе и тем самым обеспечить естественную циркуляцию. имеется 1132 пучка твэлов, а тепловая мощность составляет 4500 МВттепл . В стандартизированном SBWR ^{[ 1 ]} Номинальная мощность составляет 1594 МВт брутто и 1535 МВт нетто, что дает общий КПД электростанции по Карно примерно 35%. ^{[ 2 ]}

В случае аварии ESBWR может оставаться в безопасном и стабильном состоянии в течение 72 часов без каких-либо действий оператора или даже без подачи электроэнергии. Системы безопасности ESBWR предназначены для нормальной работы в случае отключения электроэнергии на станции, что помешало нормальному функционированию систем аварийного охлаждения активной зоны на АЭС Фукусима-дайити . Под корпусом находится трубопроводная конструкция (уловитель активной зоны), позволяющая охлаждать активную зону во время любой очень тяжелой аварии. Эти трубы облегчают охлаждение водой над и под расплавленной активной зоной. В окончательном отчете об оценке безопасности, принятом NRC, сообщается, что общая частота повреждений активной зоны составляет 1,65 * 10. ⁻⁸ в год (т.е. примерно раз в 60 миллионов лет). ^{[ 3 ]}

Как и в случае с ABWR, защитная оболочка инертируется азотом перед эксплуатацией для предотвращения пожара и может быть удалена из инертности после остановки реактора для технического обслуживания. Поскольку этим BWR нельзя управлять с помощью регулирования расхода из-за отсутствия рециркуляционных насосов, вместо этого его можно контролировать с помощью температуры питательной воды, поступающей в реактор. ^{[ 4 ]}

Процесс рассмотрения проекта NRC

ESBWR получил положительный отчет об оценке безопасности. ^{[ 5 ]} и окончательное утверждение проекта ^{[ 6 ]} 9 марта 2011 г. 7 июня 2011 г. СРН завершил период общественного обсуждения. ^{[ 7 ]} Окончательное правило было опубликовано 16 сентября 2014 г. после того, как были решены две нерешенные проблемы, связанные с моделированием нагрузок на паровую сушилку GE-Hitachi. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

В январе 2014 года компания GE Hitachi заплатила 2,7 миллиона долларов для урегулирования иска, в котором утверждалось, что она подала ложные претензии NRC по поводу анализа паровой сушилки. ^{[ 10 ]}

NRC предоставил одобрение проекта в сентябре 2014 года. ^{[ 11 ]}

Лицензии на строительство и эксплуатацию

Однако в сентябре 2015 года по требованию владельца Entergy NRC отозвала заявку на совмещенную лицензию на строительство и эксплуатацию первого предложенного блока ESBWR на атомной электростанции Гранд-Галф . ^{[ 12 ]}

31 мая 2017 года Комиссия по ядерному регулированию объявила, что разрешила выдачу комбинированной лицензии для энергоблока №3 АЭС «Северная Анна». ^{[ 13 ]} ^{[ 14 ]} Проект был приостановлен позже в 2017 году, прежде чем началось строительство. ^{[ 15 ]}

См. также

Другие конструкции поколения III+

Ссылки

^ Феннерн, Ларри Э. (15 сентября 2006 г.). «Семинар ESBWR — Реактор, активная зона и нейтроника» (PDF) . GE Energy/Ядерная промышленность . Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) 14 ноября 2010 г. Проверено 14 марта 2012 г.
^ «Выдана сертификация конструкции – экономичный упрощенный реактор с кипящей водой (ESBWR)» . Комиссия по ядерному регулированию США. 19 февраля 2015 года . Проверено 27 сентября 2015 г.
^ «Окончательный отчет об оценке безопасности ESBWR» (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию . Проверено 7 мая 2013 г.
^ https://nuclear.gepower.com/content/dam/gepower-nuclear/global/en_US/documents/ESBWR_General%20Description%20Book.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}
^ «Пакет ML103470210 — Заключительные главы ESBWR FSER» . Комиссия по ядерному регулированию . Проверено 14 марта 2012 г.
^ Джонсон, Майкл Р. (9 марта 2011 г.). «Окончательное утверждение проекта экономичного упрощенного реактора с кипящей водой» (PDF) . Министерство энергетики США . Проверено 14 марта 2012 г.
^ «Завершается период общественного обсуждения NRC по заявке GE Hitachi Nuclear Energy на сертификацию реактора ESBWR» (пресс-релиз). Genewscenter.com. 23 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 24 марта 2012 г. Проверено 14 марта 2012 г.
^ «График рассмотрения заявок ESBWR» . Комиссия по ядерному регулированию . 17 июля 2012 года . Проверено 4 ноября 2012 г.
^ «NRC сертифицирует новую конструкцию реактора GE-Hitachi» (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию . 16 сентября 2014 года . Проверено 16 сентября 2014 г.
^ «США оштрафовали ядерный блок GE Hitachi из-за дефектной конструкции реактора» . Рейтер. 23 января 2014 года . Проверено 24 января 2014 г.
^ «Утверждение проекта ЭСБВР» . Архивировано из оригинала 13 октября 2014 г.
^ «US Entergy официально отказывается от применения ESBWR» . Международная ядерная инженерия. 24 сентября 2015 года . Проверено 24 сентября 2015 г.
^ NRC выдаст Dominion новую лицензию на реактор для площадки Северная Анна | 31 мая 2017 г.
^ Электростанция Северная Анна, энергоблок 3 | NRC.gov
^ «На фоне ядерных неудач энергокомпания штата Вирджиния приостанавливает планы по строительству нового реактора» . Сеть новостей энергетики. 6 сентября 2017 г. Проверено 30 июля 2019 г.

