Введение

Конструкция ядерного реактора

Усовершенствованный реактор с кипящей водой (ABWR) – это реактор с кипящей водой третьего поколения. В настоящее время ABWR предлагается компаниями GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) и Toshiba. ABWR вырабатывает электроэнергию, используя пар для привода турбины, соединенной с генератором; пар образуется при кипении воды за счет тепла, выделяющегося в результате реакций деления ядерного топлива. Шестой энергоблок Касивадзаки-Карива считается первым в мире реактором третьего поколения. Кипящие реакторы (КВР) являются второй по распространенности формой водо-водяного реактора с прямоточным циклом, который использует меньше крупных компонентов пароснабжения, чем реактор с водой под давлением (РВП), использующий косвенный цикл. ABWR представляет собой современное состояние техники в области кипящих реакторов и является первым реактором третьего поколения, который был полностью построен, при этом несколько реакторов построены и эксплуатируются. Первые реакторы были построены в Японии в срок и в рамках бюджета, другие строятся там и на Тайване. Заказы на ABWR были размещены в США, включая два реактора на площадке проекта в Южном Техасе. Сообщается, что проекты на Тайване и в США превысили первоначальный бюджет. Стандартная конструкция АБВР-станции имеет чистую электрическую мощность около 1,35 ГВт, вырабатываемую из около 3926 МВт тепловой мощности.

Сертификаты и одобрения

Немного отличающиеся версии ABWR предлагаются компаниями GE Hitachi, Hitachi GE и Toshiba. В 2013 году, после приобретения Horizon Nuclear Power, Hitachi начала процедуру общей оценки проекта ABWR Hitachi GE в Управлении по ядерному регулированию Великобритании. Она была завершена в декабре 2017 года. В июле 2016 года Toshiba отозвала заявку на продление сертификации проекта ABWR в США, поскольку "становилось все более очевидным, что снижение цен на энергоносители в США не позволяет Toshiba рассчитывать на новые возможности для реализации строительных проектов ABWR".

Локации

АБВР имеет лицензию на эксплуатацию в Японии, США и Тайване, хотя большинство строительных проектов были приостановлены или заморожены.

Япония и Тайвань

По состоянию на 2006 год в Японии эксплуатировались четыре АБВР: блоки 6 и 7 Касивадзаки-Карива, запущенные в 1996 и 1997 годах, блок 5 Хамаока, запущенный в 2004 году после начала строительства в 2000 году, и блок 2 Сика, начавший коммерческую эксплуатацию 15 марта 2006 года. Еще два частично построенных реактора находятся в Лунгмене на Тайване, и еще один (Симанэ АЭС-3) в Японии. Строительство на Лунгмене было приостановлено в 2014 году. Строительство на Симанэ было приостановлено после землетрясения 2011 года.

Соединенные Штаты

19 июня 2006 года компания NRG Energy подала письмо о намерениях в Комиссию по ядерному регулированию (NRC) о строительстве двух реакторов ABWR мощностью 1358 МВт на площадке проекта South Texas Project. 25 сентября 2007 года компании NRG Energy и CPS Energy представили в NRC запрос на получение лицензии на строительство и эксплуатацию (COL) для этих электростанций. NRG Energy является независимым производителем электроэнергии, а CPS Energy – крупнейшее муниципальное энергетическое предприятие в стране. NRC одобрила COL 9 февраля 2016 года. В связи с рыночной ситуацией строительство этих двух запланированных энергоблоков может так и не состояться, и дата начала строительства не определена.

Великобритания

Horizon Nuclear Power планировала построить реакторы Hitachi GE ABWR на площадках Wylfa в Уэльсе и Oldbury в Англии. Оба проекта были приостановлены в марте 2012 года действующими на тот момент акционерами (RWE и E.ON) с целью продажи Horizon, после чего новым владельцем стала Hitachi. В июне 2018 года был одобрен "Заказ о согласовании проекта" для Wylfa, а в августе компания Bechtel была назначена управляющим проектом. Ввод первого реактора в эксплуатацию ожидался в середине 2020-х годов, а начало строительства на площадке Oldbury – через несколько лет после этого. Однако 17 января 2019 года Horizon Nuclear Power объявила о приостановке обоих проектов по финансовым причинам.

