Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) недавно объявила об одобрении сертификации конструкции SMR (малого модульного реактора) NuScale, завершив 6-ю стадию рассмотрения заявки NuScale на сертификацию конструкции (DCA). Это означает, что ММР, использующие конструкцию реактора NuScale, могут быть законно построены в США, как только завершится процесс нормотворчества. Сертификация NRC также означает, что сертификация конструкции в других странах не должна создавать значительных препятствий.
Вопрос, который остается без ответа для большинства, заключается в том, как на самом деле работает этот процесс сертификации в NRC. Есть ли в NRC отделы, полные инженеров, которые последние десятилетия бездельничали, в то время как атомная промышленность США чахла? Что было в буквально миллионах документов, которые NuScale пришлось отправить в NRC в рамках процесса сертификации, и каковы эти шесть этапов?
Оставайтесь с нами, чтобы узнать об ускоренном курсе по сертификации ядерных реакторов, после небольшой истории SMR.
Из Советской России с любовью
Контейнеровоз «Севморпуть» на ММР, 2007 г.
Несмотря на то, что в наши дни концепция малого модульного реактора (ММР) пользуется большой популярностью, она никоим образом не является новой концепцией. Например, реакторы на военных кораблях и подводных лодках США, Франции, Китая и России являются ММР. В основном это автономные блоки, которые в случае корабельных реакторов могут использовать как низкообогащенное, так и высокообогащенное (в основном американское) урановое топливо, тепловую мощность от менее 100 МВт до нескольких сотен МВт и срок службы топлива около 10-30 лет.
Единственной страной, которая в настоящее время использует ММР в коммерческой эксплуатации, является Россия, чей первый ММР (ЭГП-6) по существу представляет собой уменьшенную версию реактора РБМК (ставшего популярным благодаря чернобыльскому реактору №4) с 12 Электрическая мощность МВт. Четыре из этих реакторов были построены в 1970-х годах на Билибинской АЭС, три из которых работают до сих пор. Эти реакторы планируется заменить на ММР КЛТ-40С на борту «Академика Ломоносова», который вырабатывает около 52 МВт электроэнергии.
Единственный в мире атомный контейнеровоз «Севморпуть» использует ММР КЛТ-40, как и российские ледоколы, такие как «Таймыр». Компания, стоящая за проектом КЛТ-40 (ОКБМ Африкантов), недавно увидела, как его преемник СМР РИТМ-200 впервые поступил в коммерческую эксплуатацию на ледоколах серии ЛК-60Я. Эти ММР рассчитаны на дозаправку каждые шесть-десять лет с выходной электрической мощностью 55 МВт (55 МВт) для РИТМ-200 или 120 МВт в случае более крупного РИТМ-400 (тепловая выходная мощность 315 МВт, или МВтт).).
Другие страны не имеют такого большого опыта работы с ММР, как Россия, хотя Аргентина находится на завершающей стадии строительства своего проекта ММР CAREM мощностью 25 МВт, а Китай строит свой первый ММР мощностью 125 МВт. АСР100. Такие страны, как Южная Корея, имеют лицензированные проекты, которые по-прежнему требуют заинтересованной коммерческой стороны для их создания. Toshiba 4S SMR планировалось установить на Аляске, пока проект не был отменен в 2011 году.
Очевидно, что лицензирование SMR имеет богатую предысторию, на которую следует ссылаться при рассмотрении новой конструкции SMR NuScale.
Определения безопасности
Среди задач NRC с момента его создания в 1974 году было регулирование коммерческих атомных электростанций. Это включает в себя сертификацию того, что новая конструкция реактора безопасна для строительства и эксплуатации в США. Такая сертификация дизайна действительна в течение 15 лет с последующим продлением каждые 10-15 лет.
В документе NRC «Общие сведения о проектах новых атомных электростанций» освещаются некоторые моменты, которые они ищут в новых проектах. К ним относятся проекты, которые улучшают существующие конструкции, будучи проще и используя такие силы, как гравитация, в своих интересах. Это, например, отражено в конструкциях реакторов Поколения III+ по сравнению с конструкциями Поколения II, где первые почти всегда используют гравитационные и тепловые свойства контуров охлаждения для пассивного охлаждения.
Взглянув на страницу графика проверки NuScale SMR, мы можем увидеть различные этапы процесса лицензирования. После подачи первоначальной заявки и проверки приемки начинается серьезная проверка безопасности. Для проекта NuScale этап 1 начался в апреле 2018 года с предварительного отчета об оценке безопасности (SER). За этим последовал этап 2, на котором был создан новый SER на основе вновь предоставленной информации после вопросов, поднятых на этапе 1. После этапов 3-6 это завершилось финальным SER (FSER), который сопровождался этим письмом в NuScale от Анны Х. Брэдфорд, директора отдела новых и продленных лицензий NRC.
