Fort Sent-Vrain ishlab chiqarish stantsiyasi - Fort St. Vrain Generating Station

Fort Sent-Vrain ishlab chiqarish stantsiyasi

Fort Saint Vrain ishlab chiqarish stantsiyasi a tabiiy gaz quvvatlanadi elektr energiyasi shaharchasi yaqinida joylashgan ishlab chiqarish korxonasi Plattevil shimoliy Kolorado ichida Qo'shma Shtatlar. Hozirda uning quvvati 1000 MVt dan kam bo'lib, unga tegishli va boshqariladi Xcel Energy, zavod asoschisining vorisi, Kolorado shtatining davlat xizmatlari kompaniyasi. Ushbu shaklda 1996 yilda Internetga ulangan.

Muassasa dastlab a sifatida qurilgan atom elektr stantsiyasi. 1979 yildan 1989 yilgacha atom energiyasini ishlab chiqaruvchi elektr stantsiyasi sifatida ishlagan.[1]

Tarixiy obzor

Fort Saint Vrain Generating Station Koloradodagi birinchi va yagona sifatida qurilgan atom elektr stantsiyasi 1979 yildan 1989 yilgacha ishlagan.[1] Bu sovutilgan ikkita yuqori haroratli gazdan biri edi (HTGR ) AQShdagi kuch reaktorlari. Birlamchi sovutish suyuqligi geliy haydash uchun issiqlikni suvning ikkilamchi sovutish tizimiga o'tkazdi bug 'generatorlari. Reaktor yoqilg'isi birlashtirildi bo'linadigan uran va serhosil torium prizmatik grafit matritsasi ichida tarqalgan mikrosferalar. Reaktor 330 MVt (330 MVt) elektr quvvatiga ega edie), 842 MVt (842 MVt) issiqlik quvvatidan hosil bo'ladith).[1]

Fort St. Vrain HTGR elektr stantsiyasi 1965 yil mart oyida taklif qilingan va uning arizasi Atom energiyasi bo'yicha komissiya 1966 yil oktyabrda. Qurilish 1968 yil sentyabrda boshlangan.[1] HTGR konstruktsiyasi o'sha paytdagi odatdagi qaynoq suv konstruktsiyalaridan ko'ra xavfsizroq edi, temir bilan mustahkamlangan, oldindan streslangan beton gumbazli inshootlarga ega. Buning uchun faqat temir karkasli konstruktsiya kerak edi, reaktor yadrosi qisman qisib qo'yilgan beton reaktor bosimli idishda (PCRV) joylashgan edi. Qurilish qiymati 200 million dollarga etdi yoki taxminan 0,60 dollar / o'rnatilgan vatt. Dastlabki sinov 1972 yilda boshlangan va birinchi tijorat quvvati 1979 yil iyulda tarqatilgan.[1]

Zavod texnik jihatdan muvaffaqiyat qozondi, ayniqsa uning ishlash muddatining oxiriga kelib, lekin egasining tijorat umidlari bo'ldi. Birinchi tijorat HTGR dizaynlaridan biri sifatida zavod a kontseptsiyaning isboti bir nechta ilg'or texnologiyalar uchun, lekin bir qator erta qabul qiluvchi qimmat tuzatishlarni talab qiladigan muammolar. Ta'minot muammolari bu va boshqa muammolarni yanada kuchaytirdi.

Dizaynning o'ziga xos xususiyatlari

Fort Seynt Vrain ishlab chiqarish stantsiyasida yonilg'i quyish joyi

Fort Saint Vrain HTGR zamonaviy yengil suvli reaktorlarga qaraganda ancha samarali bo'lib, issiqlik samaradorligini 39-40% ga etkazdi va bug 'tsikli elektr stantsiyasi uchun juda yaxshi edi. HTGR dizaynining ishlashi osonlashtirilishi mumkin elektr energiyasiga bo'lgan talab yukiga rioya qiling, uning plitasi quvvatini har doim ishlab chiqarishni talab qilish o'rniga. Reaktor, shuningdek, nisbatan kam yonilg'iga ega edi, maksimal issiqlik energiyasi 90000 MVtni tashkil etdi (yorug'lik suvi reaktorlari bilan solishtirganda 10000 dan 40 gacha bo'lgan kuyish, kelajak uchun kontseptsiya. Ammo, disk raskadrovka sabab bo'lgan muammolar erta o'lim.

Operatsion tajriba

Ko'pgina muammolar Fort Saint Vrain HTGR operatsion tajribasida paydo bo'lgan. Garchi ushbu muammolar ob'ektga yoki jamoat xavfsizligiga hech qachon tahdid solmasa ham, xodimlar, asbob-uskunalar va jihozlarga katta stress tushgan va doimiy ishlash zavod egasiga iqtisodiy bo'lmagan ko'rinishga olib kelgan. O'tmishdagi muammolarning aksariyati katta xarajatlar evaziga hal qilindi va iqtisodiy tanazzul va zavod tarixi uning egasi uni oxiriga yetmagan bo'lsa ham yopib qo'yishiga sabab bo'lganida, zavod tijorat jihatdan foydali darajada ishlay boshladi. dizayn muddati.

Veyn-Fort Vrainda uchta asosiy toifadagi muammolar mavjud edi: birinchidan, suvning kirib borishi va korroziya masalalari; ikkinchidan, elektr tizimidagi muammolar; uchinchidan, umumiy ob'ekt masalalari.

Suv infiltratsiyasi va korroziya muammolari (geliy sirkulyatorlari)

Fort St. Vrain reaktorining PCRV (chapda) va geliy sirkulyatorining (o'ngda) diagrammasi

Veyn-Fortning eng katta muammosi geliy sirkulyator. Geliyning kichikroq molekulalari gazning chiqib ketishining oldini olish uchun juda zich qistirmalarni talab qilar edi. Ba'zi muhrlarda harakatlanuvchi yuzalar qatnashgan va geliy tarkibida suv bilan yog'langan yotoq konstruktsiyasi ishlatilgan. Geliy tizimidagi ifloslantiruvchi moddalarni, shu jumladan suvni tozalash uchun gazni tozalash tizimi ta'minlandi. Dizayn muammolari geliy tizimida juda ko'p suv paydo bo'lishiga olib keldi va bu korroziyaga olib keldi.

Dizaynerlar suv purkagichlarni rulmanlarda bosimni tizimdagi gaz bosimiga teng ushlab turishlari kerak edi. Amalda gaz bosimi kutilganidan ko'ra ko'proq o'zgarib turdi va ortiqcha suvning sirkulyatorga tushishiga imkon berdi.

Gazni tozalash tizimining quvvati podshipniklardan ortiqcha suvni hisobga olmagan va grafit reaktor yadrosidagi yuqori haroratli reaktsiyalar geliydagi qoldiq suv ta'sirini kamaytiradi, deb taxmin qilgan, odatdagi yadro grafitining g'ovakliligiga asoslanadi. Veyn Fortining yadrosini qurish uchun ishlatiladigan grafit yuqori darajadagi va kamroq g'ovakli bo'lgan va shu sababli bu reaksiyalar yuz berishi uchun u qadar sirtni ko'rsatmagan.[2]

Tizim xavfsizligi buzilmasa ham, reaktor tizimlarida suv va korroziya sababli tez-tez ishlash muammolari yuzaga keldi. Gazni tozalash tizimidagi sovutgich bloklarida hosil bo'lgan muz, ularning samaradorligini pasaytiradi. Reaktorning chiqishi pastga aylantirilgan va tizim soviganida, geliy tizimidagi uskunalar va asboblarga suv quyilib borar edi. Boshqarish tayoqchalari zanglagan va tez o'chirishlar to'g'ri ishlamay qoldi. Kutilgan vaqtinchalik SCRAMsiz (ATWS) paydo bo'lganda boratlangan grafit sharlarini yadroga chiqarib yuboradigan zaxira o'chirish tizimi, ba'zida mavjud emas edi, chunki suv borni kislota hosil qilish uchun grafit sharlarini yumshatgan va ularning to'planib qolishiga sabab bo'lgan. birgalikda. PCRV tarkibidagi po'lat "tendonlar" xlorid yog'inlari tufayli korroziyaga uchragan va zaiflashgan. Zang parchalari sovutish suvi ichiga ko'chib o'tib, muhim asbob-uskunalarda, shu jumladan qo'mondon tayoqchalarida joylashgan. Bug 'generatorining oqishi ham korroziya tufayli yuzaga keldi.[2]

Korroziyaga olib kelgan dizayndagi muammolar qisman aybdor edi regulyatorlar, ular bug'ning yuqori darajadagi yadroli grafit bilan kimyoviy reaktsiyalariga va gazni tozalash tizimiga ta'siriga katta e'tibor qaratdilar. Bu munozarali edi memorandumlar dan Rokvill, Merilend haddan tashqari iste'mol qilingan muhandislik resurslari va boshqa dizayn jihatlari e'tibordan chetda qoldi. Korroziya bilan bog'liq muammolar uchun aybning bir qismi FSV egasi va uning ishi va texnik xizmat ko'rsatish protsedurasi zimmasiga ham tushdi. Masalan, o'simlikning muhim qismlarida namlik signallari bir necha oy davomida ogohlantirishlarni keltirib chiqardi, ammo ular nuqsonli deb hisoblanmadi. Ta'mirlash uchun nuqsonli deb taxmin qilingan namlik signalizatorlarini olib tashlash uchun yuborilgan xodimlar, namlik signalizatorlari nuqsonli emasligini aniqladilar va ba'zida qurilmalar ularning armaturasidan chiqarilganda katta miqdordagi suv bo'shatildi.

Va nihoyat zavod dizaynerlari geliy tizimidagi ortiqcha suv bilan kurashish uchun gazni tozalash tizimini o'lchamaslik uchun umumiy mas'uliyat, chunki ular ortiqcha suv kirib borishini taxmin qilishlari kerak edi. Ular buni orqadan ko'rib tan olishdi: "FSV sirkulyatorlari" barcha dizayn ko'rsatkichlariga mos kelishdi ", ammo suv bilan moylangan podshipnikning yotoqlari, muhrlari va qo'llab-quvvatlash tizimlari ko'plab muammolarni keltirib chiqardi. Bundan tashqari, sirkulyatorlarda bug 'turbinasi qo'zg'atuvchisi ishlatilgan. Ushbu noyob dizayn xususiyatlari suvning yadroga kirib borishiga olib keldi, bu o'simliklarning etishmasligi uchun asosiy sababdir. "[3]

Elektr tizimidagi muammolar

Fort-Vrain yuqori haroratli gaz reaktorining ishlash diagrammasi

Zavodning elektr tizimiga ko'p marta duch kelingan va qarorlar tez-tez qimmatga tushgan. Transformatorlar nosozliklarga duch kelishdi. Zaxira generatorlari ba'zida faollashtirilganda ishlamay qolishi mumkin edi, va boshqa holatlarda, ish paytida yonma-yon kanal muammolari yuzaga kelib, ularni ishlab chiqarishga imkon bermadi. Zaxira quvvatining ishlamay qolishi, shuningdek, namlik infiltratsiyasi bilan bog'liq ba'zi muammolarga olib keldi, bu esa rulmanli suv quyish tizimlarining mantig'ini va geliy sirkulyatorining harakatlanish mantig'ini har xil ravishda buzdi. Transformatorlarning ishlamay qolishi va natijada zaxira quvvatining ishlamay qolishi hech bo'lmaganda elektr kabellariga namlik singib ketishi va keyinchalik elektr quvvati past bo'lganida tuproqning yorilishi tufayli yuzaga keldi, chunki avvalgi namlik infiltratsiyasi muammolaridan suv olib tashlandi. Ushbu elektr nosozligi yanada namlikning kirib borishiga olib keldi deb ishoniladi.[2]

Umumiy ob'ektlar muammolari

Ob'ekt pudratchilari bir necha bor xavfsizlik masalalarini kiritdilar. Keyinchalik jiddiy voqealardan birida pudratchining ishchilari gidravlik bloklarga shikast etkazishdi, bu esa gidravlik suyuqlikni reaktorni boshqarish kabellari ustiga purkashga imkon berdi. Keyin xuddi shu ekipaj boshqaruv kabellari ustida joylashgan uskunalarga payvandlash ishlarini olib bordi. Issiq cüruf tarkibida bo'lgan materialga tushdi gidravlik suyuqlik va nazorat kabellaridagi suyuqlik bilan birga uni yoqdi. Yong'in kabellarni besh daqiqa davomida ushlab turdi va 16 ta muhim nazorat kabellari shikastlandi. Keyin pudratchining ishchilari ushbu holat to'g'risida zavod xodimlariga xabar bermadilar va reaktor bir necha soat shu holatda ishladi. Boshqa bir holatda, noto'g'ri topraklanmış payvandlash apparatlaridan foydalangan pudratchi xodimlar neytronlarni himoya qilish sxemalarini o'chirib qo'yishdi va bu butun zavodni bezovta qilishiga olib keldi.[2]

Operatsionni takomillashtirish va yopish

Suv bilan bog'liq bo'lgan korroziya muammolari va elektr muammolari sababli, zavodning to'xtashi odatiy hol edi. Natijada, Kolorado shtati jamoat xizmati kompaniyasi tijorat faoliyatining davomiyligini iqtisodiy jihatdan shubha ostiga boshladi. 1987-1989 yillarda ishlashning o'sishi kuzatildi, bu ba'zi muammolar tizimda ishlab chiqilganligini ko'rsatdi, ammo Davlat xizmatiga ishontirilmadi. 1989 yilda davlat xizmati zavodni yopish to'g'risida o'ylashayotganligini ko'rsatdi. O'sha yilning oxirida reaktorning muhim qismi uzoq muddatli korroziyaga uchragan va uni almashtirishni talab qilgan. Uning o'rnini bosuvchi xarajatlar haddan tashqari yuqori deb hisoblandi va zavod to'xtatildi. Yoqilg'ining ishdan chiqarilishi va olib tashlanishi 1992 yilga qadar yakunlandi. Shunday qilib Veyn Forti AQShda ishdan chiqarilgan birinchi tijorat miqyosidagi yadro reaktoriga aylandi.[4]

