Reactorul AP1000 al companiei americane Westinghouse Electric Company este o a treia generație reactor cu apă sub presiune . Acest tip de reactor are un design organizat în jurul siguranței care nu necesită echipament activ (pompe, supape etc.) și, prin urmare, nu necesită alimentare de urgență în primele 72 de ore după un posibil accident.
Primul AP1000 conectat la rețea, 30 iunie 2018, este cel al lui Sanmen 1 din China. În 2019, 4 reactoare AP1000 sunt în funcțiune comercială în China (Sanmen 1 și 2 și Haiyang 1 și 2).
În decembrie 2005 , o primă certificare a fost acordată de către Autoritatea Americană de Siguranță Nucleară (NRC) pentru proiectarea AP1000, dar înaugust 2011, versiunea sa modificată face încă obiectul unei evaluări a siguranței nucleare (din 2004), în vederea unei posibile certificări de către NRC ( Comisia de reglementare a nuclearelor din Statele Unite ) din Statele Unite . Este o îmbunătățire a AP600 mai puternic, cu o acoperire egală a solului. AP 600 fiind prezentat încă de la origine - în jurul anului 1985 - ca un concept revoluționar care nu a găsit de atunci nicio aplicație concretă.
Între timp, NRC a pus sub semnul întrebării limitarea reactorului AP1000 în fața unor evenimente externe grave, cum ar fi cutremure, uragane sau coliziuni de aeronave. În urma declarațiilor comisiei, Westinghouse a schimbat designul reactorului. Înaprilie 2010, un inginer consultant american în domeniul nuclear, Arnold Gundersen, a criticat, de asemenea, proiectarea izolației AP1000, considerând că coroziunea oțelului de izolare, în cazul unui accident, ar putea elibera produse sau radiații ionizante în mediu, dincolo de standardele NRC, o ipoteză respinsă de Westinghouse, care susține că grosimea oțelului a fost consolidată și că coroziunea ar trebui detectată în timpul inspecțiilor de rutină.
22 decembrie 2011, Comisia de Reglementare Nucleară a Statelor Unite a declarat într-un comunicat de presă că a autorizat timp de cincisprezece ani cea mai recentă versiune a reactorului AP1000, licențiat de la producătorul american Westinghouse, considerând că și-a îndeplinit cerințele de siguranță. Doi producători de energie electrică din sud-estul țării, Southern Company și SCE & G (o filială a Scana ), care vor să construiască centrale electrice în Carolina de Sud și Georgia , au anunțat deja că au ales acest model. Patru copii ale AP1000 sunt deja în construcție în China , începând cu anul 2009. În 2013, China a făcut acest model principal al unei noi serii de „construcții 3 - lea generație“ cu 6 unități planificate împotriva doar 2 a modelului ACP1000 locale.
Primul reactor AP1000 care diverg (21 iunie 2018) și conectați-vă la rețea (30 iunie 2018) este cel al lui Sanmen 1 din China.
AP1000 este un reactor cu apă sub presiune planificat să producă 1154 MWe .
Proiectarea reactorului vizează reducerea costurilor prin utilizarea tehnologiilor dovedite și simplificarea și reducerea numărului de componente (conducte, supape etc.) și volumul de protecție împotriva cutremurelor (în primul proiect). Comparativ cu predecesorul său proiectat de Westinghouse, AP1000 își propune o reducere de:
Acest reactor are un design care îl face mult mai compact decât alte PWR-uri și care permite numai o cincime din armătura de beton și structură utilizată pentru alte modele PWR să fie folosită pentru construcția sa .
Potrivit proiectanților săi, AP1000 este proiectat să reziste la o pierdere de răcire de la miez sau de la rezerva de combustibil uzat , fie prin întreruperea curentului electric, fie prin conducte rupte.
