Войти
Электростанция AGR в Torness An Advanced Gas Реактор с охлаждением (AGR ) - это тип ядерного реактора, разработанный и эксплуатируемый в Соединенном Королевстве. Это второе поколение британских реакторов с газовым охлаждением, использующих графит в качестве замедлителя нейтронов и диоксид углерода в качестве охлаждающей жидкости. Они были основой британского флота ядерной генерации с 1980-х годов.
AGR был разработан на основе реактора Magnox, британского реактора первого поколения. Первая конструкция Magnox была оптимизирована для производства плутония, и по этой причине ее характеристики были не самыми экономичными для производства электроэнергии. Основным среди них было требование работать на природном уране, что требовало охлаждающей жидкости с низким нейтронным поперечным сечением, в данном случае двуокиси углерода, и эффективного замедлитель нейтронов ; графит. Конструкция Magnox также работала при относительно низких температурах газа по сравнению с другими конструкциями, производящими энергию, что приводило к менее эффективным условиям пара.
Конструкция AGR сохранила графитовый замедлитель Magnox и охлаждающую жидкость на основе диоксида углерода, но увеличила рабочую температуру охлаждающего газа для улучшения условий пара. Они были сделаны так же, как и на угольной электростанции, что позволило использовать ту же конструкцию турбин и генерирующего оборудования. На начальных этапах проектирования было обнаружено, что необходимо заменить оболочку твэла с бериллия на нержавеющую сталь. Однако сталь имеет более высокое нейтронное сечение , и это изменение потребовало использования топлива обогащенного урана для компенсации. Это изменение привело к более высокому выгоранию, составляющему 18 000 MWt дней на тонну топлива, что потребовало более редких дозаправок.
Прототип AGR был введен в эксплуатацию в Виндскейл в 1962 году, но первый коммерческий AGR не был запущен до 1976 года. В период с 1976 по 1976 год было построено в общей сложности четырнадцать реакторов AGR на шести площадках. 1988. Все они сконфигурированы с двумя реакторами в одном здании, и каждый реактор имеет проектную выходную тепловую мощность 1500 МВт т, приводя в движение 660 MWe турбогенераторную установку. Различные станции AGR производят мощность в диапазоне от 555 МВт до 670 МВт, хотя некоторые из них работают на мощности ниже проектной из-за эксплуатационных ограничений.
Принципиальная схема усовершенствованного реактора с газовым охлаждением. Обратите внимание, что теплообменник находится в комбинированном сосуде под давлением из стали, железобетона и радиационном экране. 
Размер реактора AGR по сравнению с другими технологиями Конструкция AGR была такой, что конечные параметры пара на котел запорного клапана были идентичны тем, что у обычных угольных электростанций, таким образом, может быть использован тот же дизайн турбогенератора завода. Средняя температура горячего теплоносителя, покидающего активную зону реактора, была рассчитана на 648 ° C. Для достижения этих высоких температур и обеспечения полезного срока службы графитового сердечника (графит легко окисляется в CO 2 при высокой температуре) используется возвратный поток теплоносителя при более низкой температуре на выходе из котла 278 ° C. для охлаждения графита, следя за тем, чтобы температуры графитовой сердцевины не слишком сильно отличались от температур, наблюдаемых на станции Magnox. Температура и давление на выходе пароперегревателя были спроектированы как 2,485 psi (170 бар) и 543 ° C.
Топливо - двуокись урана в таблетках с обогащением 2,5-3,5% в трубках из нержавеющей стали. Первоначальная концепция конструкции AGR заключалась в использовании облицовки на основе бериллия. Когда это оказалось непригодным из-за хрупкого разрушения, уровень обогащения топлива был повышен, чтобы учесть более высокие потери при захвате нейтронов оболочкой из нержавеющей стали . Это значительно увеличило стоимость электроэнергии, производимой AGR. Охлаждающая жидкость из диоксида углерода циркулирует через активную зону, достигая 640 ° C (1184 ° F) и давления около 40 бар (580 фунтов на квадратный дюйм), а затем проходит через агрегаты котла (парогенератора) вне активной зоны, но все еще внутри стальной футеровки., сосуд под давлением железобетонный. Управляющие стержни проходят через графитовый замедлитель, а вторичная система включает нагнетание азота в теплоноситель для поглощения тепловых нейтронов, чтобы остановить процесс деления, если управляющие стержни не смогут войти в активную зону. Система третичного останова, которая работает за счет впрыскивания шариков бора в реактор, включается в случае, если в реакторе необходимо сбросить давление с недостаточным опусканием регулирующих стержней. Это означало бы, что давление азота не может поддерживаться.
AGR был спроектирован таким образом, чтобы иметь высокий тепловой КПД (отношение выработки электроэнергии / выработки тепла) около 41%, что лучше, чем у современных реакторов с водой под давлением с типичным тепловым КПД 34%. Это связано с более высокой температурой охлаждающей жидкости на выходе, примерно 640 ° C (1184 ° F), практически при газовом охлаждении, по сравнению с примерно 325 ° C (617 ° F) для PWR. Однако активная зона реактора должна быть больше для той же выходной мощности, а степень выгорания топлива при разряде ниже, поэтому топливо используется менее эффективно, что противоречит преимуществу теплового КПД.
