Атомная электростанция Пало-Верде в Аризоне

Введение

Атомная электростанция, расположенная недалеко от Тонопа, штат Аризона.

Пало-Верде – атомная электростанция, расположенная недалеко от Тонопа, штат Аризона, в западной части штата. Она находится примерно в милях к западу от центра города Феникс. Пало-Верде вырабатывает наибольшее количество электроэнергии среди всех электростанций в Соединенных Штатах в год и по состоянию на 2021 год была признана крупнейшей электростанцией по чистой выработке. Пало-Верде также обладает третьей по величине установленной мощностью среди электростанций США. Это важнейший актив для юго-западного региона, генерирующий около 32 миллионов мегаватт-часов в год. Средняя выработка электроэнергии составляет около 3,3 гигаватт (ГВт). Компания APS получила продление лицензии на 20 лет, позволяющее эксплуатировать первый блок до 2045 года, второй блок – до 2046 года, а третий блок – до 2047 года, с возможностью подачи последующего заявления о продлении лицензии для дальнейшей эксплуатации. Генераторная станция Пало-Верде расположена в пустыне Аризоны и является единственной крупной атомной электростанцией в мире, не расположенной вблизи крупного водоема. Электростанция использует воду, полученную путем испарения очищенных сточных вод из нескольких близлежащих городов и поселков, для охлаждения производимого пара.

Описание

Электростанция Пало-Верде расположена на суше и состоит из трех реакторов с водяным охлаждением под давлением, каждый из которых имеет первоначальную мощность 1,27 ГВт электрической энергии. После выхода на номинальную мощность каждый реактор способен производить 1,4 ГВт электрической энергии. Обычно мощность производства электроэнергии составляет от 70 до 95 процентов от этого значения. Эта атомная электростанция является основным источником электроэнергии для густонаселенных районов Южной Аризоны и Южной Калифорнии, таких как Феникс и Тусон (Аризона), Лас-Вегас (Невада), Лос-Анджелес и Сан-Диего (Калифорния). Электростанция Пало-Верде производит около 35 процентов электроэнергии, вырабатываемой в Аризоне. Она стала полностью работоспособной к 1988 году, строительство заняло двенадцать лет и стоило около 5,9 миллиарда долларов. На электростанции работает около 2055 сотрудников. В 2015 году электростанция Пало-Верде поставляла электроэнергию по эксплуатационным расходам (включая топливо и техническое обслуживание) в размере 4,3 цента за киловатт-час. В 2002 году Palo Verde поставлял электроэнергию по цене 1,33 цента за киловатт-час.

Bechtel Power Corporation была архитектором, инженером и генеральным подрядчиком объекта, первоначально под руководством проекта по атомной энергии в Аризоне (совместное предприятие APS/SRP), а затем исключительно под управлением Arizona Public Service. Эдвин Э. Ван Брунт был ключевым руководителем APS, отвечающим за проектирование, строительство и начальную эксплуатацию станции. Уильям Г. Бингем был главным инженером компании Bechtel по проекту. Артур фон Бённигаузен был одним из представителей владельца со стороны Arizona Public Service. Расположенная в пустыне Аризоны, Пало-Верде – единственная в мире атомная электростанция, не расположенная вблизи крупного открытого водоема. Для удовлетворения потребностей в охлаждении станция испаряет воду из очищенных сточных вод нескольких близлежащих муниципалитетов. Ежегодно испаряется до 26 миллиардов галлонов очищенной воды. Этот объем воды составляет около 25% годового объема водозабора в районе активного управления Феникс Департамента водных ресурсов Аризоны. На территории атомной электростанции сточные воды подвергаются дополнительной очистке и хранятся в резервуаре и резервуаре для использования в градирнях влажного охлаждения. Система парогенерации для каждого блока была разработана и поставлена компанией Combustion Engineering, как стандартный проект System 80 – предшественник более новой стандартной конструкции System 80+. Каждая первичная система первоначально поставляла 3,817 ГВт тепловой энергии на вторичную (паровую) сторону каждого блока. Конструкция представляет собой так называемую схему 2х4, при которой каждый из четырех основных насосов охлаждающей жидкости реактора циркулирует более 60 000 галлонов в минуту первичной воды через 2 больших парогенератора. Основные турбогенераторы были поставлены компанией General Electric. На момент установки они были самыми большими в мире, способными генерировать 1,447 ГВт электроэнергии каждый. Они остаются крупнейшими турбогенераторами частотой 60 Гц. В отличие от большинства многоблочных атомных электростанций, каждый блок на Пало-Верде является независимой электростанцией, использующей лишь несколько общих систем. Здания защитных оболочек реакторов являются одними из крупнейших в мире, занимая площадь около. Три защитных купола над реакторами изготовлены из бетона толщиной 1 метр. Конструкция станции включает в себя элементы, повышающие безопасность, путем устранения проблем, выявленных в ходе эксплуатации коммерческих ядерных реакторов. Конструкция также является одной из самых просторных внутри, обеспечивая достаточно места для проведения операционных и ремонтных работ персоналом. Распределительное устройство Пало-Верде на 500 кВ является ключевым узлом в энергосистеме западных штатов и используется в качестве базовой точки при ценообразовании на электроэнергию на юго-западе Соединенных Штатов. Многие линии электропередач на 500 кВ от таких компаний, как Southern California Edison и San Diego Gas & Electric, передают электроэнергию, вырабатываемую на станции, в Лос-Анджелес и Сан-Диего по маршруту 46, соответственно. Кроме того, благодаря стратегическим соединениям подстанции и большим размерам генерирующей станции, Западный координационный совет по электроэнергетике считает одновременный выход из строя двух из трех блоков наихудшим сценарием для стабильности системы. Владельцы подали заявку на получение разрешения на строительство двух дополнительных блоков в конце 1970-х годов. Эти блоки были отменены из-за экономических рисков до выдачи разрешений. Эти два дополнительных блока не располагались бы на той же дуге, что и три существующих блока; вместо этого они были бы расположены к югу от блока 3 по оси север-юг. Существующие блоки являются единственными коммерческими реакторами в Соединенных Штатах, спроектированными для работы на топливных сердечниках на 100% MOX. Поскольку ядерное топливо не перерабатывается в Соединенных Штатах, реакторы всегда работали на свежем топливе UOX.

