Пиккерингская АЭС: История и современное состояние

Введение

Ядерная электростанция в Канаде

Пикерингская атомная электростанция – канадская атомная электростанция, расположенная на северном берегу озера Онтарио в городе Пикеринг, провинция Онтарио. Это одна из старейших атомных электростанций в мире и третья по величине в Канаде, оснащенная восемью реакторами CANDU. С 2003 года два из этих энергоблоков были выгружены из топлива и выведены из эксплуатации. Оставшиеся шесть производят около 16% электроэнергии провинции Онтарио и обеспечивают работой 3000 человек. На территории электростанции до октября 2019 года была установлена одна ветряная турбина мощностью 1,8 МВт, получившая название памятной турбины OPG 7, которая впоследствии была демонтирована.

Строительство

Когда-то на этом месте находился пляж Сквайрс, расположенный к западу от ручья Даффинс-Крик. Комплекс строился поэтапно с 1965 по 1986 год провинциальной государственной корпорацией Ontario Hydro, при этом основное завершение строительства станции A было запланировано на 1971 год. В апреле 1999 года Ontario Hydro была разделена на пять дочерних государственных корпораций, а Ontario Power Generation (OPG) взяла на себя управление всеми электростанциями. OPG продолжает эксплуатировать станцию Пикеринг.

Операция

Станция Пикеринга – это крупный многоблочный ядерный объект, включающий шесть действующих ядерных реакторов CANDU общей мощностью 3114 МВт при работе всех блоков и два неработающих блока общей мощностью 1030 МВт, в настоящее время остановленных и находящихся в безопасном хранении. До 2011 года объект эксплуатировался как две отдельные станции: Пикеринг А (блоки 1–4) и Пикеринг Б (блоки 5–8). Хотя разделение было преимущественно административным, оно не было полностью искусственным, поскольку между двумя группами блоков существуют некоторые конструктивные различия. (Например, на блоках Пикеринга А используется сброс замедлителя в качестве механизма аварийной остановки, чего нет на Пикеринге Б, где вместо этого применяется так называемая гарантированная остановка реакции чрезмерным поглотителем.) Тем не менее, между двумя станциями имеется ряд общих систем и сооружений, наиболее заметным из которых является общее вакуумное здание – система герметизации с отрицательным давлением. Эксплуатация Пикеринга А и Б была объединена в 2010 году для снижения затрат, поскольку блоки Пикеринга А 2 и 3 в настоящее время остановлены и находятся в безопасном хранении.

Электрическая мощность

График отображает годовую выработку электроэнергии на площадке (A и B вместе взятые) в ГВт⋅ч. По состоянию на конец 2023 года суммарная выработка электроэнергии за весь срок эксплуатации составила 972 240 ГВт⋅ч.

Частичное отключение

31 декабря 1997 года четыре реактора станции Пикеринг А, вместе с оставшимися тремя энергоблоками станции Брюс А, были остановлены компанией Ontario Hydro по соображениям безопасности и переведены в режим консервации. Что касается Пикеринга А, то четыре года назад регулирующий орган AECB потребовал обязательного проведения модернизации системы безопасной остановки реактора к концу 1997 года, что отличалось от требований, предъявляемых к другим трем станциям. На Пикеринге А в качестве второй системы аварийной остановки использовался сброс замедлителя, который был признан недостаточно быстрым по сравнению с системой впрыска поглотителя, применяемой на более поздних станциях, включая Пикеринг Б. Компания Ontario Hydro взяла на себя обязательство по модернизации и перезапуску, однако проект столкнулся с длительными задержками и значительным превышением сметы.

Ремонт системы безопасности

Возвращение в эксплуатацию блоков 1 и 4 станции «Пикеринг А», часто называемое реконструкцией, не включало в себя восстановление ядер реакторов, что подразумевает замену каландровых труб, топливных каналов, подающих устройств и торцевых фитингов. Основной объем работ заключался в модернизации системы вторичного безопасного останова, а также в проведении некоторых работ по техническому обслуживанию. Вместо модернизации системы впрыска поглотителя, используемой на других станциях, наиболее экономичным решением было добавление большего количества управляющих стержней и последующее разделение их на отдельные, независимые группы. Это было признано достаточным Комиссией по атомной энергии Канады (AECB), несмотря на признание того, что это фактически не является полностью независимой быстродействующей системой вторичного безопасного останова.