Как и у Magnox, Реакторы CANDU и РБМК, и в отличие от легководных реакторов, AGR спроектированы для дозаправки топливом без предварительного отключения (см. Онлайн-дозаправка ). Эта дозаправка под нагрузкой была важной частью экономического обоснования выбора AGR по сравнению с другими типами реакторов, и в 1965 году позволила Центральному управлению по производству электроэнергии (CEGB) и правительству заявить, что AGR будет производить электричество дешевле, чем на лучших угольных электростанциях. Однако проблемы с вибрацией тепловыделяющих сборок возникли во время перегрузки топлива под нагрузкой на полной мощности, поэтому в 1988 году перегрузка на полной мощности была приостановлена до середины 1990-х годов, когда дальнейшие испытания привели к застреванию топливного стержня в активной зоне реактора. В настоящее время на AGR выполняется только перегрузка топлива при частичной нагрузке или при остановке.
Предварительно напряженный бетонный сосуд высокого давления содержит активную зону реактора и котлы. Чтобы свести к минимуму количество проникновений в резервуар (и, таким образом, уменьшить количество возможных участков прорыва), котлы имеют прямоточную конструкцию, в которой все кипение и перегрев осуществляется внутри котельных труб. Это требует использования сверхчистой воды для минимизации накопления солей в испарителе и последующих проблем с коррозией.
AGR был задуман как превосходная британская альтернатива американским легководным реакторам. Он рекламировался как развитие успешной в эксплуатации (если не экономически) конструкции Magnox и был выбран из множества конкурирующих британских альтернатив - гелиевого охлаждения, парогенераторного реактора на тяжелой воде и Реактор-размножитель на быстрых нейтронах - а также американские легководные реакторы с давлением и кипящей водой (PWR и BWR) и канадские конструкции CANDU. CEGB провел подробную экономическую оценку конкурирующих проектов и пришел к выводу, что AGR, предложенный для Dungeness B, будет генерировать самую дешевую электроэнергию, дешевле, чем любой из конкурирующих проектов и лучшие угольные станции.
На дизайн AGR возлагались большие надежды. Амбициозная программа строительства пяти двухреакторных станций: Дангенесс B, Хинкли-Пойнт, Хантерстон B, Хартлпул и Хейшем был быстро запущен, и экспортные заказы ждали с нетерпением. Однако конструкция AGR оказалась слишком сложной, и ее трудно было построить на месте. Общеизвестно плохие трудовые отношения в то время усугубляли проблемы. Головная станция, Dungeness B, была заказана в 1965 году с установленной датой завершения в 1970 году. После проблем почти со всеми аспектами конструкции реактора она наконец начала вырабатывать электроэнергию в 1983 году, с 13-летним опозданием. Следующие конструкции реакторов в Хинкли-Пойнт и Хантерстон значительно улучшили первоначальную конструкцию и действительно были введены в эксплуатацию раньше, чем в Дандженессе. Следующий проект AGR в Heysham 1 и Hartlepool был направлен на снижение общей стоимости проектирования за счет уменьшения занимаемой площади станции и количества вспомогательных систем. Последние два AGR в Торнессе и Хейшеме 2 вернулись к модифицированной конструкции Хинкли и оказались наиболее успешными во всем флоте. Бывший советник казначейства по экономическим вопросам Дэвид Хендерсон описал программу AGR как одну из двух самых дорогостоящих ошибок проекта, спонсируемого правительством Великобритании, наряду с Concorde.
Когда правительство начало приватизировать в электроэнергетике анализ затрат для потенциальных инвесторов в 80-е годы показал, что истинные эксплуатационные расходы были скрыты в течение многих лет. Затраты на вывод из эксплуатации были значительно недооценены. Эти неопределенности привели к тому, что в то время ядерная энергия была исключена из процесса приватизации.
Маломасштабный прототип AGR в Селлафилд (Виндскейл) был списан с 2010 года. - активная зона и сосуд высокого давления выведены из эксплуатации, остается видимым только здание «Мяч для гольфа». Этот проект также был исследованием того, что требуется для безопасного вывода из эксплуатации ядерного реактора.
В октябре 2016 года было объявлено, что сверхсочлененные регулирующие стержни будут установлены в Хантерстон B и Хинкли Пойнт B из-за опасений по поводу устойчивости реакторов » графитовые стержни. Управление по ядерному регулированию (ONR) выразило обеспокоенность по поводу количества трещин в шпоночных пазах, скрепляющих графитовые блоки в активной зоне. Необычное событие, такое как землетрясение, может дестабилизировать графит, так что обычные управляющие стержни, отключающие реактор, не могут быть вставлены. Регулирующие стержни с суперсочленением должны быть вставлены даже в дестабилизированный сердечник. В начале 2018 года в реакторе Hunterston B Reactor 3 во время планового отключения наблюдалось несколько более высокое количество новых трещин в корнях шпоночных пазов, чем моделировалось, и в мае 2018 года EDF объявила, что отключение будет продлено для дальнейшего исследования, анализа и моделирования.
