Введение

Ядерная электростанция в провинции Онтарио, Канада. Крупнейшая атомная электростанция в Канаде.

Ранее известная как Bruce Nuclear Power Development (BNPD).

В ноябре 2009 года Канадская комиссия по ядерной безопасности (CNSC) продлила лицензии Bruce Power на эксплуатацию на 5 лет, до 2014 года, и дала разрешение на перезагрузку блоков 1 и 2. В мае 2014 года CNSC продлила лицензию до мая 2015 года, а публичные слушания были запланированы на начало 2015 года в Оттаве и Кинкардине. 1 июня 2015 года была выдана новая лицензия на эксплуатацию, действительная до 31 мая 2020 года, которая затем была продлена с 1 октября 2018 года до 30 сентября 2028 года. В 2023 году было объявлено о потенциальной возможности строительства на площадке третьей атомной электростанции. Проект Bruce C впервые был предложен в конце 2000-х годов, однако в то время его реализация не была начата. Каждый реактор имеет собственный турбогенератор, состоящий из одной турбины высокого давления и трех турбин низкого давления, приводящих в действие один генератор. Турбинный зал на каждой станции имеет длину около 400 м и содержит четыре турбогенераторные установки. Вода для охлаждения забирается из озера Гурон.

Заметные достижения

В 2009 году общая выработка электроэнергии на станции достигла 1002 ТВтч, что сделало её первой в мире атомной электростанцией, произведшей 1 ПВтч (1000 ТВтч). В 2010 году того же результата добилась станция Гравилин во Франции. По состоянию на конец 2020 года 8 энергоблоков Брюса суммарно произвели 1479,59 ТВтч. В настоящее время этот показатель превзошли две южнокорейские АЭС: Кори с 2019 года и Ханъул с 2022 года. Японская АЭС Касивадзаки-Карива имела больший суммарный потенциал выработки, но находится в нерабочем состоянии с 2011 года.

Линии передачи

В 2008 году станция Брюса имела три двухцепные линии электропередачи 500 кВ для питания крупных центров потребления в южном Онтарио, а также три двухцепные линии 230 кВ, обслуживающие местную территорию. Эти линии подключены через две высоковольтные распределительные подстанции, принадлежащие и эксплуатируемые компанией Hydro One. В 2006 году OPA предложила увеличить пропускную способность линий электропередачи, что оценивалось от 200 до 600 миллионов долларов и было названо "крупнейшей инвестицией в электропередачу в Онтарио за последние 20 лет". Линия была завершена в июне 2012 года, на несколько месяцев раньше запланированного срока, при этом было возведено более 700 опор для 180-километровой линии до Милтона. Проект занял 45-е место в ежегодном рейтинге журнала Renew Canada.

Сравнение с Пикерингом

По сравнению с другой крупной канадской атомной электростанцией, построенной ранее, станцией Пикеринг, реакторы Брюса имеют более высокую мощность, достигаемую за счет: увеличения количества топливных каналов, увеличения количества топливных сборок в канале и изменения самой топливной сборки. На Брюсе топливное оборудование используется четырьмя реакторами каждой станции, в то время как на Пикеринге у каждого реактора была своя машина для загрузки топлива. Конструкция машины для загрузки топлива Брюса и концевых фитингов топливных каналов (в основном разработанная Canadian General Electric) основана на конструкции демонстрационной ядерной установки. Конструкция Пикеринга, разработанная AECL, была основана на Douglas Point. Конструкция зданий реакторов отличается: Брюс использует компактную квадратную конструкцию, в которой максимально возможное количество оборудования расположено за пределами основной защитной оболочки для облегчения доступа при техническом обслуживании и в аварийных ситуациях. Пикеринг имеет круглые купола, охватывающие большую часть оборудования вторичного охлаждения. Система Пикеринга А изначально не имела второй независимой системы аварийного останова. Концепция защиты Брюса отличается: плита реактивного механизма реактора служит частью контура защиты, находится ближе к реактору и более уязвима к повреждениям в случае аварии ("неконтролируемая физическая дезинтеграция"). Поэтому конструкторы учли необходимость второй системы безопасности для снижения риска аварии. Брюс получил вторую, полностью независимую систему аварийного останова (SDS2), использующую метод инъекции жидкого поглотителя нейтронов. Система Брюса также оснащена системой аварийного впрыска охлаждающей жидкости высокого давления (ECIS).

