Дуан Арнольд: История единственной АЭС штата Айова

Введение

Атомная электростанция в штате Айова

Дуэйн Арнольд Энергетический Центр (DAEC) был единственной атомной электростанцией в штате Айова. Он расположен на площадке на западном берегу реки Седар, в 3 км к северо-северо-востоку от города Пало, штат Айова, США, или в 13 км к северо-западу от города Седар-Рапидс. DAEC начал работу в феврале 1975 года. 10 августа 2020 года градирни станции были повреждены во время сильного прямолинейного ветра (деречо), и ремонт был признан экономически нецелесообразным, поскольку станция уже была запланирована к выводу из эксплуатации в октябре 2020 года. Оператором и основным владельцем является NextEra Energy Resources (70%). Центральному энергетическому кооперативу Айовы принадлежит 20%, а Корн-Белт энергетическому кооперативу – 10%. В январе 2018 года NextEra Energy заявила, что маловероятно, что DAEC будет работать после 2025 года. Станции было продлено действие лицензии на 20 лет, до 2034 года, но рассматривалась возможность закрытия после того, как Alliant Energy, которая заключила контракт на 70% вырабатываемой станцией электроэнергии, объявила о намерении закупать электроэнергию из субсидируемых источников, таких как ветер и природный газ. В июле 2018 года ожидаемая дата закрытия была перенесена на октябрь 2020 года. 10 августа 2020 года станция окончательно прекратила выработку электроэнергии из-за повреждений, вызванных штормом в августе 2020 года. В отчете NRC об инциденте указывается, что "вакуум, созданный в системе вторичной защиты системой очистки газа в режиме ожидания, был незначительно ниже установленного в технических спецификациях (TS) предела", что свидетельствует о том, что система вторичной защиты могла оказаться недостаточно эффективной в случае возникновения аварийной ситуации. Таким образом, эксперты в области ядерной безопасности расценили этот инцидент как "опасное приближение".

История

В конце 1960-х годов компании Iowa Electric Light & Power Co. (ныне Alliant Energy – West), Central Iowa Power Cooperative и Corn Belt Power Cooperative подали заявку на получение лицензии на строительство атомной электростанции в Комиссию по атомной энергии (AEC). 17 июня 1970 года было выдано разрешение на строительство, и работы начались. Первоначально планировалось завершить строительство за 40 месяцев с оценочной стоимостью в 250 миллионов долларов. Энергетический центр был назван в честь Дуэна Арнольда, выросшего в городе Санборн, штат Айова. Арнольд получил образование в колледже Гриннелл и начал работать в компании Iowa Electric Light and Power Company в 1946 году. К моменту его смерти в 1983 году в возрасте 65 лет он был председателем совета директоров и генеральным директором этой компании, а также женился на Генриетте, дочери предыдущего председателя Сазерленда Доуза. Арнольд был твердо убежден в преимуществах ядерной энергетики, несмотря на споры вокруг этого источника энергии, и руководил строительством и вводом в эксплуатацию в 1974 году станции, носящей его имя. «По моему мнению, атомная энергия – это наиболее выгодный способ обеспечения наших клиентов энергией в будущем», – заявил господин Арнольд в интервью газете Des Moines Register в 1979 году, примерно через месяц после аварии на Три-Майл-Айленд. Строительство было завершено, и реактор достиг критичности 23 марта 1974 года. Стоимость превысила бюджет на 50 миллионов долларов. Коммерческая эксплуатация началась 1 февраля 1975 года. Электростанция была лицензирована на 1658 МВт. Однако мощность была ограничена до 1593 МВт (около 535 МВт) до завершения модификаций станции в 1985 году для использования всей лицензированной мощности. В мае 2000 года NRC предоставила лицензию на передачу DAEC компании Nuclear Management Company LLC (NMC). Владение электростанцией оставалось у Alliant, Central Iowa Power Cooperative и Corn Belt Power Cooperative, но NMC осуществляла управление ее эксплуатацией. В 2001 году NRC одобрило увеличение мощности до 1912 МВт. Последующие плановые отключения включали в себя модификации, позволившие поддерживать этот уровень мощности без ограничений и рисков для ядерной и промышленной безопасности. 27 января 2006 года FPL Energy (дочерняя компания FPL Group) завершила сделку по приобретению 70% акций у Alliant Energy Interstate Power and Light. FPL Energy (ныне NextEra Energy Resources) также взяла на себя управление электростанцией от NMC. DAEC продолжала работать во время наводнения в Айове в 2008 году, когда другие электростанции вдоль реки Седар были остановлены. Учебные тревоги, связанные с радиологическими авариями на станции, позволили Агентству по управлению чрезвычайными ситуациями округа Линн более эффективно реагировать на наводнение. В декабре 2010 года Комиссия по ядерному регулированию продлила лицензию Дуэна Арнольда на 20 лет, до 2034 года, что продлило срок службы станции сверх первоначального 40-летнего срока эксплуатации. В июле 2018 года NextEra и Alliant Energy договорились сократить срок действия соглашения о покупке электроэнергии на пять лет в обмен на выкупной платеж в размере 110 миллионов долларов от Alliant, что определило ожидаемую дату закрытия станции как 2020 год.