Bechtel Power Corporation was the Architect/Engineer/Constructor for the facility initially under the direction of the Arizona Nuclear Power Project (a joint APS/SRP endeavor), later managed exclusively by Arizona Public Service. Edwin E. Van Brunt was the key APS executive in charge of engineering, construction, and early operations of the plant. William G. Bingham was the Bechtel Chief Engineer for the project. Arthur von Boennighausen was one of the Owner's Representatives for Arizona Public Service. At its location in the Arizona desert, Palo Verde is the only nuclear generating facility in the world that is not located adjacent to a large body of above ground water. The facility evaporates water from the treated sewage of several nearby municipalities to meet its cooling needs. Up to 26 billion US gallons (~100,000,000 m³) of treated water are evaporated each year. This water represents about 25% of the annual overdraft of the Arizona Department of Water Resources Phoenix Active Management Area. At the nuclear plant site, the wastewater is further treated and stored in an reservoir and a reservoir for use in the plant's wet cooling towers. The nuclear power heated steam system for each unit was designed and supplied by Combustion Engineering, designated the System 80 standard design–a predecessor of the newer standard System 80+ design. Each primary system originally supplied 3.817 GW of thermal power to the secondary (steam) side of each plant. The design is a so called 2 × 4, with each of four main reactor coolant pumps circulating more than 60,000 gallons per minute of primary side water through 2 large steam generators. The main turbine generators were supplied by General Electric. When installed, they were the largest in the world, capable of generating 1.447 GW of electricity each. They remain the largest 60 Hz turbine generators. Unlike most multi unit nuclear power plants, each unit at Palo Verde is an independent power plant, sharing only a few minor systems. The reactor containment buildings are some of the largest in the world at about enclosed. The three containment domes over the reactors are made of 4 feet (1 m) thick concrete. The facility's design incorporates features to enhance safety by addressing issues identified earlier in the operation of commercial nuclear reactors. The design is also one of the most spacious internally, providing exceptional room for the conduct of operations and maintenance by the operating staff. The Palo Verde 500 kV switchyard is a key point in the western states' power grid and is used as a reference point in the pricing of electricity across the southwest United States. Many 500 kV power lines from companies like Southern California Edison and San Diego Gas & Electric send power generated at the plant to Los Angeles and San Diego via Path 46, respectively. In addition, due to both the strategic interconnections of the substation and the large size of the generating station, the Western Electricity Coordinating Council considers a simultaneous loss of 2 of the 3 units the worst case contingency for system stability. The owners applied for a construction permit for two additional units in the late 1970s. These units were cancelled for economic risk reasons before the permits were issued. Those two additional units would not have been on the same geometric arc as the three existing units; instead, they would have been arranged south of Unit 3 on a north–south axis. The existing units are the only commercial reactors in use in the United States that were engineered to operate on 100% MOX fuel cores. Because nuclear fuel is not reprocessed in the United States, the reactors have always operated on fresh UOX fuel.

