книги2 / 978-5-907297-94-4_2021
.pdfРисунок 4– Реактор EPR в разрезе: A –Блок защитныхтруб; B –крышка; C –система управления изащиты; D –верхняя опорнаяплита; E –органы регулирования; F –вход теплоносителя; G –выход теплоносителя; H –тяж елый отражатель; J –корпус реактора; K
–ТВС; L – биологическаязащита; |
M –нижняяопорнаяплита; |
N –нижняяопорная |
обечайка; O –плита распределения потока |
|
|
SuperPhénix (Superphé |
nix, SPX) – это прототипный быстрый реактор с |
натриевым теплоносителем, созданный на основе экспериментальных реакторов Phénix и Rapsodie. Он был предназначен для переработки и воспроизводства ядерного топлива, а также экономической электрогенерации. При постройке проект сильно страдал от огромных общественных протестов. А в 1982г. радикальные швейцарские протестующие запустили в бетонную оболочку строящегося реактора 5 снарядов из противотанкового гранатоме та РПГ-7. При эксплуатации, поначалу SPX демонстрировал низкую надежность, но многие из проблем были решены со временем, и к 1996 г. прототип достиг
30
своих проектных эксплуатационных целей. В конце 1996 г., когда станция была остановлена на ремонт, судебные разбирательства препятствовали возобновлению работы, а в 1998 было официально решено, что SPX будет закрыт навсегда. В таблице 6 приведены основные параметры реактора модели SPX, а также параметры модели Phénix для сравнения (реактор SuperPhé nix представлен на рис. 5 и рис. 6).
Таблица6– Сравнение моделей реакторов Super-Phénix иPhénix
Параметр |
Super-Phénix |
Phénix |
|
|
|
Тепловая мощность (MWt) |
3000 |
568 |
|
|
|
Электрическая мощность (MWt) |
1200 |
250 |
|
|
|
Коэффициент воспроизводства |
1,25 |
1,16 |
|
|
|
Число петель (шт.) |
4 |
3 |
|
|
|
Температура на входе в реактор (*C) |
395 |
400 |
|
|
|
Температура на выходе из реактора (*C) |
545 |
560 |
|
|
|
Количество ТВС (шт.) |
364 |
103 |
|
|
|
Количество ТВЭЛ в ТВС (шт.) |
271 |
217 |
|
|
|
Количество ТВС, зона воспроизводства (шт.) |
233 |
90 |
|
|
|
Количество ТВЭЛ в ТВС зоны воспроизводства |
91 |
61 |
(шт.) |
|
|
|
|
|
Количество контрольных стержней (шт.) |
24 |
6 |
|
|
|
Приемлемый тип топлива |
UO2-PuO2 |
UO2-PuO2 |
|
|
|
Материал зоны воспроизводства |
UO2 |
UO2 |
|
|
|
31
Рисунок 5– Реактор SPX в вертикальном разрезе: 1–активнаязона; |
2–напорный |
|||||
коллектор; 3–зона холодногонатрия; |
4–промежуточныйтеплообменник; |
5– зона |
||||
горячегонатрия; 6–газоваяподушка; |
|
7–насос первогоконтура; |
8 – устройство для |
|||
удержания расплавленного топлива; 9–ячейка для измерениянейтронногопотока; |
10– |
|||||
контур аварийногорасхолаживания; |
11–внутрибаковая перегородка –тепловойбарьер; |
|||||
12–тепловые экраны основногобака; |
|
13–верхняязащитнаяплита |
(крышка бака); 14– |
|||
контрольныйканал; |
15 –большая поворотнаяпробка; |
16–малая поворотная пробка; 17 – |
||||
приводы органов СУЗ; 18–механизм |
|
перегрузкиТВС; |
19 –системаохлаждения |
крышки |
||
бака; 20–сборкибоковойнейтроннойзащиты; |
21–бак первогоконтура; |
22– |
||||
|
страховочныйкорпус |
|
|
|
32
Рисунок 6– Реактор SPX в горизонтальном разрезе: 1–помещение парогенераторов; 2– парогенератор; 3– установка попереработке жидких отходов; 4–барабан хранилище
ТВС, 5–насос первогоконтура; 6 –промежуточныйтеплообменник; |
7–помещение |
||
вспомогательныхсистем |
реактора8–,трубопроводы |
второгоконтура; |
9–насосвторого |
|
контура; 10 –система удаления водорода |
|
По состоянию на март 2020 года, Франция имела 58 действующих промышленных ядерных реакторов суммарной мощностью 63,1 ГВт.