В пресс-релизе NRC о завершении FSER было отмечено, что они выполнили 42-месячный график технического рассмотрения агентства и что следующим шагом будет процесс нормотворчества, в ходе которого проект будет официально сертифицирован. Этот сертификат «[позволит] коммунальному предприятию ссылаться на проект при подаче заявки на комбинированную лицензию на строительство и эксплуатацию атомной электростанции».
Это инженерная вещь
Обзор задач и обязанностей NRC.
Все документы FSER находятся в открытом доступе на веб-сайте NRC. Глава 1 («Введение и общее обсуждение») содержит общий обзор всего процесса, через который прошло приложение NuScale. Он охватывает подход поэтапной проверки, при котором различные аспекты конструкции рассматриваются с использованием одной из четырех различных норм в зависимости от того, связаны ли они с безопасностью и являются ли они значительными с точки зрения риска (A1) или не связаны с безопасностью и не являются значительными с точки зрения риска (B2).
Поскольку LWR (легководные реакторы) и ММР не являются чем-то новым, как мы видели ранее, они могли использовать стандартную ссылку (NUREG-0800, «Стандартный план обзора для обзора отчетов по анализу безопасности для ядерных Power Plants: LWR Edition», в частности раздел SMR). Во время интервью и встреч с инженерами NuScale сотрудники NRC приложили все усилия, чтобы получить ответы на все соответствующие вопросы, в том числе о том, могут ли сбои в элементе уровня B2 повлиять на элемент уровня B1 или A.
Для каждого элемента претензии NuScale проверяются с использованием экспериментальных данных (предоставленных инженерами NuScale) для подтверждения указанных утверждений. NuScale NIST-1 (NuScale Integral System Test Facility) - это экспериментальная установка, созданная NuScale для изучения условий в корпусе реактора и других местах, которые могут возникнуть в работающей реакторной системе. Более двух миллионов страниц данных и другой информации были подготовлены NuScale и отправлены в NRC для помощи в процессе сертификации.
Привлечение промышленности и научных кругов
Наличие огромного количества сотрудников в NRC, которые будут заниматься только задачами, связанными с NRC, было бы довольно сумасшедшим, следовательно, у NRC довольно небольшой штат, с большим количеством контрактов, заключенных с коммерческими фирмами, некоммерческими организациями. организаций и университетов каждый год, охватывая все, от технической помощи до исследований. Это в дополнение к исследовательским программам, спонсируемым NRC, чтобы улучшить понимание агентством любых соответствующих тем, охватывающих такие темы, как материаловедение, подходы к безопасности и точные свойства новых технологий и материалов.
Эта информация затем фиксируется в нормативных документах (НУРЕГ), которые впоследствии используются при лицензировании и перелицензировании ядерных реакторов. NRC поддерживает большой раздел библиотеки на своем веб-сайте, который включает NUREG. Все это служит для того, чтобы сделать весь процесс регулирования ядерной энергетики максимально прозрачным для общественности, а также предоставить ценную информацию о задействованных технологиях, материалах и процессах.
Уроки
Сравнение углеродного следа источников энергии.
Одной из задач NRC, конечно, также является реагирование на текущие события, например, когда в 2011 году сильное цунами и землетрясение обрушились на восточное побережье Японии, что привело к авариям на атомной электростанции Фукусима-дайити. Хотя японский парламент (комиссия, расследовавшая это событие) пришел к выводу, что это была авария по вине человека, в результате которой ответственная компания (TEPCO) была национализирована, NRC предпринял шаги для обеспечения того, чтобы любые уроки, которые можно было извлечь из этой аварии будет применяться ко всем реакторам США, существующим или строящимся.
Наряду с национализацией TEPCO Япония также преобразовала свою старую и неадекватную комиссию по ядерному регулированию в новое агентство, Управление по ядерному регулированию (NRA). Это агентство больше похоже на структуру NRC, гарантируя, что оно может быть максимально беспристрастным и научно обоснованным.
Хотя коммерческая атомная энергетика является самой безопасной формой производства электроэнергии с очень низким углеродным следом, ее имидж был сильно запятнан антиядерными настроениями. Это значительно повышает ставки, когда начинающие компании, такие как NuScale, стремятся использовать ММР для массового обезуглероживания не только электросети, но и замены других углеродоемких источников, таких как отопление или производство водорода. Прозрачность NRC здесь полезна, но немногие тратят время на чтение их обширной библиотеки или иным образом самообразование.
Часто задаваемые вопросы NuScale также отражают определенный уровень недовольства «обычными вопросами». В коммерческой атомной промышленности, а также в смежных областях существует желание сосредоточить внимание на науке и технике, а не на неверной и/или устаревшей информации. Одним из пунктов здесь является уже рассмотренный аспект безопасности, а также неправильное использование термина «ядерные отходы» для отработавшего топлива легководных реакторов, которое на самом деле является просто топливом для реакторов на быстрых нейтронах.
NRC, но также, например, Аналоги Канады (CNSC) являются свидетельством хорошо регулируемой отрасли, в которой ученые, инженеры и многие другие люди работают вместе, чтобы создать лучший и более чистый мир на благо всех.