Возвращение на службу

Премьер-министр Майк Харрис попросил бывшего федерального министра энергетики Джека Эппа изучить проблемы с перезапуском станции «Пикеринг» и представить рекомендации. Группа экспертов была сформирована в мае 2003 года. Блок 4 был переоборудован и затем перезапущен в сентябре 2003 года. Выборы в Либеральную партию Онтарио в октябре 2003 года задержали реализацию рекомендаций, содержащихся в докладе Эппа. В конце 2003 года новое правительство уволило трех топ-менеджеров OPG за неудачное восстановление блока 4, которое затянулось на годы и превысило бюджет на миллионы долларов. Г-н Эпп и комиссия по обзору станции «Пикеринг А» опубликовали свой доклад в декабре 2003 года, в котором признали значительные перерасходы и задержки, возложив ответственность за них на неэффективное управление. В обзоре Эппа стоимость перезапуска оставшихся трех реакторов оценивалась в 3–4 миллиарда долларов, и было поддержано продолжение проекта. Правительство Далтона МакГинти назначило Эппа в комиссию по обзору Ontario Power Generation (OPG) под председательством Джона Мэнли для изучения будущей роли OPG на рынке электроэнергии провинции, анализа ее корпоративной и управленческой структуры и принятия решения о том, следует ли государственной компании приступать к модернизации еще трех ядерных реакторов на атомной электростанции «Пикеринг». В докладе рекомендовалось последовательно перезапустить реакторы «Пикеринг А» 1, 2 и 3. В докладе утверждалось, что перезапуск блоков 2 и 3 будет зависеть от того, сможет ли OPG успешно реализовать проект блока 1. Правительство МакГинти приняло рекомендацию комиссии по обзору OPG и разрешило модернизацию и перезапуск реактора 1. Экологическая организация Sierra Club of Canada подвергла критике доклад комиссии по обзору OPG за 2004 год за отсутствие указания на проблемы, связанные с ядерными технологиями, отметив, что в состав комиссии не входили эксперты в области энергетики и охраны окружающей среды. Для последующего проекта по модернизации блока 1 были внесены многочисленные изменения в кадровый состав на руководящих должностях и стратегию управления проектом. Опыт возвращения блока 1 станции «Пикеринг А» в эксплуатацию значительно отличался от опыта с блоком 4, с более строгим соблюдением графика и бюджета. В августе 2005 года совет директоров OPG объявил, что блоки 2 и 3 не будут возвращены в эксплуатацию из-за конкретных технических и экономических рисков, связанных с техническим состоянием этих двух блоков. Блок 1 был возвращен в эксплуатацию в ноябре 2005 года.

Premier Mike Harris asked former federal energy Minister Jake Epp to study and make recommendations on the problems with the Pickering restart. The review panel was established in May 2003. Unit 4 was refitted and then restarted in Sept. 2003. The election of the Ontario Liberal Party in October 2003 delayed action on the Epp report. In late 2003, the new government fired the top three executives of OPG for botching the Unit 4 restoration, which was years late and millions of dollars over budget. Mr. Epp and the Pickering A Review Panel released their report in December 2003, which acknowledged the large cost over runs and delays, attributing blame to bad management. The Epp Review estimated the cost of restarting the remaining three reactors at $3 – 4 billion and supported the continuation of the project. The government of Dalton McGuinty appointed Epp to the Ontario Power Generation Review headed by John Manley to examine the future role of Ontario Power Generation (OPG) in the province's electricity market, examine its corporate and management structure, and decide whether the public utility should proceed with refurbishing three more nuclear reactors at the Pickering nuclear power plant. The report recommended proceeding with the restart of Pickering “A” reactors 1, 2, and 3, sequentially. The report argued that the restart of units 2 and 3 would be contingent on whether “OPG will be able to succeed at the Unit 1 project." The McGuinty government accepted the OPG Review Committee's recommendation and allowed the refit and restart of reactor 1. The anti nuclear group Sierra Club of Canada criticized the 2004 OPG Review Committee report for not attributing any blame to the problems of nuclear technology, noting that there were no energy or environmental experts appointed to the panel. Numerous changes in executive level staff and project management strategy were made for the follow on project to refit Unit 1. The experience with the return to service of Pickering A Unit 1 was significantly different from Unit 4, with a much tighter adherence to schedule and budget. In August 2005, the OPG Board of Directors announced that Units 2 and 3 would not be returned to service due to specific technical and cost risks surrounding the material condition of these two units. Unit 1 was returned to service in November 2005.