Доля выработки электроэнергии на АЭС Франции составила 75% в 2020
году.
Генерация электроэнергии на АЭС во Франции в 2019 году составила 393,2 ТВт ч, что на 14,1 ТВт ч выше, чем в 2018 году. Отмечается, однако, что причиной этого стал спад производства, имевший место в 2018 году, вызванный, во-первых, выявленными проблемами с безопасностью на заводе Creusot, во-вторых, вынужденной временной остановкой 4 блоков АЭС «Трикастин».
33
Главным событием атомной энергетики Франции за 2018 год считается запуск на китайской АЭС «Тайшань» первых в мире энергоблоков с реактором нового поколения типа EPR (самый мощный – 1660 МВт, из всех эксплуатируемых на настоящий момент реакторов). Кроме этого, реакторы EPR находятся в завершающей стадии строительства на третьих блоках АЭС «Фламанвилль» во Франции и «Олкилуото» в Финляндии. Также по поручению правительства EDF планирует к лету 2021 года представить детальный план строительства во Франции парка новых реакторов типа EPR с целью замены нынешних реакторов, проектный срок эксплуатации которых приближается к завершению.
В марте 2019 года планировалось начало «горячей обкатки» на строящемся третьем энергоблоке французской АЭС «Фламанвилль» с инновационным реактором EPR-1600 поколения «3+».
Процесс «горячей обкатки» представляет собой тестирование всех систем энергоблока, включая паропроизводящую установку и турбогенератор, при температурах, соответствующих тем, которые будут иметь место при реальной эксплуатации АЭС, только пока без загрузки ядерного топлива. Сама же загрузка топлива на третьем блоке АЭС «Фламанвилль» по-прежнему запланирована на конец года.
Закрытие старейшей из ныне действующих французских станций необходимо, чтобы пуск «Flamanville-3» не привел к нарушению установленного в этой стране предела для суммарной мощности атомного парка.
ВОПРОСЫ
1.Назовите главного оператора АЭС во Франции?
2.Назовите модель инновационного реактора поколения 3+, запуск которого запланирован на 2019 год во Франции?
3.В каких еще странах, кроме Франции, строятся блоки с таким реактором?
34
4.Каково число действующих во Франции реакторов по данным на
01.01.2019?
5.Какова энерговооруженность атомных реакторов Франции по данным на 01.01.2019?
6.Какая доля выработки электроэнергии Франции пришлась на атомную энергетику в 2018 году?
7.Назовите модель реактора на быстрых нейтронах, постройка которого планируется в 2021 году во Франции?
35
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА КИТАЯ
Китай, официально Китайская Народная Республика, сокращенно |
КНР; |
– государство в Восточной Азии. |
|
Крупнейшее по численности населения государство мира (свыше 1,395 млрд., большинство населения – этнические китайцы); занимает третье место
в мире по территории, уступаяРоссии |
и Канаде. |
|
Китайская Народная |
Республика, согласно конституции, |
– |
социалистическое государство. Является экономической сверхдержавой, постоянным членом Совета безопасности ООН.