Затраты на строительство

В 1969 году ожидаемая стоимость Bruce A составляла миллиард долларов. Фактическая стоимость составила 1,8 миллиарда долларов (в ценах 1979 года). С учетом инфляции, оценка в 930 миллионов долларов в ценах 1979 года эквивалентна 1,88 миллиарда долларов, что означает, что Bruce A был реализован в рамках бюджета. Ожидаемая стоимость Bruce B в 1976 году составляла 3,929 миллиарда долларов. Фактическая стоимость составила 5,994 миллиарда долларов (в ценах 1987 года). С учетом инфляции, оценка в 3,929 миллиарда долларов в ценах 1987 года эквивалентна 8,667 миллиарда долларов, что означает, что Bruce B был реализован в рамках бюджета.

Стоимость произведенной электроэнергии

В 2010 году компании Bruce Power было выплачено около 60 миллионов долларов за зарезервированную, но неиспользованную мощность. С 1 января 2016 года Bruce Power начала получать единую договорную цену за всю выработку электроэнергии с площадки, составляющую [сумма] долларов за мегаватт-час (MWh). Эта цена частично корректируется ежегодно с учетом инфляции и роста заработной платы, с дополнительными ежемесячными корректировками стоимости топлива, и включает небольшую плату за уникальную возможность Bruce сокращать до 2400 МВт генерации (в общей сложности по всем восьми блокам – до 300 МВт на отдельный блок) посредством работы системы парового байпаса в периоды избыточной генерации. В ходе модернизации блоков 3–6 цена будет поэтапно повышаться для покрытия затрат на модернизацию отдельных реакторов, причем каждое повышение будет начинаться за 12 месяцев до начала модернизации каждого блока. Каждое повышение будет действовать только до тех пор, пока не будут возмещены затраты на модернизацию данного блока, которые фиксируются до начала работ. Средняя цена за МВтч, которая будет выплачена Bruce Power за всю электроэнергию, произведенную с 2016 по 2064 год (охватывая весь период модернизации блоков 3–6 и весь ожидаемый оставшийся срок службы всех восьми реакторов Bruce Power после модернизации, включая два уже модернизированных), была оценена Управлением финансовой отчетности Онтарио примерно в [сумма] долларов США в ценах 2017 года. Для сравнения, расчетная средняя цена на электроэнергию, вырабатываемую всеми тремя атомными электростанциями Онтарио за тот же период с 2016 по 2064 год, составила [сумма] долларов США в ценах 2017 года, удельная стоимость электроэнергии, вырабатываемой атомными электростанциями Онтарио в 2017–2018 годах, составляла [сумма] долларов США за МВтч, а текущая цена на электроэнергию для "большинства бытовых и малых предприятий" составляла [сумма] долларов США за МВтч (до реализации программы Fair Hydro Plan) или [сумма] долларов США за МВтч (после реализации программы Fair Hydro Plan). "Вопреки распространенному мнению, электрические генераторы атомных электростанций способны следовать за потребностями электросети, при условии, что в конструкцию электростанции включены специальные инженерные системы, обеспечивающие такой режим работы."