Строительные расходы

Ontario Hydro оценила стоимость строительства четырех блоков Пикеринга "A" в 508 миллионов долларов в 1965 году. Фактическая стоимость составила 716 миллионов долларов (в долларах 1973 года). С учетом инфляции, оценка в 508 миллионов долларов в 1973 году эквивалентна 698 миллионам долларов, что является превышением бюджета на 2,6%. Оценочная стоимость четырех блоков Пикеринга "B" в 1974 году составила 1,585 миллиарда долларов. Окончательная стоимость составила 3,846 миллиарда долларов (в долларах 1986 года). С учетом инфляции, оценка в 1,585 миллиарда долларов в 1986 году эквивалентна 4,082 миллиарда долларов, что означает, что строительство Пикеринга "B" было завершено в рамках бюджета.

Затраты на ремонт системы безопасности

По данным финансового аналитического управления (FAO) Онтарио, стоимость модернизации и перезапуска блоков станции «Пикеринг А» значительно отклонилась от первоначальных прогнозов. Модернизация блока №4 планировалась на сумму 460 миллионов долларов, но в итоге обошлась в 1,25 миллиарда долларов. Модернизация блока №1 планировалась на сумму 210 миллионов долларов, но в итоге стоила 1 миллиард долларов. Однако данные, представленные FAO для блока №1, не совпадают с данными, озвученными министром энергетики Онтарио Дуайтом Данканом, который заявил, что модернизация блока №1 обойдется в 900 миллионов долларов, что существенно приближает фактическую стоимость проекта к запланированному бюджету. Это подтверждается заявлением OPG о том, что проект был завершен в срок и в рамках бюджета. Организация по управлению ядерными отходами в настоящее время ведет поиск площадки для потенциального хранилища отработавшего ядерного топлива со всех канадских атомных электростанций.

Рекорды

7 октября 1994 года блок 7 станции Пикеринг установил мировой рекорд по времени непрерывной работы – 894 дня, который продержался 22 года. В 2016 году этот рекорд был побит блоком 8 станции Heysham 2, расположенной в Великобритании и принадлежащей компании EDF. Впоследствии завод OPG в Дарлингтоне превысил этот показатель, обеспечив 1106 дней непрерывной работы блока 1. В 2019 году Пикеринг установил рекорд коэффициента использования установленной мощности на уровне 87,07%, произведя 23,6 ТВтч, что сопоставимо с показателями значительно более новых станций Дарлингтон и Брюс. Продление срока эксплуатации станции было необходимо для обеспечения достаточного объема базовой нагрузки во время модернизации Дарлингтонской атомной электростанции и первоначальной модернизации Брюсской атомной электростанции. К 2016 году OPG начала планировать завершение коммерческой эксплуатации станции, включая возможность перепрофилирования площадки Пикеринг. OPG приступит к долгосрочному процессу вывода из эксплуатации, если модернизация не будет реализована. Первым шагом в этом процессе является консервация реакторов и их безопасное хранение. Сотрудники Пикеринга получат возможности для дальнейшего трудоустройства при переводе блоков Пикеринга в состояние безопасного хранения, на модернизации и эксплуатации Дарлингтона, или при потенциальном строительстве новых мощностей в Дарлингтоне. В сентябре 2022 года правительство провинции Онтарио объявило о поддержке продления срока эксплуатации Пикеринга с 2024 по 2026 год. Одновременно было объявлено о запросе к OPG обновить технико-экономическое обоснование потенциальной модернизации четырех блоков Пикеринг B. В своем заявлении правительство провинции отметило, что продолжение работы станции позволит сократить выбросы углекислого газа на 2,1 мегатонны к 2026 году, а также увеличить поставки кобальта-60, медицинского изотопа, в Северной Америке. В августе 2023 года совет директоров OPG одобрил и санкционировал передачу оценки целесообразности модернизации завода Пикеринг B правительству провинции, а также начало предварительного планирования и подготовки к проекту. Отчет о целесообразности был передан министру энергетики в январе 2024 года, но не был опубликован, поскольку это могло нанести ущерб «экономическим или иным интересам Онтарио». 30 января 2024 года министр энергетики Тодд Смит объявил о том, что правительство Онтарио инвестирует в модернизацию четырех реакторов Пикеринг B, построенных в начале 1980-х годов. Ожидается, что модернизация будет завершена к середине 2030-х годов и продлит срок службы станции как минимум еще на 30 лет.