Надежность

По сравнению с аналогичными проектами, четыре действующих АБВР часто отключаются из-за технических проблем. Международное агентство по атомной энергии документирует это с помощью "коэффициента использования установленной мощности" (время с подачей электроэнергии относительно общего времени с момента начала коммерческой эксплуатации). Первые две электростанции в Кашивазаки Карива (блоки 6 и 7) достигают коэффициента использования установленной мощности за весь срок службы в 70%, что означает, что примерно 30% времени с момента ввода в эксплуатацию они не производили электроэнергию. Например, в 2010 году коэффициент использования установленной мощности Kashiwazaki Kariwa 6 составлял 80,9%, а в 2011 году - 93%. Однако в 2008 году она не производила электроэнергию, так как установка была отключена для технического обслуживания, и поэтому коэффициент использования установленной мощности в этом году составил 0%. Выходная мощность двух новых АБВР на электростанциях Хамаока и Шика была снижена из-за технических проблем в паротурбинном отделении электростанций. После снижения мощности обеих электростанций, они все еще имеют повышенное время простоя и демонстрируют коэффициент использования установленной мощности за весь срок службы менее 50%.

Блок реактора | Чистая выходная мощность (планируемая чистая выходная мощность) | Начало коммерческой эксплуатации | Коэффициент использования установленной мощности с начала ввода в эксплуатацию до 2011 года
---|---|---|---
HAMAOKA 5 | 1212 МВт (1325 МВт) | 18.01.2005 | 46,7%
KASHIWAZAKI KARIWA 6 | 1315 МВт | 07.11.1996 | 72%

АЭС Шика | 11358 Шика, Япония | Hokuriku Electric Power Company | 2001-2005
В настоящее время станция не производит электроэнергию в связи с ядерной катастрофой на Фукусиме в 2011 году.

АЭС Хамаока | 1267 Омаэзаки, Япония | Chuden | 2000
14 мая 2011 года, по просьбе японского правительства, была остановлена АЭС Хамаока 5.

АЭС Симане (реактор 3) | 1373 Мацуэ, Япония | Chugoku Electric Power Company | 2007
Строительство приостановлено в 2011 году.

АЭС Лунгмен | 21350 Гонгляо, Китайская Республика | Taiwan Power Company | 1997
После 2017 года | $9.2 млрд | Строительство приостановлено в 2014 году.

АЭС Хигасидори | 31385 Хигасидори, Япония | Tohoku Electric Power и TEPCO | Нет конкретных планов.

АЭС Ома | 11383 Ома, Япония | J Power | 2010-2026
В декабре 2014 года J Power подала заявку на проверку безопасности АЭС Ома, запуск которой запланирован на 2026 год.

Проект в Южном Техасе | 21358 Bay City, Техас, США | NRG Energy, TEPCO и CPS Energy | $14 млрд
Лицензия получена в 2016 году, строительство в настоящее время не запланировано.

Конструкция ABWR-II

Было рассмотрено несколько вариантов конструкции, с выходной мощностью от 600 до 1800 МВтэ. Наиболее проработанным вариантом является ABWR II, разработка которого началась в 1991 году – увеличенный ABWR мощностью 1718 МВтэ, предназначенный для повышения конкурентоспособности атомной энергетики в конце 2010-х годов. Ни один из этих проектов не был реализован. Ожидалось, что новые проекты позволят снизить эксплуатационные расходы на 20%, капитальные затраты на 30% и соблюдать сжатый график строительства в 30 месяцев. Конструкция также обеспечит большую гибкость в выборе ядерного топлива.