Активное развитие атомной энергетики является частью мер, предпринимаемых правительством для исправления экологической ситуации, вызванной массовым использованием угольных электростанций для обеспечения энергией бурно растущей экономики. По состоянию на 2020 год атомная энергетика Китая включает в себя 49 действующих реакторов, размещенных на 17 атомных электростанциях (список реакторов приведен в табл. 7). Наряду с ветряной и солнечной энергетикой, а также модернизацией
угольных электростанций, атомная |
энергетика призвана исправить проблему |
||||||
с качеством воздуха в промышленных районах Китая. |
|
|
|||||
Таблица7– |
Основные типы реакторов в Китае (посостоянию на октябрь 2018) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
АЭС |
Э/б |
Тип реактора |
Начало |
Пуск |
Мощность |
Топливо |
|
Дайябейская |
1 |
M310 |
1987 |
1993 |
944 |
CNNC |
|
(Гуандунская) |
2 |
M310 |
1988 |
1994 |
944 |
CNNC |
|
|
1 |
M310 |
1997 |
2002 |
990 |
CNNC |
|
Линьао |
2 |
M310 |
1997 |
2002 |
990 |
CNNC |
|
3 |
CPR-1000 |
2005 |
2010 |
1080 |
CNNC |
||
|
|||||||
|
4 |
CPR-1000 |
2006 |
2011 |
1080 |
CNNC |
|
|
1 |
CPR-1000 |
2008 |
2012 |
1080 |
CNNC |
|
Ниндэ |
2 |
CPR-1000 |
2008 |
2014 |
1080 |
CNNC |
|
3 |
CPR-1000 |
2010 |
2015 |
1080 |
CNNC |
||
|
|||||||
|
4 |
CPR-1000 |
2010 |
2016 |
1080 |
CNNC |
|
Саньмынь |
1 |
AP1000 |
2009 |
2018 |
1250 |
|
|
2 |
AP1000 |
2009 |
2018 |
1250 |
|
||
|
|
||||||
Тайшань |
1 |
EPR-1750 |
2009 |
2018 |
1750 |
|
|
2 |
EPR-1750 |
2010 |
|
1750 |
|
||
|
|
|
|||||
|
|
|
36 |
|
|
|
|
1 |
ВВЭР- |
|
1999 |
2006 |
1060 |
ТВЭЛ |
|
|
|
1000/428 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
ВВЭР- |
|
2000 |
2007 |
1060 |
ТВЭЛ |
|
|
|
1000/428 |
|
|
|
|
|
|
Тяньваньская |
3 |
ВВЭР- |
|
2012 |
2017 |
1126 |
ТВЭЛ |
|
|
1000/428М |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
ВВЭР- |
|
2013 |
2018 |
1126 |
ТВЭЛ |
|
|
|
1000/428М |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
CNP-1000 |
2015 |
|
1080 |
|
||
|
6 |
CPR-1000 |
2016 |
|
1080 |
|
||
Фанцзяшань |
1 |
CPR-1000 |
2008 |
2014 |
1080 |
CNNC |
||
2 |
CPR-1000 |
2009 |
2015 |
1080 |
CNNC |
|||
|
||||||||
|
1 |
CPR-1000 |
2010 |
2015 |
1080 |
CNNC |
||
Фанчэнган |
2 |
CPR-1000 |
2010 |
2016 |
1080 |
CNNC |
||
3 |
Hualong One |
2015 |
|
1150 |
|
|||
|
|
|
||||||
|
4 |
Hualong One |
2016 |
|
1150 |
|
||
|
1 |
CPR-1000 |
2008 |
2014 |
1080 |
CNNC |
||
|
2 |
CPR-1000 |
2009 |
2015 |
1080 |
CNNC |
||
Фуцин |
3 |
CPR-1000 |
2010 |
2016 |
1080 |
CNNC |
||
4 |
CPR-1000 |
2012 |
2017 |
1080 |
CNNC |
|||
|
||||||||
|
5 |
Hualong One |
2015 |
|
1087 |
|
||
|
6 |
Hualong One |
2015 |
|
1087 |
|
||
Хайян |
1 |
AP1000 |
|
2009 |
2018 |
1250 |
BNF |
|
2 |
AP1000 |
|
2010 |
2018 |
1250 |
BNF |
||
|
|
|||||||
Хияпу |
1 |
CFR-600 |
|
2017 |
|
600 |
ТВЭЛ |
|
|
1 |
CPR-1000 |
2007 |
2013 |
1119 |
CNNC |
||
|
2 |
CPR-1000 |
2008 |
2013 |
1119 |
CNNC |
||
Хунъяньхэ |
3 |
CPR-1000 |
2009 |
2015 |
1119 |
CNNC |
||
4 |
CPR-1000 |
2009 |
2016 |
1080 |
CNNC |
|||
|
||||||||
|
5 |
ACPR-1000 |
2015 |
|
1080 |
|
||
|
6 |
ACPR-1000 |
2015 |
|
1080 |
|
||
Циньшань-1 |
1 |
CNP-300 |
1985 |
1991 |
310 |
CNNC |
||
|
1 |
CNP-600 |
1996 |
2002 |
650 |
CNNC |
||
Циньшань-2 |
2 |
CNP-600 |
1997 |
2004 |
650 |
CNNC |
||
3 |
CNP-600 |
2006 |
2010 |
660 |
CNNC |
|||
|
||||||||
|
4 |
CNP-600 |
2007 |
2011 |
660 |
CNNC |
||
Циньшань-3 |
1 |
CANDU- |
6 |
1996 |
2002 |
728 |
CNNC |
|
2 |
CANDU- |
6 |
1997 |
2004 |
728 |
CNNC |
||
|
||||||||
Чанцзян |
1 |
CNP-600 |
2010 |
2015 |
650 |
CNNC |
||
2 |
CNP-600 |