Производство кобальта-60

Кобальт-60 (60Co) может быть произведен в реакторе CANDU с использованием регулирующих стержней, изготовленных преимущественно из 59Co (вместо обычной нержавеющей стали), который медленно трансмутируется в 60Co посредством активации нейтронами (59Co + n → 60Co). Эти, ставшие сильно радиоактивными, регулирующие стержни из кобальта-60 затем "извлекаются" (удаляются и заменяются новыми стержнями из 59Co) после одного-трех лет использования в реакторе во время планового останова, и впоследствии перерабатываются компанией Nordion в герметичные источники 60Co различной интенсивности. АЭС "Брюс" производит 60Co с 1980-х годов, и почти весь мировой объем 60Co поступает с различных ядерных реакторов CANDU, при этом "Брюс" является крупнейшим поставщиком. По состоянию на 2007 год, "Брюс" поставлял более 40% мирового 60Co. Поскольку NRU производит более двух третей мирового объема HSA 60Co, способность "Брюса" поставлять HSA 60Co станет критически важной для компенсации огромного дефицита в производстве, который останется после вывода NRU из эксплуатации в 2018 году. OPG и Bruce Power сотрудничают в рамках усилий по расширению производства 60Co на реакторах Bruce A и Darlington, чтобы полностью покрыть объемы производства Pickering (которые прекратятся после вывода станции из эксплуатации в 2024 году), а также неизбежные пробелы в производственных мощностях 60Co, вызванные предстоящей модернизацией шести реакторов "Брюса" (блоки A 3–4 и блоки B 5–8), и всех четырех реакторов Darlington. В 2017 году Bruce Power стал первым канадским лауреатом премии "Лучшая инновационная практика" (TIP) от Института ядерной энергетики (NEI) за постоянное сотрудничество с Nordion в области производства кобальта-60.

Проект по производству радиоизотопов

Bruce Power работает с Framatome над разработкой возможности "производства радиоизотопов с коротким периодом полураспада (таких как молибден-99, лютеций-177 и иридий-192)" с использованием запатентованной технологии Areva для онлайн-производства радиоизотопов в тяжеловодных реакторах. Areva спроектирует и поставит систему для установки на существующих блоках Bruce. Первая система производства изотопов (IPS), производящая Lu-177, начала работу в январе 2022 года.

Ремонт блоков 12, 19952012

Ретубирование блоков Брюса А было запланировано в 1992 году, но отложено, поскольку у Ontario Hydro в то время был избыток генерирующих мощностей. Первоначально проект оценивался в 4,25 миллиарда долларов. Было установлено, что, хотя блоки 1 и 2 можно было бы перезапустить без ремонта, это было бы экономически целесообразно, поскольку ремонт вскоре потребовался бы в любом случае, а также требовались другие значительные работы и техническое обслуживание (например, замена 30 трансформаторов, содержащих ПХБ). Рассматривалась новая конструкция топливного пучка (Low Void Reactivity Fuel, LVRF), использующая слегка обогащенные (1% U 235) топливные таблетки в составе 43-элементного пучка CANFLEX по сравнению с существующим 37-элементным пучком. В апреле 2007 года генеральный аудитор проверил условия ремонта. В августе 2007 года, когда компания Bruce Power решила заменить все 480 топливных каналов в блоке 4, что продлит срок его службы до 2036 года, в соответствии с остальными тремя блоками Брюса А, расчетная стоимость проекта выросла до 5,25 миллиардов долларов. В 2008 году из-за трудностей с разработкой необходимой робототехники, расчетная стоимость перезапуска блоков 1 и 2 увеличилась на 400–700 миллионов долларов. По состоянию на 2008 год проект выполнялся по графику. В январе 2010 года до 217 рабочих потенциально подверглись воздействию радиации во время ремонта. 27 рабочих могли получить дозу в 5 мЗв, что значительно ниже уровня, способного повлиять на здоровье человека. Только одна лаборатория в Канаде (в Чалк-Ривер) была аккредитована для проведения этих испытаний. Bruce Power пришлось получить разрешение на использование альтернативных лабораторий. В 2010 году план транспортировки выведенных из эксплуатации парогенераторов с низким уровнем радиоактивности в Швецию через Великие озера вызвал общественные споры. CNSC одобрила этот план в феврале 2011 года. По состоянию на январь 2011 года установка топливных каналов в блоке 2 была завершена. CNSC дала разрешение оператору на перезапуск блока 2 16 марта 2012 года. Однако на следующий день реактор был остановлен из-за обнаруженной утечки в системе замедлителя. В 2011 году прогнозировалось, что ремонт блоков 1 и 2, который должен был быть завершен в 2009 году, будет завершен в 2012 году. В 2011 году общая стоимость составила 3,8 миллиарда долларов; ожидалось, что окончательная стоимость составит 4,8 миллиарда долларов. Первоначальная оценка 2005 года составляла 2,75 миллиарда долларов. В сентябре 2012 года блок 1 снова начал вырабатывать электроэнергию. 16 октября 2012 года блок 2 впервые за 17 лет был подключен к провинциальной электросети. В 2013 году окончательные затраты были оценены в 4,8 миллиарда долларов, по сравнению с первоначальной оценкой в 2,75 миллиарда долларов, и проект значительно отставал от графика.

