Кіріспе
Американдық қысымды сумен салқындатылатын ядролық реактордың дизайны
AP1000 – Westinghouse Electric Company компаниясы жобалаған және сатқан ядролық электр станциясы. Бұл станция қысымды су реакторы болып табылады, ол пассивті ядролық қауіпсіздікті жақсартып, құрылыс шығындарын төмендетуге және экономикасын арттыруға бағытталған көптеген ерекшеліктерді қамтиды. Дизайн тарихы Westinghouse 4 циклді SNUPPS дизайнына тікелей байланысты, ол әлемнің әртүрлі аймақтарында өндірілген. (Ескерту: Combustion Engineering компаниясының 80 жүйесі де ұқсас ядролық бумен жабдықтау жүйесі болған). 4 циклді реакторды және мұз конденсаторын одан әрі дамыту бастапқыда AP600 тұжырымдамасына әкелді, ол 600-700 МВт қуаттылығына ие болды, бірақ бұл жобаға қызығушылық шектеулі болды. Капиталдық шығындарды төмендету мақсатында қуаттылығын арттырған басқа дизайнмен бәсекелесу үшін, бұл дизайн AP1000 ретінде қайта жаңартылып, осы үлкен өлшемде бірнеше жобаны жеңіп алды. Қазіргі уақытта 12 AP1000 станциясы жұмыс істеп тұр немесе құрылыс кезеңінде. Төрт станция Қытайдың екі аймағында орналасқан: Санмен ядролық электр стансасында екеуі, ал Хайян ядролық электр стансасында екеуі. Қытайдағы барлық төрт реактор аяқталып, желіге қосылды, ал 2024 жылға қарай тағы 6 реактор салынуда. АҚШ-тағы Vogtle электр стансасында екеуі жұмыс істеп тұр, Vogtle 3 2023 жылдың шілдесінде, ал Vogtle 4 2024 жылдың сәуірінде іске қосылды. Vogtle және V.C. Summer стансаларындағы құрылыс кешігулерге және шығындардың артуына әкеліп, 2017 жылы Westinghouse компаниясының банкроттығына себеп болды. Виргиль С. Саммер ядролық электр стансасындағы екі реактордың құрылысы Westinghouse банкрот болғаннан кейін 2017 жылы тоқтатылды. Қазіргі уақытта тағы 19 AP1000 станциясы жоспарлануда, олардың 6-сы Үндістанда, 9-ы Украинада, 3-і Польшада және 1-і Болгарияда орналасады. Қытай қазіргі уақытта одан да жетілдірілген нұсқаларын әзірлеп жатыр және олардың патенттік құқықтарына ие. Бірінші AP1000 Қытайдағы Санменде жұмыс істей бастады, онда 1-ші блок 2018 жылдың маусым айында AP1000 реакторларының арасында алғашқысы болып сынақтан өтті және келесі айда желіге қосылды. Қытайдағы келесі құрылыстар CAP1000 және CAP1400 дизайнды модификацияларға негізделеді. АҚШ-та аяқталған үш және Оңтүстік Кореядағы төрт реактор бұл дизайнды ең табысты II+ буын дизайнына айналдырды. ABB Group 1990 жылы Combustion Engineering компаниясын сатып алып, System 80+ жүйесін енгізді, оған бірқатар дизайндық өзгерістер мен қауіпсіздікті жақсартулар енгізілді. ABB компаниясының бірігулері, сатып алулары және активтерді сатуларының нәтижесінде 2000 жылы бұл дизайн Westinghouse Electric Company компаниясымен сатып алынды, ал ол 1999 жылы British Nuclear Fuels Ltd (BNFL) компаниясымен сатып алынған болатын. 1990 жылдары Westinghouse компаниясы AP600 деп аталатын жаңа дизайнды әзірледі, оның жобалық қуаты шамамен 600 МВт құрады. Бұл АҚШ Энергетика министрлігінің "Advanced Light Water Reactor" бағдарламасының бөлігі болды, ол III буын реакторларын әзірлеуге бағытталған. II буын дизайнмен салыстырғанда, AP600 әлдеқайда қарапайым болды, бөлшектердің жалпы саны, әсіресе сорғылардың саны айтарлықтай азайтылды. Сонымен қатар, ол пассивті қауіпсіздікке ие болды, бұл Gen III дизайнның маңызды ерекшелігі. BNFL компаниясымен компанияны сатып алу және ABB компаниясымен бірігуі нәтижесінде System 80+ және AP600 ерекшеліктерін біріктіретін дизайн AP1000 ретінде пайда болды. BNFL 2005 жылы Westinghouse Electric компаниясын Toshiba компаниясына сатты.