2010 |
2016 |
650 |
CNNC |
|||
|
||||||||
Шидаовань |
1 |
HTR-PM |
2012 |
|
211 |
|
37
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
CPR-1000 |
|
2008 |
|
2013 |
|
|
1086 |
|
CNNC |
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
CPR-1000 |
|
2009 |
|
2015 |
|
|
1080 |
|
CNNC |
|||
|
Янцзян |
|
|
|
3 |
|
CPR-1000 |
|
2010 |
|
2015 |
|
|
1080 |
|
CNNC |
|||||
|
|
|
|
4 |
|
CPR-1000 |
|
2012 |
|
2016 |
|
|
1080 |
|
CNNC |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
ACPR-1000 |
|
2013 |
|
2018 |
|
|
1087 |
|
CNNC |
|||
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
ACPR-1000 |
|
2013 |
|
|
|
|
1087 |
|
|
|
|
|
|
CEFR |
|
|
|
|
|
БН-20 |
|
2000 |
|
2011 |
|
|
25 |
|
ТВЭЛ |
|||||
|
Cуммарная |
мощность действующих |
реакторов: |
|
|
|
42800 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Cуммарная мощность строящихся реакторов: |
|
|
|
11582 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Поясненияк |
обозначениям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Типы реакторов |
|
|
Статус |
|
|
|
энергоблоков |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
PWR |
|
|
водо-водяной ядерный реактор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
тяжеловодный ядерный реактор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
PHWR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
FBR |
|
|
реактор-размножитель на быстрых нейтронах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
HTGR |
|
|
высокотемпературный газоохлаждаемый реактор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действующие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Строящиеся
Рисунок 7– Карта расположенияатомных |
станцийКитая (поданным на начало 2019г.) |
38
Энергоблок Циньшань-1, размещ нный на площадке 1-й очереди АЭС «Циньшань», стал не только первой действующей атомной электростанцией, построенной в Китае, но и первым ядерным проектом, полностью построенным по китайским технологиям. Корпусной водо-водяной двухпетлевой реактор CNP-300 мощностью 300 МВт был разработан Шанхайским научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом атомной энергии (SNERDI), турбинную часть АЭС проектировал другой китайский институт ECEPDI. Строительство энергоблока началось в марте 1985 года, а уже 15 декабря 1991 года состоялся энергетический пуск блока. Впоследствии схожие реакторы CNP-300 были поставлены китайцами
вПакистан на АЭС Чашма.
В1996 году на площадке 2-й очереди АЭС началось возведение первого из четырех энергоблоков с более мощным реактором CNP-600, также разработанного специалистами Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC). Все четыре энергоблока 2-й очереди АЭС «Циньшань» с однотипными реакторами были введены в строй в ноябре 2011 года.
В2002 г. пущен 1 энергоблок на АЭС «Циньшань-2» с реактором типа АС 600 (табл. 8). Реактор АС 600 отличается усовершенствованной активной зоной. Применяются UO2-топливо с Gd2O3 в качестве выгорающего поглотителя и серые поглощающие стержни. Они способствуют выравниванию мощности в активной зоне. Кроме того, повышается глубина выгорания и сокращается концентрация бора в теплоносителе. Вокруг активной зоны расположены радиальные отражатели нейтронов из нержавеющей стали, так что нейтронный поток сокращается и излучение, исходящее от активной зоны, теплового экрана и корпуса реактора, уменьшается. Повышаются также экономичность использования топлива и срок эксплуатации реактора. Среднее линейное энерговыделение составляет 134,2 Вт/см, удельное энерговыделение – 78,67 МВт/м3.
39