Ядерная энергия (tnenergy) wrote,
Ядерная энергия
tnenergy

Category:

Комсомольские стройки Westinghouse

Есть такая компания Westinghouse, без шуток один из мировых лидеров в области разработки реакторных установок для атомной энергетики. Одним из новейших типов РУ от этой компании является AP1000, лицензированный атомнадзором США чуть больше десяти лет назад (с т.з  атомной индустрии - совсем свежак). Сегодня в мире сооружается 8 блоков с этим реактором, 4 в США и 4 в Китае, рассматриваются и всякие другие места для строительства еще блоков этого типа. Этот реактор на сегодня - основной конкурент Росатомовского ВВЭР-1200/ТОИ


Здесь сфотографированна китайская АЭС Sanmen - и такой степени готовности она достигла за 3 года!

Владельцы АЭС V.C. Summer отличились классной подборкой фотографий, с этого мегастроительства, поэтому на нее мы сегодня в основном будем смотреть. Тем более у этой АЭС произошло недавно знаменательное событие - первая за 30 лет в США установка корпуса реактора в энергоблок.




А это уже V.C. Summer этим летом. Обратите внимание на вентиляторные градирни слева - нетривиальное решение для гигаваттного энергоблока.

Энергоблок АР1000 интересен довольно сильными отличиями в конструкции от сложившихся обликов серийных реакторов с водой под давлением (как например серии C0,2,3,4 во франции, System 80+ в CША, KONVOI в Германии, ВВЭР-1000 в СССР/России).


Схема реакторной установки. Сравните компактность и интегральность с, например, ВВЭР-1200. Хотя ремонт и замены здесь будут не просты.


Чуть более подробная схема - системы безопасности. Громадный бак воды рядом - для отвода остаточного тепловыделения.

Главной фишкой этого реактора его создатели считают пассивную безопасность - там где у конкурентов должны включаться всякие насосы и клапана, запускаются газодувки и открываются шиберы тяговых труб, у АР1000 все происходит под действием гравитации, естественного теплообменна, конденсации и т.п. В целом пассивная безопасность АР1000 опирается на два большущих бака воды - один рядом с реактором для отвода тепла остаточного распада в случае потери внешнего охлаждения или питания и второй на крыше контеймента - для полива стальной стенки отделения реактора холодной водой, что позволяет сконденсировать пар от выкипающего внутреннего бака (или пар от разорванного первого контура, если авария посложнее).




Блоки, из которых собирается контеймент реактора - до 1200 тонн

Вторым важным преимуществом называлась улучшенная экономика блока - это достигается за счет уменьшения площади застройки, быстрой сборки зданий из укрупненных модулей мегакраном, который, как я понял, является рекордным в своем классе (кран с А-рамой грузоподьемностью 1600 тонн и дальностью доставки в 180 м).


В воздухе ни много ни мало - строительная конструкция сразу всех основных элементов РУ (пруф)

Впрочем, идея поточного производства на заводах модулей, из которых выполняется сборка на площадке модулей покрупнее на практике оказалась не очень хороша, с довольно частыми допиливаниями на площадке, ну и логистика укрупненных элементов довольно чудовищна. Например, видео перевозки 685 тонного парогенератора, произведенного в Южной Корее (смотреть с 12 минуты)



Так же в пароксизме уменьшения выполнено существенное сокращение и упрощение систем блока:

  • на 50 % меньше клапанов, связанных с системами безопасности

  • на 35 % меньше насосов

  • на 80 % меньше трубопроводов, связанных с системами безопасности

  • на 85 % меньше управляющих кабелей

  • на 45 % меньший строительный объём

При этом, говоря о "сильных отличиях", надо понимать, что эти отличия далеки от революционных - характеристики АР1000 очень похожи на конкурентов: 1120 мегаватт электрической мощности (брутто), один реактор с довольно стандартными параметрами, 2 парогенератора (а вот парогенераторы рекордные в своем классе по мощности), одна турбина. Упрощения все же носят в основном оптимизационный характер.


Интересно, что фундамент турбины тоже собирают из модулей и потом заливают бетоном.

В реальности самыми готовыми блоками АР1000 на сегодня являются китайские блоки АЭС Сяньмэнь. И именно им, изначально планировавшимся к запуску в 2014 году, приходится собирать все шишки нового проекта. Проблемы возникли с весьма передовыми главными циркуляционными насосами (их фишка в том, что они интегрированны гидравлической частью в корпус парогенератора и полностью, включая электродвигатель, омываются водой первого контура), которые крайне сложно заменить, и срок службы которых должен составлять не меньше 30 лет (а лучше 60). Так вот, эти насосы не могут пройти ресурсные испытания, ломаясь уже несколько лет.


Проблема так серьезна, что к проекту привлекли немецкую KSB для разработки альтернативного варианта насоса (на картинке).

Другим проблематичным элементом являются пироклапана, которые должны в случае аварии переключить потоки жидкостей. Решение, пришедшее из космической отрасли, где активно используются пироинициаторы за свою надежность и низкий вес в случае атомной станции выглядит дико - что если у вас в ситуации аварии не сработает такой клапан? Заниматься разминированием рядом с фонтанирующим радиоактивным паром реактором?


Деаэратор турбоустановки АР1000

Кроме того, исследователи выяснили, что дизайн систем реактора довольно противоречив, не так уж и пассивен и не всегда способен удержать блок от развития аварийной ситуации 72 часа, как написано во всех рекламных презентациях АР1000. Впрочем, не смотря на критику, АР1000 продолжает оставаться самым продаваемым, самым серийно строящимся и весма интересным с точки зрения дизайна (насколько интересным, что китайцы его скопировали)


Вот, например, AP1000 активно предлагались для постройки на АЭС "Темелин" в Чехии, рядом с ВВЭР-1000. Впрочем, чехи не нашли денег на новые блоки.
Tags: Ядерная энергетика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 95 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →