Amerykański AP1000
Elektrownia, która będzie budowana w województwie Pomorskim, powstanie dzięki współpracy z Amerykanami – z firmą Westinghouse (dokładnie Westinghouse Electric Company – WEC). Tak, to jest to przedsiębiorstwo, które pozwoliło Nikoli Tesli rozwijać koncepcję prądu przemiennego. Choć pierwszą elektrownię w ogóle zbudował Thomas Edison, pierwsza placówka wytwarzająca prąd przemienny (powszechny dzisiaj) była dziełem Tesli i George’a Westinghouse’a – założyciela firmy Westinghouse.
Także pierwszą polską jądrową elektrownię zbuduje firma z bogatą historią i dorobkiem w dziedzinie technologii nuklearnej – Westinghouse skonstruowało już ponad 440 reaktorów jądrowych na całym świecie.
AP1000 (AP – Advanced Passive, zaawansowany pasywny) jest nowym reaktorem, choć w pewnym sensie jest rozwinięciem starszych, sprawdzonych konstrukcji Westinghouse. Nie będziemy jednak w żadnym wypadku laboratorium doświadczalnym dla nowej technologii. Pierwszy reaktor AP1000 został uruchomiony w 2018 roku. Obecnie na świecie pracują już cztery takie urządzenia – wszystkie w Chinach.
Schemat reaktora AP1000.Źródło: Westinghouse Nuclear
Jest to reaktor typu wodno-ciśnieniowego PWR generacji trzeciej, choć jest określany jako urządzenie generacji 3+. AP1000 z reguły osiągają moc elektryczną netto ponad 1110 MW, a moc cieplna tego reaktora jądrowego wynosi 3400 MWt (jednostka mocy cieplnej). Do obsługi takich ilości ciepła został zaprojektowany dwu-obwodowy układ chłodzenia. Wsad paliwowy ma postać 157 cermetowych prętów zawierających pastylki z dwutlenkiem uranu (wzbogaconego 2% – 4%).
REAKTOR JĄDROWY PWR
Typ reaktora jądrowego, w którym moderatorem jest lekka woda (zwykła woda). Specjalna konstrukcja rdzenia wykorzystuje to medium do uzyskania wolnych neutronów (ew. neutronów cieplnych), które podtrzymują reakcję. Zamknięty pojemnik rdzenia posiada przyłącza kilku (w większości dwóch, tzw. obieg pierwotny) układów chłodzenia, które wymuszają przepływ wody. W układach chłodzenia znajdują się wymienniki ciepła, które wytwarzają parę napędzającą turbiny w obiegu wtórnym. Woda chłodząca reaktor nie wydostaje się na ogół poza jego płaszcz, nie powstaje więc ryzyko uwalniania materiałów promieniotwórczych.
Z reguły w jednym z obiegów pierwotnych znajduje się specjalny zbiornik ciśnieniowy, który wykorzystując fizyczne właściwości wody pośrednio reguluje tempo reakcji w rdzeniu. Gdy temperatura wzrasta, woda rozszerza się osłabiając swoje właściwości moderacyjne, co z kolei hamuje reakcję – temperatura ponownie zaczyna spadać. Stąd reaktory PWR w pewnym stopniu są w stanie same się stabilizować.
Reaktor AP1000 został znacznie udoskonalony względem poprzedników w kategoriach bezpieczeństwa i prostoty konstrukcji. Wszystkie systemy awaryjnego chłodzenia przystosowano do pracy bez zasilania, wykorzystując naturalne zjawiska, np. konwekcję. Górne przyłącza systemów chłodzenia (tzw. hot leg) wychodzą z rdzenia pod takim kątem, iż mogą zapewnić przepływ wody wykorzystując grawitację.
Główny budynek reaktora to dwie warstwy betonowego płaszcza i metalowa osłona, pomiędzy nimi zastosowano poduszkę powietrzną umożliwiającą dodatkowe chłodzenie. Na szczycie pomieszczenia mieści się specjalny zbiornik z wodą, która w razie awarii będzie chłodzić wewnętrzny płaszcz reaktora przez około 7 dni. Powinno to dać wystarczająco czasu na podjęcie odpowiednich działań.
Systemy awaryjnego chłodzenia nie wymagają nawet ingerencji obsługi, wystarczy automatyczne odblokowanie kilku zaworów, by reaktor nawet w przypadku scenariusza totalnego black-outu (brak zasilania z zewnątrz i wewnątrz elektrowni) mógł nadal być chłodzony i uniknął uszkodzenia rdzenia. Ten nowoczesny i pasywny system bezpieczeństwa jest ewenementem wśród reaktorów PWR.