Дизайн даулары
2010 жылдың сәуірінде бірқатар экологиялық ұйымдар NRC-ді AP1000 реакторының жобасындағы мүмкін шектеулерді зерттеуге шақырды. Бұл ұйымдар үш федералды агенттікке лицензиялау процесін тоқтатуды өтінді, себебі олардың пікірінше, жаңа конструкциядағы герметикалық жабын қазіргі реакторларға қарағанда нашар. 2010 жылдың сәуірінде бірнеше ядроға қарсы топтардың тапсырысымен ядролық инженер Арнольд Гундерсен герметикалық жабын конструкциясының болат қаптамасының тозуымен байланысты қауіпті зерттеген есеп жариялады. AP1000 конструкциясында қаптама мен бетон бөлек орналасқан, егер болат тозып кетсе, Гундерсеннің сөзіне сүйенсек, "оның артында қосымша герметикалық жабын жоқ". "Қоғамдық қауіпсіздікті қамтамасыз ететін ғалымдар одағының" аға ғылыми қызметкері Эдвин Лайман AP1000 және ESBWR реакторларының жобасындағы шығындарды үнемдеу мақсатымен жасалған нақты таңдауларға қарсылық білдірді. Лайман AP1000 реакторының айналасындағы болат герметикалық жабынның беріктігіне және бетон қорғаныш құрылысына алаңдайды, оның пікірінше, герметикалық жабында қауіпсіздік маржасы жеткіліксіз. NRC-нің аға инженері Джон Ма AP1000 ядролық реакторы туралы өз пікірін білдірді. Бұл түзетілген жоба NRC-ді қанағаттандырды, Ма ең болмағандықтан, соның салдарынан "келіспеушілік" туды. NRC шешімінен өзгеше, Ма өзгертілген жобаны талдау үшін қолданылған компьютерлік кодтардың жеткілікті дәлдікке ие емес екенін және кейбір материалдардың тым қатаң екенін санайды. АҚШ-тың инженер-консультанты AP1000 герметикалық жабын конструкциясын сынап, жобалық есептік жағдайға сәйкес апат болған жағдайда ол радиация шығаруы мүмкін екенін айтты; Westinghouse бұл талапты жоққа шығарды. NRC 2011 жылдың қыркүйегінде түзетілген AP1000 жобасының жалпы сертификаттауын тексерді. 2011 жылдың мамырында АҚШ үкіметтік реттеушілері жаңа реакторлардың қорғаныш құрылысының жобасында қосымша мәселелерді анықтады. Ядролық реттеу комиссиясының төрағасы Westinghouse компаниясы ұсынған ғимараттың жобасы бойынша есептеулердің қате болып көрінетінін және "құрамына қосымша сұрақтар тудырғанын" мәлімдеді; компания, мысалы, жер сілкінісі болған жағдайда қорғаныш құрылысына түсетін сейсмикалық жүктемені есептеу үшін ықтимал температуралардың диапазонын қолданбаған; сондай-ақ комиссия Westinghouse-тен есептеулерді түзетуді ғана емес, сонымен қатар бастапқыда қате ақпаратты неге ұсынғанын түсіндіруді сұрады. Westinghouse комиссия сұраған мәселелердің "қауіпсіздікке маңызды емес" екенін мәлімдеді. 2011 жылдың қарашасында Арнольд Гундерсен AP1000 қадағалау тобының атынан қосымша есеп жариялады, оған "Жердің достары" және "Теннесси өзенінің радиациясына қарсы аналар" ұйымдары кірді. Есепте аса маңызды алты мәселе және NRC-нің техникалық сараптамасын қажет ететін тексерілмеген қауіпсіздік мәселелері атап өтілді. Есепте AP1000 сертификаттау AP1000 қадағалау тобы көтерген бастапқы және қазіргі "шешілмеген қауіпсіздік мәселелері" шешілгенге дейін кейінге қалдырылуы керек деген қорытынды жасалды. 2012 жылы "Қоғамдық қауіпсіздікті қамтамасыз ететін ғалымдар одағының" мүшесі Эллен Ванко "Westinghouse AP1000 реакторының герметикалық жабыны нашар, қауіпсіздік жүйелерінде артықшылықтар аз және қазіргі реакторларға қарағанда қауіпсіздік ерекшеліктері аз" деді. Ванконың алаңдаулылығына жауап ретінде климат саясатының авторы және зейнеткер ядролық инженер Зви Д. Дорон AP1000 қауіпсіздігі Ванко айтқандай, қауіпке ұшырамай, белсенді компоненттерінің азаюымен жақсаратынын айтты. "Құрастыру-жөндеусіз" 60 жылға арналған, реактордың күтілетін қызмет мерзімі және 600-ден 1000 мегаваттқа дейін кеңейту әлі коммерциялық тұрғыдан дәлелденбеген.