In the late 1960s, Iowa Electric Light & Power Co. (now Alliant Energy – West), Central Iowa Power Cooperative and Corn Belt Power Cooperative applied for a nuclear plant license with the Atomic Energy Commission (AEC). On June 17, 1970 a construction permit was granted and work began. The original plan was to complete construction in 40 months at an estimated cost of $250 million. The energy center was named after Duane Arnold who grew up in Sanborn, Iowa. Arnold was educated at Grinnell College and went to work for Iowa Electric Light and Power Company in 1946. At the time of his death in 1983, at the age of 65, he was chairman of the board and CEO of that company, marrying along the way the daughter, Henrietta, of the previous chairman Sutherland Dows. Arnold was very committed to nuclear energy despite the controversy surrounding that source of energy, and oversaw the construction and opening in 1974 of the plant that bears his name. “In my opinion, nuclear power is the most beneficial method of anything we could possibly do to provide energy to our customers in the future,” Mr. Arnold stated in a 1979 interview with the Des Moines Register, about a month after the Three Mile Island accident. Construction was completed and the reactor reached initial criticality on March 23, 1974. The cost was $50 million over budget. Commercial operations began on February 1, 1975. The plant was licensed for 1,658 MWt. However, power operations were restricted to 1593MWt (about 535 MWe) until plant modifications were completed in 1985 to utilize the full licensed capacity. In May 2000, the NRC granted a license transfer of the DAEC to Nuclear Management Company LLC (NMC). Ownership of the plant remained with Alliant, Central Iowa Power Cooperative and Corn Belt Power Cooperative, but NMC would manage the operation of the plant. In 2001, a power uprate was approved by the NRC to 1,912 MWt. Scheduled outages since that time have added modifications to the plant that have allowed this power level to be sustained without restrictions or challenges to nuclear or industrial safety. On January 27, 2006, FPL Energy (a subsidiary of FPL Group) closed the sale transaction of 70 percent ownership from Alliant Energy Interstate Power and Light. FPL Energy (now NextEra Energy Resources) also took control of the operations of the plant from NMC. DAEC remained online during the 2008 Iowa Flood, when other power plants along the Cedar River shut down. Practice drills for radiological emergencies from the plant allowed the Linn County Emergency Management Agency to better respond to the flooding. In December 2010, the Nuclear Regulatory Commission granted Duane Arnold a 20 year extension license lasting until 2034, taking the plant beyond the life of its original 40 year operating permit. In July 2018, NextEra and Alliant Energy agreed to shorten their power purchase agreement by five years in return for a $110 million buyout payment from Alliant, making the expected closure date 2020.

Оборудование завода

DAEC располагает одним реактором GE BWR 4 с защитной оболочкой типа Mark I. Двадцать четыре градирни с механическим тяговым вентилятором используют воду из реки Седар в качестве отводителя тепла. На площадке имеются установки для переработки всех загрязненных вод, и DAEC придерживается политики "нулевого сброса", не допуская сброса загрязненной воды обратно в реку Седар. На территории станции предусмотрены хранилища для сухого хранения отработавшего ядерного топлива, рассчитанные на весь срок эксплуатации станции (включая продление лицензии). На площадке запланировано строительство солнечного парка мощностью 200 МВт с аккумуляторной батареей мощностью 75 МВт / 300 МВтч (4 часа) к 2024 году. По оценкам Lazard, оптовая цена на замену электроэнергии составит 0,04 доллара США за кВтч, однако более реалистичная оценка, учитывающая стоимость капитала в размере 11,4%, о которой сообщает NextEra, устанавливает оптовую цену в 0,21 доллара США за кВтч, без учета эксплуатационных расходов и затрат на вывод из эксплуатации.

Известные проблемы

В первоначальной конструкции защитной оболочки Mark I был недостаточный размер; Гарольд Дентон из Комиссии по ядерному регулированию оценил вероятность взрывного разрушения в 90%, если система герметизации когда-либо потребуется при тяжелой аварии. Этот недостаток конструкции, возможно, стал причиной того, что цунами в 2011 году привело к взрывам и пожару в ходе ядерной катастрофы на Фукусиме Дайичи.

Анализ аварий

В 2010 году Комиссия по ядерному регулированию оценила риск возникновения повреждения активной зоны реактора на станции Дуэйн Арнольд в результате землетрясения как 1 к 31 250 в год. В 2013 году, в ответ на ядерную катастрофу на Фукусиме Дайичи, Комиссия по ядерному регулированию предписала станции Дуэйн Арнольд "установить надежную, защищенную систему сброса давления для работы до повреждения активной зоны и в условиях тяжелых аварий, включая те, которые связаны с нарушением герметичности корпуса реактора расплавленными остатками топлива" в связи со схожестью конструкции реакторов.

Окружающее население

Комиссия по ядерному регулированию определяет две зоны планирования действий в чрезвычайных ситуациях вокруг атомных электростанций: зона распространения радиоактивного шлейфа радиусом 10 миль (16 км), основное внимание в которой уделяется воздействию и вдыханию радиоактивного загрязнения, переносимого по воздуху, и зона загрязнения продуктов питания и воды радиусом около 50 миль (80 км), основное внимание в которой уделяется потреблению загрязненных радиоактивностью продуктов питания и жидкости. Согласно анализу данных переписи населения США, проведенному для msnbc.com, население США в 2010 году в пределах 10 миль (16 км) от АЭС Дуэйн Арнольд составляло 107 880 человек, что на 8,2% больше, чем десять лет назад. Население США в пределах 50 миль (80 км) в 2010 году составляло 658 634 человека, что на 7,1% больше, чем в 2000 году. В пределах 50 миль расположены такие города, как Сидар-Рапидс (10 миль до центра города).