Реконструкция блоков 38, 2016настоящее время

В октябре 2013 года, в рамках Долгосрочного энергетического плана Онтарио (LTEP) 2013, Онтарио объявила о планах по модернизации шести реакторов на станции Брюс, начиная с Брюс А4 в 2016 году. Запуск других блоков планировался поэтапно. Bruce Power оценила стоимость модернизации примерно в 2 миллиарда долларов на блок, или 12 миллиардов долларов за шесть блоков. Ожидалось, что цена электроэнергии, производимой этими блоками, составит от 60 до 70 долларов США за МВтч. В 2016 году Bruce Power начала 13-миллиардную программу модернизации, включающую "замену основных компонентов на блоках с 3 по 8 в 2020 году, начиная с блока 6". По данным Bruce Power, этот многолетний план "обеспечит создание от 1500 до 2500 рабочих мест непосредственно на станции ежегодно и 18 000 рабочих мест по всей провинции Онтарио, как напрямую, так и косвенно, а также ежегодный вклад в экономику Онтарио в размере до 4 миллиардов долларов". Журнал Renew Canada назвал этот проект крупнейшей модернизацией инфраструктуры в Канаде за 2017 год. В январе 2020 года блок 6 был выведен на модернизацию. В марте 2023 года на модернизацию был выведен блок 3.

Хранение отходов

В районе станции Брюс расположен Западный комплекс по обращению с отходами (WWMF) компании OPG. На WWMF хранятся отходы низкого и среднего уровня, образующиеся в процессе эксплуатации 20 ядерных реакторов, включая реакторы, сданные в аренду Bruce Power. По состоянию на 2009 год, там было 11 зданий для хранения отходов низкого уровня. WWMF обеспечивает сухое хранение отработавшего ядерного топлива реакторов Брюса. Организация по управлению ядерными отходами была наделена полномочиями в 2002 году Законом об отходах ядерного топлива представить предложение по долгосрочному управлению, которое было представлено министру природных ресурсов в ноябре 2005 года и утверждено правительством в июне 2007 года. По состоянию на май 2017 года организация ищет отдельную площадку в Канаде для создания постоянного хранилища отработавшего топлива со всех ядерных реакторов Канады.

Будущее развитие

В 2007 году Управление энергетики провинции Онтарио рекомендовало в плане, представленном в Комиссию по энергетике Онтарио, строительство новой атомной электростанции, состоящей как минимум из двух реакторов. Основным кандидатом являлся передовой реактор CANDU, разработанный AECL. С 2008 года проводились экологические оценки как на площадке Брюс, так и на Дарлингтонской атомной электростанции Ontario Power Generation. В 2009 году компания Bruce Power отозвала свою заявку в Канадскую комиссию по ядерной безопасности (CNSC) на строительство станции Bruce C.

Новая станция

В июле 2023 года министр энергетики провинции Онтарио Тодд Смит объявил о намерении построить 4,8 ГВт новых ядерных мощностей на площадке Брюс, фактически возобновив планы по проекту "Брюс C". Это будет первое крупномасштабное строительство атомной электростанции в Канаде более чем за три десятилетия, призванное обеспечить растущий долгосрочный спрос на электроэнергию.

Система парной массы Брюса, 1972-2006

Паровые источники с установки Bruce A могли направляться в систему централизованного пароснабжения Bruce Bulk Steam System (BBSS) для обеспечения энергией производства тяжелой воды (750 МВт тепловой), для обогрева зданий на территории комплекса (15 МВт тепловой), или для энергоснабжения прилегающего Bruce Energy Centre (BEC) (72 МВт тепловой). BEC поддерживала такие отрасли, как тепличное хозяйство и производство пластмасс. Являясь одной из крупнейших систем централизованного пароснабжения в мире, эта система могла производить 5350 МВт технологического пара среднего давления и имела более 6 км трубопроводов. Она была демонтирована к концу 2006 года. В связи с необходимостью обеспечения пароснабжения, турбины Bruce A были установлены меньшей мощности, чем оптимально для мощности реактора.