Un coș de fum scurge aerul cald acumulat în jurul rețelei de oțel în atmosferă, iar orificiile de ventilație periferice permit pătrunderea aerului rece. Pe acoperișul reactorului, o rezervă inelară de apă permite răcirea de urgență, cu debit gravitațional (sistem de răcire pasiv), ansamblul fiind capabil, potrivit proiectantului, să stabilizeze reactorul în 36 de ore și să asigure răcirea acestuia timp de 72 de ore, fără nicio intervenție umană și chiar în cazul defectării generatoarelor de urgență.
După 72 de ore, răcirea de urgență va fi menținută dacă rezervoarele de apă de reținere sunt reumplute.
În cazul defectării acestui sistem de răcire pasiv, operatorul mai are o ultimă soluție: poate deschide în continuare o supapă care va inunda rezervorul prin gravitație, făcând posibilă prevenirea ruperii acestuia. Pentru această manevră este rezervat un rezervor specific.
Un sistem oarecum similar (rezervorul de apă asociat cu piscina conform principiului vaselor comunicante ) permite câteva zeci de ore suplimentare pentru răcirea bazinului de dezactivare destinat stocării temporare a combustibilului de bază sau a combustibilului uzat vechi.
Costul de construcție pe kW instalat al reactoarelor AP1000 sau EPR construite în China ar fi la jumătate din cel al EPR Flamanville sau AP 1000 în construcție în Statele Unite.
Funcționarea în circulație naturală a circuitului primar în vederea evacuării puterii reziduale - deci în absența energiei electrice - este asigurată foarte simplu de direcționarea continuă a pantei buclelor primare (absența punctelor înalte pe linia, alta decât pinii a velei principale unde greu se poate face altfel) și dispunerea la o altitudine mai mare decât rezervorul cutiilor de apă primare ale generatoarelor de abur
Injecție de siguranță direct în rezervorSpre deosebire de proiectele anterioare Westinghouse, liniile de injecție de siguranță AP 1000 merg direct în rezervor și nu în buclele porțiunii reci. Acest aranjament elimină un caz destul de evident de mod comun în cazul apariției unei breșe într-o buclă sau o linie conectată, ceea ce face ca linia de injecție asociată să fie indisponibilă. Injecția „buclă” este o concepție oarecum nenaturală, deoarece ceea ce este vorba de înec sau re-înec este inima și nu buclele. Proiectarea ieșirii liniei de injecție în rezervor are un grad de libertate de proiectare care nu oferă șefilor buclelor reci pentru a reduce riscul de șoc rece pe peretele rezervorului în timpul injecției, care este o dificultate majoră întâmpinată la reactoarele proiectare "injectie bucla".
Păstrarea coriului în rezervorSpre deosebire de opțiunea luată de diferiți producători, opțiunea aleasă pentru AP 1000 este reținerea în rezervor a unui corium format prin:
Demonstrarea validității acestei opțiuni, atractivă și compatibilă cu feedback-ul experienței privind PWR, rămâne să fie stabilită și acceptată de autoritățile de siguranță ale țărilor în cauză.
Instrumentație de bază sub rezervorProiectarea AP 1000 / AP 600 elimină traversările de instrumentație sub-rezervor care reprezintă o complexitate semnificativă în proiectarea rezervorului intern și un risc permanent de scurgeri la nivelul rezervorului inferior. Prezența traversărilor pentru instrumentare pare, de asemenea, să fie incompatibilă cu opțiunea „reținerea coriului în rezervor”.
Diferențe de performanță Pompe și bucle primare primare Bucle primare primare - Numărul și locația pompelor primareSistemul AP600 - AP1000 are două bucle; două pompe primare pe buclă Puterea unitară a pompelor este compatibilă cu designul complet sigilat datorită faptului că există două pompe în paralel pe buclă și prin proiectarea simplificată a buclelor primare care limitează căderile de presiune din aceste linii. O alimentare electrică încrucișată a pompelor primare între bucle face posibilă reducerea cu un factor de scară a cazului de întrerupere bruscă și totală a debitului într-o buclă. pompează și răcorește rulmenții, dar ceea ce le face dificil de demontat. Acest lucru mărturisește încrederea producătorului în fiabilitatea acestora.
Fixarea pompelor primare sub generatoarele de abur și integrală cu acestea simplifică rezistența termomecanică (în special la cutremur) a pompelor și a buclelor, deoarece un singur ansamblu mare (pompe + GV) trebuie menținut în loc de două
Tehnologia pompei primarePrincipalele pompe primare ale AP 1000 sunt concepute pentru a avea un motor asincron „rotor umed” și etanșare totală, ceea ce în ceea ce privește întreținerea și protecția radiologică constituie un pas înainte, deoarece scurgerea permanentă la nivelul etanșării arborele pompelor utilizate la PWR-urile anterioare de mare putere este eliminat. Westinghouse se întoarce la vechile sale modele, deoarece, de exemplu, uzina Chooz A de 280 MWe (în demontare avansată) a fost echipată cu 4 pompe de acest tip. Inerția de încetinire este - se pare - menită să fie asigurată de cea a rotorului umed și nu de un alternator dedicat ca la centrala electrică Chooz A.
Puterea electrică consumată la rece este redusă prin adoptarea unei viteze de rotație mai mici atunci când temperatura primară este scăzută.
Generatoare de abur - Numărul și puterea unitățiiDeși puterea termică este mare, aproape de 3.200 MWth pentru 1.154 MWe , designul AP1000 reține 2 generatoare de abur ca pentru AP 600 prin diferență cu alegerea făcută adesea constând în creșterea numărului de bucle pentru a crește puterea. Cu 1.600 MWth de putere unitară, AP1000 SG sunt cele mai puternice dintre cele oferite sau produse de toți producătorii. Această opțiune conține în sine o sursă de economii în ceea ce privește numărul de servomotoare și supape, deoarece creșterea numărului de bucle duce inevitabil la duplicări.
Din punct de vedere funcțional într-un PWR electric, nu există niciun interes în creșterea numărului de generatoare de abur peste două, oricum;
Este de preferat din punctul de vedere al proiectării generale să se elimine periferia rezervorului din cauza numărului mai mic de bucle care să permită, de exemplu, injectarea directă în rezervor.
Limitarea numărului de generatoare la două oferă oportunități semnificative pentru îmbunătățirea structurii vaselor de izolare.
Partea importantă de forjare care constituie flanșa vasului nu este mai ușor de produs cu un număr mai mare de țevi de ieșire cu diametru ușor redus până la punctul în care acest lucru justifică creșterea numărului de bucle.
Diferențe în ceea ce privește deșeurile și emisiileSe planifică depozitarea deșeurilor nucleare la fața locului, posibil la nesfârșit, uscate și la sol sau în apă. Tratarea sau depozitarea finală a deșeurilor este în mare parte o problemă politică, toate PWR și BWR produc deșeuri similare în ceea ce privește cantitatea și calitatea. Cu toate acestea, o eficiență termodinamică mai bună, o gestionare optimă a ciclului de combustibil și optimizarea întreținerii pot îmbunătăți lucrurile la margini.
Reactoare de a treia generație concurente:
Nu reușind să găsească un caz de aplicare în Statele Unite, primele construcții planificate sau în curs sunt în China. Aceste prime realizări sunt inițiate chiar dacă nu există un model de „primă producție” construit în Statele Unite. Acest lucru, asociat cu natura extrem de inovatoare a reactorului în multe domenii - de exemplu, pompele primare - constituie o provocare care a fost ridicată. În plus, primele patru reactoare au fost puse în construcție înainte de modificările aduse AP1000 pentru a-l face rezistent la un accident aerian.