On October 7, 1994, Pickering Unit 7 set the world record for continuous runtime at 894 days, a record that stood for 22 years. It was surpassed by Heysham 2 unit 8 in 2016, a facility located in the UK, owned by EDF. This was subsequently surpassed by OPG's Darlington plant with Unit 1 running 1,106 consecutive days. In 2019, Pickering set a site capacity factor record of 87.07%, producing 23.6TWh and putting it roughly on par with the much newer Darlington and Bruce facilities. The extension was intended to ensure sufficient base load electricity was available during refurbishment of the Darlington Nuclear Generating Station and the initial Bruce Nuclear refurbishments. By 2016, OPG had begun planning for the end of commercial operations at the generating station, including the potential repurposing of the Pickering site location. OPG will begin the longer term decommissioning process if refurbishment is not pursued. The first step in the long term decommissioning process is to layup the reactors and place them into safe storage. Pickering staff will have future employment opportunities placing the Pickering units in a safe storage state, at the Darlington refurbishment and operations, or at the potential new build at Darlington. In September 2022, the Province of Ontario announced that it supported an extension of Pickering's operation from 2024 to 2026. Simultaneously, it announced that it had requested OPG to update feasiblity studies on the potential refurbishment of the four units of Pickering B. In its announcement, the Province stated that continued operation of the station would reduce carbon dioxide emissions by 2.1 megatonnes in 2026, as well as increasing the North American supply of cobalt 60, a medical isotope. In August 2023, the OPG Board of Directors agreed with and authorized the submission of the feasibility assessment for the refurbishment of the Pickering B plant to the province as well as to proceed with preliminary planning and preparation activities for the project. This feasibility report was given to the Minister of Energy in January 2024 but was not released to the public because it could harm the "economic or other interests of Ontario.”

On January 30, 2024, the Minister of Energy, Todd Smith, announced that the Government of Ontario would be investing in the refurbishment of the four Pickering B reactors that date back to the early 1980s. The refurbishment is expected to be complete by the mid 2030's and should extend the life of the plant by at least another 30 years.

Инциденты

1 августа 1983 года произошел серьезный инцидент. В давлениий трубе G16 реактора Pickering A блока 2 образовался разрыв длиной 2 метра. Реактор был безопасно остановлен, и повреждения были исследованы. Причиной послужило неправильное расположение пружин газовых прокладок, что привело к провисанию горячей давленией трубы и ее контакту с внутренней поверхностью холодной трубы каландрии, вызвав обогащение водородом в более холодных участках. Это привело к образованию серии мелких трещин, которые соединились и вызвали обширный разрыв. Имело место локальное повреждение топлива, и реактор был безопасно остановлен операторами без увеличения радиоактивных выбросов. В конечном итоге было принято решение о масштабной замене топливных каналов, в результате чего все давленией трубы были заменены на всех реакторах Пикеринга А. Новые давленией трубы поддерживались улучшенной конструкцией пружин газовых прокладок. С тех пор тщательный мониторинг расположения газовых прокладок является важной частью регулярных инспекций реактора. 10 декабря 1994 года произошла авария с потерей охлаждающей жидкости. Постоянный комитет Сената по энергетике, окружающей среде и природным ресурсам назвал ее самой серьезной аварией в истории Канады (июнь 2001 года). Система аварийного охлаждения активной зоны была использована для предотвращения расплавления. В 1995 и 1996 годах AECB отметила множество проблем безопасности на станции, и станция была остановлена в 1997 году после публикации результатов экспертных оценок, выявивших низкий уровень безопасности. В независимом комплексном отчете об эффективности работы было отмечено, что станции Пикеринга А и Б были уличены в 15 нарушениях правил и 13 пожарах за год. "Вызывало беспокойство также высокий процент непрошедших тестирование кандидатов на должность ядерных операторов. На Пикеринге А тест сдали только 65% принявших участие, а на Пикеринге Б – всего 56%". 14 марта 2011 года произошла утечка 73 кубических метров деминерализованной воды в озеро Онтарио из-за неисправности уплотнения насоса. По оценке Канадской комиссии по ядерной безопасности, риск для населения был незначительным.