Безопасность

Пало-Верде имел такое стратегическое значение, что он и Феникс фигурировали в качестве потенциальных целей в военных планах Советского Союза во время холодной войны. В марте 2003 года войска Национальной гвардии были направлены для охраны объекта в начале войны в Ираке из-за опасений террористической атаки. Объект и близлежащий город Тонопа по-прежнему находятся в центре внимания служб национальной безопасности и имеют такую же степень важности, как крупные города Аризоны, военные базы, пункты пропуска и туристические объекты. Как и на всех атомных электростанциях в США, охрана на объекте вооружена винтовками. Они проверяют документы и осматривают транспортные средства при въезде на территорию станции. Реакторы защищены и другими мерами безопасности, включая рентгеновские установки, детекторы взрывчатых веществ и усиленные охраняемые турникеты, для открытия которых требуется специальная идентификация. На объекте был объявлен уровень «Уведомление о необычном событии» – самый низкий из четырех уровней классификации событий в плане действий в чрезвычайных ситуациях. В ночи с 29 на 30 сентября 2019 года воздушное пространство над объектом было нарушено беспилотными летательными аппаратами. В первую ночь было зафиксировано от пяти до шести дронов, летавших вокруг энергоблока №3, в котором расположен один из реакторов. Во время второго вторжения 30 сентября было зарегистрировано как минимум четыре дрона. В последующих расследованиях участвовали Комиссия по ядерному регулированию, ФБР, Министерство внутренней безопасности, Федеральное управление гражданской авиации и местные правоохранительные органы. Однако личность оператора или операторов, а также цель вторжений остаются неизвестными.

Опасения по поводу безопасности

В статье газеты Arizona Republic от 22 февраля 2007 года было объявлено, что Институт ядерной энергетики (INPO) принял решение отнести Пало-Верде к категории 4, сделав его одной из атомных электростанций, находящихся под самым пристальным контролем в Соединенных Штатах. Это решение было принято после того, как INPO обнаружило неисправность электрических реле в дизель-генераторе во время испытаний, проведенных в июле и сентябре 2006 года. Это стало "последней каплей" для INPO, после ряда замечаний, сделанных в отношении Пало-Верде за предыдущие годы из-за проблем с безопасностью и нарушений, начиная с обнаружения "сухой линии" в системе аварийного охлаждения реактора в 2004 году. Для решения проблем безопасности в радиусе 10 миль от станции было установлено 58 ядерных сирен. Эта территория определена как Зона аварийного планирования (EPZ). Сирены будут периодически издавать вой в случае возникновения любой ядерной чрезвычайной ситуации.

История

Выбор места для Пало-Верде был спорным. Критики утверждают, что это место не было первоначальным выбором, поскольку оно находилось посреди пустыни, имело ограниченные или отсутствующие запасы воды и преобладали западные ветры. Это могло бы подвергнуть опасности агломерацию Феникс-Меса в случае серьезной аварии. Критики утверждали, что этот участок был выбран вместо альтернативных вариантов, потому что он принадлежал родственнику Кита Турли, который получил за землю почти два миллиона долларов. Кит Турли был президентом APS и одновременно членом группы "Феникс 40". Энергоблоки 1 и 2 были введены в коммерческую эксплуатацию в 1986 году, а блок 3 – в 1988 году. 18 ноября 2005 года Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) объявила об одобрении повышения мощности на двух реакторах Пало-Верде. Согласно пресс-релизу NRC, "повышение мощности на каждом блоке, расположенном вблизи Феникса, штат Аризона, увеличивает чистую генерирующую мощность реакторов до 1313 и 1317 мегаватт электроэнергии для блоков 1 и 3 соответственно, по сравнению с предыдущими 1270 мегаватт". 21 апреля 2011 года NRC продлила сроки действия лицензий на эксплуатацию трех реакторов Пало-Верде, увеличив срок их службы с сорока до шестидесяти лет.

Сейсмический риск

По оценке Комиссии по ядерному регулированию, ежегодная вероятность землетрясения, достаточно сильного для повреждения активной зоны реактора на АЭС Пало-Верде, составляла 1 к 26 316, что согласно исследованию NRC, опубликованному в августе 2010 года, позволило станции занять 18-е место в стране по этому показателю.

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 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 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 Пало-Верде составляло 4255 человек, что на 132,9% больше по сравнению с предыдущим десятилетием. Население США в пределах 50 миль (80 км) в 2010 году составляло 1 999 858 человек, что на 28,6% больше, чем в 2000 году. В пределах 50 миль находится город Феникс (47 миль (76 км) до центра города).