Внешние ссылки

Веб-сайт GE Energy ESBWR
Отчет о состоянии 100 - Экономичный упрощенный реактор с кипящей водой (ESBWR) ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}, АРИС, МАГАТЭ, 08.01.2011
Статья в журнале POWER о ESBWR. Архивировано 2 октября 2011 г. в Wayback Machine.
Страница обзора NRC ESBWR
ESBWR Вероятностная оценка риска
Документ управления проектированием ESBWR, ред. 10
Обзор конструкции опубликован в журнале ANS Nuclear News (2006).

[fennern-2006-1] Феннерн, Ларри Э. (15 сентября 2006 г.). «Семинар ESBWR — Реактор, активная зона и нейтроника» (PDF) . GE Energy/Ядерная промышленность . Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) 14 ноября 2010 г. Проверено 14 марта 2012 г.

[NRC2015-2] «Выдана сертификация конструкции – экономичный упрощенный реактор с кипящей водой (ESBWR)» . Комиссия по ядерному регулированию США. 19 февраля 2015 года . Проверено 27 сентября 2015 г.

[3] «Окончательный отчет об оценке безопасности ESBWR» (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию . Проверено 7 мая 2013 г.

[4] ttps://nuclear.gepower.com/content/dam/gepower-nuclear/global/en_US/documents/ESBWR_General%20Description%20Book.pdf ^{[ только URL-адрес PDF ]}

[5] «Пакет ML103470210 — Заключительные главы ESBWR FSER» . Комиссия по ядерному регулированию . Проверено 14 марта 2012 г.

[6] Джонсон, Майкл Р. (9 марта 2011 г.). «Окончательное утверждение проекта экономичного упрощенного реактора с кипящей водой» (PDF) . Министерство энергетики США . Проверено 14 марта 2012 г.

[7] «Завершается период общественного обсуждения NRC по заявке GE Hitachi Nuclear Energy на сертификацию реактора ESBWR» (пресс-релиз). Genewscenter.com. 23 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 24 марта 2012 г. Проверено 14 марта 2012 г.

[8] «График рассмотрения заявок ESBWR» . Комиссия по ядерному регулированию . 17 июля 2012 года . Проверено 4 ноября 2012 г.

[9] «NRC сертифицирует новую конструкцию реактора GE-Hitachi» (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию . 16 сентября 2014 года . Проверено 16 сентября 2014 г.

[reuters-20140123-10] «США оштрафовали ядерный блок GE Hitachi из-за дефектной конструкции реактора» . Рейтер. 23 января 2014 года . Проверено 24 января 2014 г.

[11] «Утверждение проекта ЭСБВР» . Архивировано из оригинала 13 октября 2014 г.

[nei-20150924-12] «US Entergy официально отказывается от применения ESBWR» . Международная ядерная инженерия. 24 сентября 2015 года . Проверено 24 сентября 2015 г.

[NRC-NA-2017-13] NRC выдаст Dominion новую лицензию на реактор для площадки Северная Анна | 31 мая 2017 г.

[NRC-NA-3-14] Электростанция Северная Анна, энергоблок 3 | NRC.gov

[EN-pause-2017-15] «На фоне ядерных неудач энергокомпания штата Вирджиния приостанавливает планы по строительству нового реактора» . Сеть новостей энергетики. 6 сентября 2017 г. Проверено 30 июля 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]