АЭС Шиппингпорт

АЭС Шиппингпорт — это экспериментальная атомная электростанция, расположенная в 40 км к северо-западу от Питтсбурга, штат Пенсильвания, США. Она стала первой в мире коммерческой атомной электростанцией, подключённой к национальной энергосистеме, и первой в мире АЭС, выработавшей электроэнергию в промышленных масштабах. Станция функционировала с 1957 по 1982 год и была выведена из эксплуатации. На сегодняшний день АЭС Шиппингпорт является объектом культурного наследия США (Национальный исторический памятник).

История

Предпосылки и разработка

В начале 1950-х годов в США активно развивалась программа «Атом для мира», направленная на демонстрацию мирного использования ядерной энергии. В 1953 году президент Дуайт Эйзенхауэр выступил с речью в ООН, предложив создать международный банк ядерного топлива. В рамках этой программы Комиссия по атомной энергии США (AEC) инициировала проект по строительству первой в мире коммерческой АЭС.

В 1954 году компания Duquesne Light Company (энергоснабжающая организация Питтсбурга) совместно с AEC и компанией Westinghouse Electric Corporation начала разработку проекта. Конструкция реактора была основана на проекте военно-морского реактора для подводных лодок, разработанного под руководством адмирала Хаймана Риковера. Риковер лично курировал строительство станции, настояв на использовании водо-водяного реактора под давлением (PWR).

Строительство и запуск

Строительство началось в 1954 году на берегу реки Огайо в 40 км от Питтсбурга. Реактор был заложен в стальной корпус толщиной 175 мм, рассчитанный на давление 140 атмосфер. Активная зона содержала 32 тепловыделяющие сборки (ТВС) с обогащением урана до 4,2% по изотопу U-235. Тепловая мощность реактора составляла 60 МВт, электрическая — 23 МВт (нетто).

26 мая 1957 года реактор вышел на критичность. 2 декабря 1957 года АЭС Шиппингпорт была официально подключена к энергосистеме Питтсбурга, начав подачу электроэнергии в промышленную сеть. Это событие считается моментом рождения коммерческой атомной энергетики.

Эксплуатация

В течение первых лет эксплуатации станция служила в основном экспериментальной площадкой. На ней отрабатывались технологии перегрузки топлива, системы безопасности и методы обращения с радиоактивными отходами. В 1964 году, после 7 лет работы, была произведена первая в мире полная перегрузка активной зоны коммерческого реактора.

В 1965 году мощность станции была увеличена до 60 МВт (электрических) за счёт модернизации турбины и теплообменников. В 1970-х годах станция использовалась для испытаний новых типов топливных сборок, в том числе с использованием смешанного оксидного топлива (MOX).

Вывод из эксплуатации

В 1982 году, после 25 лет работы, эксплуатация станции была прекращена. Причиной стали экономические факторы: станция морально устарела, её мощность была мала по сравнению с новыми блоками (типичные блоки 1970-х годов имели мощность 800–1200 МВт). Кроме того, требовались значительные затраты на модернизацию систем безопасности, не соответствовавших новым нормам, введённым после аварии на АЭС Три-Майл-Айленд (1979).

Вывод из эксплуатации проводился в три этапа. К 1989 году было демонтировано всё оборудование, кроме реакторного корпуса. В 1990-х годах здание реактора было законсервировано. В 2009 году компания Duquesne Light завершила дезактивацию площадки, и все радиоактивные материалы были вывезены на захоронение. В 2011 году площадка была признана пригодной для неограниченного использования.

Технические характеристики

Реакторная установка

АЭС Шиппингпорт была оснащена водо-водяным реактором под давлением (PWR) конструкции Westinghouse. Основные параметры:

• Тип реактора: PWR (Pressurized Water Reactor)
• Тепловая мощность: 60 МВт (первоначально), затем 60 МВт (электрических)
• Электрическая мощность: 23 МВт (нетто), после модернизации 60 МВт (брутто)
• Давление в первом контуре: 140 атм
• Температура теплоносителя: 280 °C
• Количество ТВС: 32
• Обогащение урана: 4,2% по U-235
• Замедлитель: обычная вода
• Теплоноситель: обычная вода

Система охлаждения

Для охлаждения конденсаторов турбины использовалась вода реки Огайо. Станция имела прямоточную систему охлаждения (без градирен). Вода после охлаждения сбрасывалась обратно в реку с температурой, не превышающей установленных норм.

Безопасность

В конструкции станции были предусмотрены:

• Стальной герметичный корпус реактора (толщина 175 мм)
• Система аварийного охлаждения активной зоны (ECCS) — одна из первых в мире
• Двойная система защиты от разрыва трубопроводов первого контура

Однако по современным меркам (постфукусимские стандарты) система безопасности считалась недостаточной. В частности, отсутствовала герметичная оболочка (контейнмент) в полном объёме — защита обеспечивалась только стальным корпусом и бетонным зданием.

Значение и наследие

Вклад в развитие атомной энергетики

АЭС Шиппингпорт доказала возможность коммерческого использования ядерной энергии для производства электроэнергии. Её успешная эксплуатация стимулировала строительство десятков коммерческих АЭС в США и других странах, включая СССР (первая в мире АЭС — Обнинская, запущенная в 1954 году, имела мощность всего 5 МВт и не была коммерческой).

На станции были отработаны:

• Технология перегрузки топлива под водой
• Методы обращения с радиоактивными отходами
• Системы аварийного охлаждения
• Контроль нейтронного потока и управления реактором

Памятник истории

В 1999 году АЭС Шиппингпорт была признана Национальным историческим памятником США. В 2008 году станция была включена в список «Исторические места Пенсильвании». В настоящее время на площадке установлен памятный знак, а здание реактора (после дезактивации) используется как складское помещение.

Сравнение с другими первыми АЭС

Критика

В период эксплуатации станция подвергалась критике со стороны экологических организаций, в частности, из-за сброса тёплой воды в реку Огайо, что приводило к локальному нагреву воды и гибели рыбы. Однако радиационных аварий на станции не зафиксировано. В 1970-х годах станция также критиковалась за недостаточную защиту от террористических угроз, что было характерно для всех АЭС того времени.

Интересные факты

• АЭС Шиппингпорт была построена на месте бывшего завода по производству боеприпасов времён Второй мировой войны.
• Реактор станции был создан на основе конструкции реактора для подводной лодки USS Nautilus (SSN-571), спущенной на воду в 1954 году.
• В 1964 году на станции впервые в мире была проведена полная перегрузка активной зоны коммерческого реактора без остановки станции (частичная перегрузка).
• Станция выработала за 25 лет работы около 2,5 млрд кВт·ч электроэнергии.

Источники

• U.S. Nuclear Regulatory Commission. «Shippingport Atomic Power Station — Decommissioning».
• National Historic Landmark Nomination: Shippingport Atomic Power Station. U.S. Department of the Interior, 1999.
• «The Shippingport Atomic Power Station: A History». Duquesne Light Company, 1982.
• «Nuclear Power: A History of the Shippingport Reactor». Westinghouse Electric Corporation, 1960.
• «Атомная энергия в США: от Шиппингпорта до наших дней». Журнал «Атомная техника за рубежом», 1975.