Провинциальный парк Инверхурон, 1950 г.

OPG владеет расположенным поблизости провинциальным парком Инверхурон площадью 288 га на озере Гурон, граничащим с поселком Инверхурон, в 14 км к северо-востоку от Кинкардина, который не входит в состав основной территории Брюса, и передает его в аренду Министерству природных ресурсов Онтарио. В качестве условия получения лицензии на эксплуатацию Брюсской атомной электростанции, OPG сохранила зону отчуждения радиусом 914 м в северо-западной части парка. После более чем 25 лет эксплуатации, кемпинг в парке был постепенно закрыт в 1976 году из-за соображений безопасности, связанных с производством тяжелой воды. После прекращения производства тяжелой воды, кемпингу в парке было разрешено вновь открыться в 2000 году на прежнем месте.

Орлы

Нагретая вода, возвращаемая электростанцией в озеро Гурон, предотвращает промерзание прибрежной зоны зимой и привлекает аномально высокую концентрацию озерной рыбы, что, в свою очередь, привлекает большие стаи лысоголовых орлов, зимующих в этом районе. Наибольшее количество орлов наблюдается в конце февраля – начале марта, и в эти месяцы посетители нередко могут увидеть несколько десятков птиц вблизи и вокруг электростанции в любое время.

Безопасность и безопасность

В 1977 году три активиста Greenpeace на каноэ проникли на территорию, чтобы продемонстрировать недостаточный уровень безопасности. 23 сентября 2001 года предприятие понесло очередной репутационный ущерб, когда человек, чья лодка перевернулась на озере Гурон вблизи комплекса Брюса, проник через ворота, вошел в офисное здание и вызвал помощь – и все это оставалось незамеченным. До терактов 11 сентября 2001 года задача группы безопасности заключалась в том, чтобы задержать нападавших на 17 минут до прибытия местной полиции. Акцент делался на пассивные меры безопасности, такие как ограждения и замки. В мае 2008 года команда Bruce Nuclear Response Team (NRT) выиграла Национальный чемпионат США по SWAT (USNSC), победив 29 других команд из 4 стран, что стало первым случаем победы канадской команды на международном соревновании SWAT. Они повторили свой успех в 2009, 2010 и 2011 годах. После 11 сентября экскурсии по территории предприятия были отменены, хотя за пределами территории существует информационный центр для посетителей. Город Kincardine обязан поддерживать систему оповещения в радиусе 3 км от предприятия и располагает сетью из 10 станций оповещения, оснащенных сиренами и проблесковыми маяками. В настоящее время осуществляется ряд мер по радиационному мониторингу. Образцы молока с местных ферм собираются еженедельно. Пробы питьевой воды на очистных сооружениях в Кинкардине и Саутгемптоне отбираются дважды в день и анализируются еженедельно. Отбираются образцы грунтовых вод из нескольких источников поверхностных вод, неглубоких и глубоких скважин. Анализируются донные отложения и рыба, а также корма для скота, мед, яйца, фрукты и овощи.

Данные о реакторе

Генерационная станция Брюса состоит из 8 действующих реакторов. + Список блоков генерационной станции Брюса

Фаза Единица № Реактор Статус Мощность, МВт Начало строительства Первая критичность Коммерческая эксплуатация Тип вывода из эксплуатации Модель Нетто Брутто
А 1 PHWR CANDU 791 774 830 1 июня 1971 17 декабря 1976 27 июля 1976 1 сентября 1977 (2043)
3 PHWR CANDU 750A 770 830 Июль 1972 28 ноября 1977 1 февраля 1978 (2064)
4 PHWR CANDU 750A 769 830 Сентябрь 1972 10 декабря 1978 18 января 1979 (2064)
B 5 PHWR CANDU 750B 817 872 Июнь 1978 1 марта 1985 (2064)
6 PHWR CANDU 750B 817 891 Январь 1978 15 сентября 1984 (2064)
7 PHWR CANDU 750B 817 872 Май 1979 10 апреля 1986 (2064)
8 PHWR CANDU 750B 817 872 Август 1979 22 мая 1987 (2064)