Centrala nucleară Sanmen din Zhejiang planifică șase unități, în construcție de atunciFebruarie 2008 odată cu punerea în funcțiune a primului reactor programată inițial pentru 2013. Reactorul Sanmen Unit 1 a divergit pentru prima dată pe 21 iunie 2018 și a fost conectat la rețea pentru prima dată pe 30 iunie 2018. Sanmen 2 a fost conectat la rețea la jumătatea drumuluiaugust 2018. Aceste 2 reactoare sunt în funcțiune comercială.
Centrala nucleară Haiyang din Shandong furnizează, de asemenea, șase unități în construcție de atunciiulie 2008, pentru punerea în funcțiune a primului reactor planificat inițial pentru noiembrie 2013. Haiyang 1 a fost conectat la rețea la jumătatea drumuluiaugust 2018și Haiyang 2 in octombrie 2018. Aceste 2 reactoare sunt în funcțiune comercială.
Dezvoltare CAP1400În 2008 și 2009, Westinghouse a încheiat acorduri pentru a lucra cu corporația de stat Nuclear Power Technology Corporation (SNPTC) și alte institute pentru a proiecta un reactor mai mare, posibil cu o capacitate de 1.400 MWe , urmat în cele din urmă de un model care produce 1.700 MWe . China va deține drepturile de proprietate intelectuală pentru aceste modele mai mari, care ar putea fi exportate și în altă parte, cu cooperarea Westinghouse.
În decembrie 2009, a fost creată o societate mixtă chineză pentru a construi un reactor CAP1400 inițial lângă amplasamentul Shidaowan, pentru construcția care ar putea începe în 2013 și să funcționeze încă din 2017.
În 2012, Dongfang Electric Corporation a anunțat că a stăpânit producția unei părți importante a sistemului de răcire care va fi instalat în cele 2 reactoare din Haiyang. Analiștii cred, totuși, că construcția primului reactor CAP1400 este amânată cel mai devreme pentru 2015 sau 2016. În 2013, Dongfang a anunțat un parteneriat cu Alstom pentru furnizarea de turbine și alternatoare pentru proiectele sale AP1000.
La începutul anului 2010, aproximativ 40 de reactoare AP1000 ar fi fost comandate de la Westinghouse, inclusiv două pentru construcții în Statele Unite. Dar în 2021, acest lucru este departe de a se concretiza .
Grupurile sau asociațiile de protecție a mediului s-au opus certificării a două noi reactoare AP1000 care vor fi construite la centrala nucleară Vogtle dinaprilie 2011cerând NRC să-și suspende procesul de certificare până când vom afla mai multe despre consecințele accidentului nuclear de la Fukushima , chiar dacă concepția pasivă a evacuării puterii reziduale a miezului face ca conceptul AP1000 să fie a priori mai rezistent la acest tip de eveniment
Certificarea de proiectare a APR1000 de către Comisia de Reglementare Nucleară a Statelor Unite (NRC) (DC - Design Certification) a fost emisă la data de30 decembrie 2011.
10 februarie 2012NRC a autorizat construirea a două reactoare AP1000 (Vogtle Electric Generating Plant (VEGP) N o 3 și 4), este primul din aproape 30 de ani în Statele Unite. Fundul vasului de izolare Vogtle-3 a fost așezat1 st iunie 2013 .
30 martie 2012NRC a autorizat construirea a două reactoare AP1000 ( centrale nucleare Virgil C. de vară ) N o 2 și 3).
Site-uri afectate de construcția AP1000 în Statele Unite:
În februarie 2017, Toshiba, 87% companie mamă a Westinghouse, anunță o depreciere de 5,9 miliarde de dolari rezultată din achiziția Westinghouse a CB&I Stone & Webster la sfârșitul anului 2015 ; scopul acestei achiziții a fost de a pune capăt disputelor legale privind construcția reactoarelor AP1000 aflate în construcție în Statele Unite; dar la sfârșitul anului 2016 Westinghouse a revizuit brusc volumul de muncă rămas. Aceste eșecuri în construcția reactoarelor din a treia generație sunt foarte asemănătoare cu cele ale lui Areva în Finlanda și EDF în Flamanville; dar alimentarea primului AP1000 chinezesc, Sanmen 1, este iminentă, iar conexiunea sa la rețea este de așteptat în câteva luni.