Қытайлық дизайн кеңейтулері
2008 және 2009 жылдары Westinghouse компаниясы Қытайдың мемлекеттік ядролық энергетика технологиясы корпорациясы (SNPTC) және басқа институттармен 1,400 МВт қуаттылығы бар CAP1400 жобасын, сондай-ақ мүмкін болатын 1,700 МВт қуаттылығы бар жобаны әзірлеу жөнінде келісімдер жасады. Осы үлкен жобаларға патенттік құқықтар Қытайға тиесілі болады. Westinghouse компаниясының ынтымақтастығымен жаңа үлкен блоктарды экспорттау мүмкін. 2014 жылдың қыркүйегінде Қытайдың ядролық реттеуші органы 17 айлық қарастырудан кейін жобаның қауіпсіздігіне қатысты талдауды бекітті. 2015 жылдың мамырында CAP1400 жобасы Халықаралық атом энергиясы агенттігінің (МАГАТЭ) жалпы реактор қауіпсіздігіне қатысты тексеруден өтті. 2009 жылдың желтоқсанында Шидао шығанағындағы АЭС-те HTR PM жанында алғашқы CAP1400 блогын салу үшін қытай-шет елдік бірлескен кәсіпорын құрылды. 2015 жылы құрылыс алаңын дайындау жұмыстары басталды және жыл соңына дейін жұмыстың жалғасуына рұқсат беру күтілуде. 2017 жылдың наурыз айында алғашқы CAP1400 реакторының қысым ыдысы қысым сынақтарынан өтті. CAP1400 үшін жабдықтар өндірілуде, ал 2020 жылдан бастап алдын ала құрылыс жүргізілуде. 2019 жылдың ақпан айында Шанхай ядролық инженерлік зерттеу және жобалау институты CAP1700 жобасының концептуалдық жобалау процесін бастағанын хабарлады.
Қытай
Қытайда төрт AP1000 реакторы салынды, екеуі Чжэцзян провинциясындағы Санмен ядролық электр стансасында, ал екеуі Шаньдун провинциясындағы Хайян ядролық электр стансасында. Санмен 1 және 2 AP1000 реакторлары сәйкесінше 2018 жылдың 2 шілдесінде және 2018 жылдың 24 тамызында желіге қосылды. Хайян 1 2018 жылдың 22 қазанында, ал Хайян 2 2019 жылдың 9 қаңтарында коммерциялық жұмысын бастады. 2014 жылы China First Heavy Industries компаниясы Санмен ядролық электр стансасының екінші AP1000 блогы үшін алғашқы отандық AP1000 реакторлық қысым ыдысын жасады. Салынған алғашқы төрт AP1000 реакторының дизайны әуе шабуылынан жақсы қорғану үшін нығайтылған қорғаныш құрылымы жоқ, бұрынғы нұсқасына сәйкес келеді. Қытай AP1000 реакторын ішкі ядролық жобалар үшін стандарт ретінде ресми қабылдады. 2017 жылы Westinghouse компаниясы банкротқа ұшырағаннан кейін, Қытай 2019 жылы Жанчжоуда AP1000 орнына отандық Hualong One жобасын салуға шешім қабылдады. 2019 жылдан бастап, болашақ AP1000 блоктарына қатысты барлық жоспарлар CAP1000 блоктарымен алмастырылды, олар AP1000 дизайнының жергілікті стандартталған түрі болып табылады және CAP1400-ге көшуге арналған. Бұл құны төмендетіп, пайдалану және техникалық қызмет көрсету мүмкіндіктерін жақсартады деп хабарланды. 2021 жылға қарай, Хайян, Луфенг, Санмен және Сюдабао участақтарында сегіз қосымша CAP1000 блогын салу үшін дайындық жұмыстары аяқталды. Алайда, жобалардың көп бөлігі тоқтап тұр, себебі CAP1000 блоктарының құрылысы айтарлықтай баяулады. Сюдабао учаскесінде 2021 жылы Xudabao 3 және 4 блоктары үшін екі VVER 1200 реакторының құрылысы басталды, ал 1 және 2 кезеңдері үшін жоспарланған CAP1000 блоктары әлі күтіп тұр.