A serious incident occurred on 1 August 1983. Pressure tube G16 in the Pickering A Unit 2 reactor developed a 2 metre long split. The reactor was safely shut down and the damage investigated. The cause was found to be the mis location of annulus gas spacer springs which allowed the hot pressure tube to sag and touch the inside of the cold calandria tube leading to hydrogen enrichment of the cooler areas. This created a series of small cracks which linked up and caused the long rupture. There was some local fuel damage and the reactor was safely shut down by the operators with no increase in radioactive emissions. The eventual resolution was Large Scale Fuel Channel Replacement and all the pressure tubes were replaced in all Pickering A reactors. The new pressure tubes were supported by an improved design of the annulus gas spacer springs. Since then, careful monitoring of the location of the annulus gas spacer rings has been a significant part of routine reactor inspections. On December 10, 1994 there was a loss of coolant accident. It is said to be the most serious accident in Canadian history (June 2001) by The Standing Senate Committee on Energy, the Environment and Natural Resources. The Emergency Core Cooling System was used to prevent a meltdown. In 1995 and 1996, the AECB noted many safety concerns with the plant, and the generating station was shut in 1997 after peer reviews describing poor safety practices at the plant became public. An Independent, Integrated Performance Assessment report noted that Pickering stations A and B were cited for breaking regulation 15 times and having 13 fires for the year. "Also of concern was the high failure rate of persons being tested for positions as nuclear operators. At Pickering A only 65% of those taking the test passed, while at Pickering B the rate was just 56%." On March 14, 2011, there was a leak of 73 cubic metres of demineralized water into Lake Ontario from a failed pump seal. There was negligible risk to the public according to the Canadian Nuclear Safety Commission.

Внимание к ядерным инцидентам 2020 года

12 января 2020 года в 7:24 утра по восточному времени через систему Alert Ready было выдано экстренное оповещение по всем радиостанциям, телеканалам, телепровайдерам и сетям беспроводной связи в провинции Онтарио. Оповещение содержало информацию о неуточненном "инциденте", о котором было сообщено и который устранялся на предприятии. В оповещении указывалось, что находящимся вблизи предприятия не требуется предпринимать немедленных действий. Примерно через 40 минут OPG опубликовала заявление в Twitter, сообщив, что оповещение было отправлено по ошибке, и около 9:10 утра было выдано второе экстренное оповещение с аналогичным сообщением об отмене предыдущего. Генеральный прокурор Сильвия Джонс заявила, что оповещение было случайно активировано во время "планового тренировочного упражнения" центром оперативного управления чрезвычайными ситуациями Онтарио. Инцидент вызвал критику со стороны представителей власти, включая депутата законодательного собрания провинции Онтарио Питера Табунса, мэра Пикеринга Дэйва Райана и мэра Торонто Джона Тори. Ложная тревога также вызвала повышенный интерес к готовности к реальным ядерным авариям: OPG сообщила о резком увеличении продаж комплектов йодида калия через свой веб-сайт "Будьте готовы к безопасности" в период с 12 по 13 января – с обычного месячного объема в 100–200 комплектов до более чем 32 000. Веб-сайт предназначен для жителей, проживающих в пределах предприятия; в соответствии с требованиями Канадской комиссии по ядерной безопасности (CNSC), OPG обязана распространять эти таблетки во всех домохозяйствах в пределах зоны вокруг ядерного объекта.