În ianuarie 2018, fondul canadian de investiții Brookfield Asset Management cumpără Westinghouse cu 4,6 miliarde de dolari.
Construcția reactoarelor AP1000 ale centralei nucleare Virgil Summer a fost abandonată în august 2017 din cauza costurilor de construcție, cele ale centralei Vogtle au o punere în funcțiune programată din 2022. Construcția reactoarelor 6 și 7 ale centralei Turkey Point a fost amânată, punerea lor în funcțiune este programată pentru 2032. Proiectele Levy și Shearon Harris au fost abandonate .
Westinghouse nu a prezentat AP1000 la consultare, ceea ce a condus la alegerea EPR pentru uzina de la Olkiluoto . Motivul dat la acea vreme a fost lipsa unui prospect suficient de serie .
AP1000 se numără printre modelele care concurează pentru înlocuirea reactoarelor centralelor nucleare engleze care se apropie de data opririi lor . După o pauză în 2011, producătorul a reluat, în 2014, certificarea (denumită GDA Generic Design Assessment) la Office for Nuclear Regulation (ONR), autoritatea de securitate nucleară din Regatul Unit).
În octombrie 2020, a fost semnat un acord de cooperare între Statele Unite și Polonia pentru a defini schițele unui program nuclear și finanțarea potențială. Administrația Trump împinge ofensiva Westinghouse și Bechtel Group. După alegerea lui Joe Biden, ministrul polonez al climei, Michal Kurtyka, intervievat de Financial Times , a declarat: „Există discuții avansate cu Statele Unite pe această temă și cred că sunt foarte promițătoare. Nu mă aștept la o schimbare de curs cu privire la această decizie strategică ” . Planul vast de investiții anunțat în toamna anului 2020 de Varșovia în energiile regenerabile și nucleare pentru a trece pagina cu cărbunele prevede că șase reactoare (6-9 GW ) vor fi construite până în 2040, începutul construcției primului fiind programat pentru 2026.
Reactoare în funcțiune | |||||
Implantarea |
Capacitate neta ( MW ) |
Începutul construcției
(primul beton) |
Productie comerciala |
Costuri (estimate) |
Dezafectare (planificată) |
Sanmen ( China ) (Reactoarele 1 și 2) |
2 × 1.157 |
19 aprilie 2009 15 decembrie 2009 |
21 septembrie 2018 5 noiembrie 2018 |
7,12 miliarde de dolari | |
Haiyang ( China ) (Reactoarele 1 și 2) |
2 × 1170 |
24 septembrie 2009 21 iunie 2010 |
22 octombrie 2018 9 ianuarie 2019 |
1477 $ / kW | |
Total în funcțiune: 4 reactoare pentru o capacitate totală instalată de 4.654 MW | |||||
Reactoare în construcție | |||||
Implantarea |
Capacitate neta ( MW ) |
Începutul construcției
(primul beton) |
Producție comercială (până în prezent) |
Producție comercială (planificată inițial) |
Costuri (estimate) |
VC Summer ( Statele Unite ) (Reactoarele 2 și 3) |
2 × 1.117 |
9 martie 2013 4 noiembrie 2013 |
Construcția sa oprit
31 iulie 2017 |
2017 2018 |
|
Vogtle ( Statele Unite ) (Reactorul 3) |
2x1 117 |
12 martie 2013 19 noiembrie 2013 |
2021
2022 |
2016
2017 |
25 miliarde dolari |
Total în construcție: 2 reactoare pentru o capacitate totală instalată de 2.234 MW | |||||
Reactoare proiectate | |||||
NOTĂ :
Proiectul AP1000 este în prezent evaluat de autoritățile nucleare din mai multe țări. |