Түркия
2015 жылдың қазан айында Түркиядағы Игнада ядролық электр станциясының технологиясын АҚШ-та орналасқан Westinghouse Electric Company компаниясы екі AP1000 және екі CAP1400 реакторымен қамтамасыз ететіні жарияланды.
Америка Құрама Штаттары
Бір реактор салынып жатыр, ал тағы біреуі Джорджия штатындағы Vogtle электр станциясында іске қосылды (3 және 4-блоктар). Оңтүстік Каролинада Виргиль С. Саммер ядролық электр станциясында екі блок (2 және 3-блоктар) салынып жатыр. Жоба 2017 жылдың шілдесінде, басталгӑннан кейін 4 жыл өткен соң, Westinghouse-тың жақындағы банкроттығы, шығындардың күрт өсуі, маңызды кешігулер және басқа да мәселелерге байланысты тоқтатылды. Жобаның негізгі акционері (SCANA) бастапқыда 3-ші блоктың дамуын тоқтатуды, ал 2-ші блокты аяқтауды ұсынды. Бұл жоспарға азшылық акционердің (Santee Cooper) келісімі қажет болды. Santee Cooper басқармасы барлық құрылыс жұмыстарын тоқтатуға дауыс берді, нәтижесінде жоба толығымен тоқтатылды. Барлық төрт реактор бірдей болды және екі жоба параллель жүрді, алғашқы екі реактор (Vogtle 3 және Summer 2) 2019 жылы, ал қалған екеуі (Vogtle 4 және Summer 3) 2020 жылы пайдалануға берілуі жоспарланған. 2017 жылдың 29 наурызында Westinghouse банкроттықтан қорғануға өтініш бергеннен кейін құрылыс тоқтап қалды. 2008 жылдың 9 сәуірінде Georgia Power компаниясы Westinghouse және Shaw компанияларымен Vogtle-де екі AP1000 реакторын салу бойынша келісімге келді. Бұл келісім 1979 жылғы Три-Майл-Айленд апатынан кейінгі жаңа ядролық даму бойынша алғашқы келісім болды. Vogtle учаскесіне лицензия алу туралы өтініш AP1000 жобасының 18-ші редакциясына негізделген. 2010 жылдың 16 ақпанында президент Обама Вогтл электр станциясындағы екі AP1000 блогын салуға 8,33 миллиард доллар көлемінде федералдық несие кепілдіктерін жариялады. Екі реакторды салудың жоспарланған құны 14 миллиард долларды құрады, бірақ содан бері 30 миллиард долларға дейін өсті, соның ішінде тек бір реактор іске қосылды және екіншісі құрылыс кезеңінде. Vogtle-дің 45,7%-ын иеленетін Georgia Power компаниясы 4-ші блоктың пайдалануға берілу мерзімін 2023 жылдың төртінші тоқсанына немесе 2024 жылдың бірінші тоқсанына дейін ықшамдады. 2011 жылдың сәуір айында Vogtle-де салынатын екі жаңа AP1000 реакторының лицензиясына қарсы шыққан экологиялық ұйымдар Ядролық реттеу комиссиясынан Фукусима I ядролық апаттары туралы толық мәліметтер алынғанша лицензиялау процесін тоқтатуды сұрап жаңа өтініш берді. 2012 жылдың ақпанында тоғыз экологиялық ұйым Vogtle реакторының жобалық сертификатталуына бірлескен шағымдануға және наурыз айында Vogtle лицензиясына шағымдануға өтті. 2013 жылдың мамырында АҚШ апелляциялық соты Ядролық реттеу комиссиясының (NRC) пайдасына шешім шығарды. 2012 жылдың ақпанында АҚШ Ядролық реттеу комиссиясы Vogtle электр станциясындағы екі ұсынылған реакторды мақұлдады. VC Summer жобасында 2014 жылдың қазан айында кемінде бір жылға кешіктірілді және құрылыс материалдарын жеткізудегі кешігулерге байланысты 1,2 миллиард долларға қосымша шығындар туындады. 2-ші блок 2018 жылдың соңында немесе 2019 жылдың басында, ал 3-ші блок шамамен бір жылдан кейін толықтай аяқталуы күтілді. 