Tahlil

Veyn Fortida olingan saboqlar HTGR tipidagi so'nggi reaktor dizaynlarini u erda yuzaga kelgan muammolarga qarshi turlicha strategiyalarni qabul qilishga olib keldi. Yaqinda ishlab chiqarilgan HTGR konstruktsiyalari katta birlik yadrolaridan (ixchamroq modulli birliklar foydasiga) qochishga, beton reaktor bosimli idishlar (isbotlangan uglerod yoki qotishma po'latdan yasalgan reaktor bosim idishlari foydasidan) qochishga moyil bo'lib, bug 'aylanishidan saqlanishga intildi. yadro va bug 'generatorlari orasidagi suvga asoslangan oraliq sxemasiz. Boshqalar, masalan Adams Atomic Engine (azot yordamida), Romava Nereus (geliy yordamida) va Umumiy atom GT-MHR (geliydan foydalangan holda) iloji boricha yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan reaktor kontseptsiyasini soddalashtirishni ma'qullashdi, deyarli reaktor va gaz turbinasi bilan reaktor bilan bog'langan, to'g'ri o'lchamdagi, tabiiy ravishda xavfsiz yadro yordamida suv ishlatilmaydi. o'simlik dizayni. GT-MHR esa etarlicha katta bo'lib, u konvektsiya qilingan havo yordamida qoldiq issiqlikni olib tashlash tizimiga ega.

Veyn Fortining reaktor konsepsiyasi AREVA ning Antares reaktori ko'rinishida qayta tirilishni boshdan kechirdi. Bu yuqori haroratli geliy bilan sovutilgan modulli reaktor va shuning uchun kontseptual jihatdan Sent-Vrain Fortidagi reaktorga o'xshaydi. INL AREVA-ning Allegro reaktorini 2021 yilgacha prototip sifatida joylashtirish uchun tanlangan Keyingi avlod atom elektr stantsiyasi (NGNP) sifatida tasdiqladi.[5]

Yonuvchan quvvat sifatida qayta ishlating

Reaktorning ishdan chiqarilishidan so'ng Veyn Fort Vren yonish moslamasiga aylantirildi. Birinchi tabiiy gaz yonish turbinasi 1996 yilda o'rnatilgan. 2001 yilga qadar yana ikkita turbinalar o'rnatildi. Issiqlikni tiklash bug 'generatorlari (HRSG) zavodning ishlashiga imkon beradi birlashtirilgan tsikl rejimi, bunda yonish turbinasi chiqindi gazlaridan olinadigan chiqindi issiqlik inshootning asl nusxasini haydashga qodir bug'ning ikkinchi bosqichini hosil qilish uchun ishlatiladi. bug 'turbinasi va generator. 2011 yil holatiga ko'ra, zavodning ishlab chiqarish quvvati 965 MVt.[4]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e "IAEA - reaktor bo'yicha tafsilotlar - Fort Vrain Fort". IAEA. 2013-04-13. Olingan 2013-04-14.
  2. ^ a b v d Muso, D. L .; Lanning, W. D. (1985-05-13). "Fort Vrain HTGR Fort-dan so'nggi operatsion tajribani tahlil qilish va baholash". Gaz bilan sovutilgan reaktorlar uchun xavfsizlik va baxtsiz hodisalarni tahlil qilish bo'yicha mutaxassislar yig'ilishi. Vena, Avstriya; Oak Ridge, Tennesi, AQSh; Rokvill, Merilend, AQSh: Xalqaro Atom Energiyasi Agentligi; Oak Ridge milliy laboratoriyasi; AQSh yadroviy tartibga solish komissiyasi. OSTI  5535126.
  3. ^ Dastur xodimlari, Loyiha 4250 (1988 yil mart). "MHTGR: yangi ishlab chiqarish reaktori tajribasi bazasi". GA-A-19152. San-Diego, Kaliforniya, Amerika Qo'shma Shtatlari: Umumiy atom, 59-bet (2-40). Olingan 2009-11-05.
  4. ^ a b Xcel Energy (2011-03-26). "Fort St. Vrain Station". Kolorado, AQSh Arxivlandi asl nusxasi 2010-12-26 kunlari. Olingan 2011-03-26.
  5. ^ "INL Allegro dizaynini ma'qulladi".

Tashqi havolalar

Koordinatalar: 40 ° 14′40 ″ N 104 ° 52′27 ″ V / 40.24444 ° 104.87417 ° Vt / 40.24444; -104.87417