В 2018 году инспекции по заказу ONR на Дандженесс B показали, что сейсмические ограждения, трубопроводы и резервуары для хранения были «разъедены до неприемлемого состояния», и это было состояние, когда реактор работал. ONR классифицировал это как инцидент 2-го уровня по Международной шкале ядерных событий.
По состоянию на 22 мая 2010 г. в США насчитывалось семь атомных электростанций с двумя действующими AGR на каждой. Kingdom, принадлежит и управляется EDF Energy :
| AGR Power. Station | Net. MWe | Строительство. начато | Connected. в сетку | Коммерческая. операция | Бухгалтерский учет. дата закрытия |
|---|---|---|---|---|---|
| Dungeness B | 1110 | 1965 | 1983 | 1985 | 2028 |
| Хартлпул | 1210 | 1968 | 1983 | 1989 | 2024 |
| Хейшем 1 | 1150 | 1970 | 1983 | 1989 | 2024 |
| Хейшем 2 | 1250 | 1980 | 1988 | 1989 | 2030 |
| Хинкли-Пойнт B | 1220 | 1967 | 1976 | 1976 | 2023 |
| Хантерстон B | 1190 | 1967 | 1976 | 1976 | 2023 |
| Торнесс | 1250 | 1980 | 1988 | 1988 | 2030 |
В 2005 г. British Energy объявила о продлении срока эксплуатации станции Dungeness B на 10 лет, в результате чего станция продолжит работу до 2018 года, а в 2007 году объявила о продлении срока эксплуатации станций Hinkley Point B и Hunterston B на 5 лет до 2016 года. Продление срока службы на других станциях AGR будет считается по крайней мере за три года до их запланированных дат закрытия.
С 2006 года Hinkley Point B и Hunterston B были ограничены примерно 70% нормальной мощности в МВт из-за проблем, связанных с котлом, требующих, чтобы они работали при пониженных температурах котла. В 2013 году мощность этих двух станций увеличилась примерно до 80% от нормальной производительности после некоторых модификаций установки.
В 2006 году AGR сделали новости, когда были получены документы в соответствии с Законом о свободе информации 2000 The Guardian, которая утверждала, что British Energy не знала о степени растрескивания графитовых кирпичей в активной зоне их реакторов. Утверждалось также, что British Energy не знала, почему произошло растрескивание, и что они не могли контролировать активные зоны, не отключив сначала реакторы. Позднее British Energy опубликовала заявление, подтверждающее, что растрескивание графитовых кирпичей является известным симптомом обширной нейтронной бомбардировки и что они работают над решением проблемы мониторинга. Кроме того, они заявили, что реакторы проверялись каждые три года в рамках «установленных законом отключений».
Две электростанции с четырьмя AGR в Хейшем 17 декабря 2010 года EDF Energy объявила о пятилетнем Продление срока службы как для Heysham 1, так и для Hartlepool, чтобы обеспечить дальнейшую генерацию до 2019 г.
В феврале 2012 г. EDF объявила, что ожидает продления срока службы в среднем на 7 лет для всех AGR, включая недавно продленные Heysham 1 и Hartlepool. Эти продления срока службы подлежат подробному рассмотрению и утверждению и не включены в приведенную выше таблицу.
4 декабря 2012 года EDF объявила, что Hinkley Point B и Hunterston B продлили срок службы на 7 лет с 2016 по 2023.
5 ноября 2013 года EDF объявила, что Хартлпул продлен на 5 лет, с 2019 по 2024 год.
В 2013 году дефект был обнаружен при регулярной проверке в одном из восемь гондольных котлов реактора Хейшема A1. Реактор возобновил работу на более низком уровне мощности с отключенным контейнерным котлом до июня 2014 года, когда более подробные проверки подтвердили наличие трещины в хребте котла. В качестве меры предосторожности Heysham A2 и родственная станция Hartlepool также были закрыты на восьминедельную проверку.
В октябре 2014 года на реакторе Hunterston B была обнаружена трещина нового типа в блоках графитового замедлителя. Эта трещина корня шпоночного паза ранее предполагалась, но не наблюдалась. Существование трещин такого типа не влияет сразу на безопасность реактора - однако, если количество трещин превысит пороговое значение, реактор будет выведен из эксплуатации, так как трещины не подлежат ремонту.
В январе 2015 г. Dungeness B был продлен срок службы на десять лет с обновлением компьютерных систем диспетчерской и улучшенной защитой от наводнений, в результате чего дата закрытия бухгалтерского учета была перенесена на 2028 год.
В феврале 2016 года EDF продлила срок службы четырех из восьми атомных станций. электростанции в Великобритании. Срок службы Хейшема 1 и Хартлпула был продлен на пять лет до 2024 года, а сроки закрытия Хейшема 2 и Торнесса были перенесены на семь лет до 2030 года.
Энергетический портал 
Портал ядерных технологий 