2013 жылдың қазан айында АҚШ энергетика министрі Эрнест Монис Қытай екі ел арасындағы екіжақты ынтымақтастық келісімі аясында АҚШ-та салынып жатқан атом электр станцияларына компоненттерді жеткізуге міндеттенетінін мәлімдеді. Қытайдың Мемлекеттік ядролық энергетика технологиялық корпорациясы (SNPTC) 2006 жылы Westinghouse-тың AP1000 технологиясын сатып алғаннан бері халықаралық электр жобаларын қамтамасыз ете алатын өндірістік тізбек құрды. Салалық сарапшылар Қытайдың ядролық нарыққа кеңеюімен байланысты бірқатар мәселелерді атап өтті, соның ішінде олардың жеткізу тізбегіндегі кемшіліктер, Батыстың саяси араласудан қорқуы және Қытайдың ядролық энергия экономикасындағы тәжірибесінің жетіспеуі. 2017 жылдың 31 шілдесінде 2 және 3-ші блоктарды салудың құнына қатысты жан-жақты саралаудан кейін, Оңтүстік Каролина электр және газ компаниясы VC Summer-дегі реакторлардың құрылысын тоқтатуға шешім қабылдады және Оңтүстік Каролинаның Мемлекеттік қызмет комиссиясына тоқтатуды бекіту туралы өтініш берді. 2022 жылдың 14 қазанында Georgia Power Vogtle 3-ші блогында ядролық отынды тиеу басталғанын хабарлады. 2023 жылдың 1 сәуірінде Georgia Power Vogtle 3-ші блогы желіге қосылып, алғаш рет электр қуатын беруге кірісті, ал 29 мамырда 3-ші блок жобаланған максималды қуатына жетті. Vogtle 4-ші блогының ыстық функционалдық сынағы 2023 жылдың 1 мамырында аяқталды.
Украина
2021 жылдың 31 тамызында «ҰЭМК «Энергоатом» компаниясының басшысы Петро Котин және «Westinghouse» компаниясының президенті және бас атқарушы директоры Патрик Фрагман Украинада «Westinghouse AP1000» реакторларын салу жөніндегі ынтымақтастық туралы меморандумға қол қойды. Шарт 2021 жылдың 22 қарашасында жасалды. Екі компания арасындағы меморандум мен шарт Хмельницкий атом электр станциясының 4-ші блогын AP1000 реакторымен, сондай-ақ Украинадағы басқа атом электр станцияларының тағы төрт энергетикалық блогын аяқтауға қатысты.
Польша
Польша Балтық теңізіне жақын Чочево қаласының жанында үш AP1000 реакторын салуды жоспарлап отыр, ал алаң Любиатово-Копалино деп аталады.
Үндістан
2016 жылдың маусым айында АҚШ пен Үндістан екі ел арасындағы азаматтық ядролық келісімнің аясында Үндістанда алты AP1000 реакторын салуға келісті. Westinghouse компаниясының бас компаниясы Toshiba 2017 жылы қаржылық қиындықтарға байланысты атом электр станцияларын салудан бас тартты, бұл жоспарланған келісімді күмәнді қылды. 2020 жылдың ақпан айында АҚШ президенті Дональд Трамп Үндістанға сапар жасаған кезде Westinghouse компаниясы Үндістанның мемлекеттік «Ядролық Энергия Корпорациясымен» алты ядролық реакторды жеткізу жөнінде жаңа келісімге қол қояды деп күтілді. Бірақ, жауапкершілік және орналасу мәселелері бойынша келіспеушіліктер туындағандықтан, бұл орындалмады.
Ұлыбритания
2013 жылдың желтоқсанында «Тошиба» компаниясы өзінің «Westinghouse» еншілес компаниясы арқылы «NuGeneration» компаниясының 60% үлесін сатып алды, мақсаты – Англияның Камбрия округіндегі «Селлафилд» ядролық қайта өңдеу орнының жанындағы «Мурсайд» аумағында үш «AP1000» реакторын салу болды, ал жобаны іске қосудың күтілетін мерзімі 2024 жыл еді. 2017 жылдың 28 наурызында Ұлыбританияның Ядролық реттеу басқармасы (ONR) «AP1000» жобасының жобалық шешімін қабылдағанын растады, бұл ретте 2011 жылы анықталған 51 мәселеге қанағаттанарлық жауап берілгенін көрсетті. Алайда, келесі күні жобаны жасаушы «Westinghouse» компаниясы АҚШ-та 11-тарау бойынша банкроттыққа өтініш берді, себебі ядролық реакторларды салу жобаларынан, көбінесе АҚШ-тағы төрт «AP1000» реакторының құрылысынан 9 миллиард долларлық залал шекті. 2018 жылы «NuGeneration» компаниясын сатуға жасалған сәтсіз әрекеттен кейін «Тошиба» компанияны таратуға және жобадан бас тартуға шешім қабылдады.