АЭС Три-Майл-Айленд ( англ. Three Mile Island Nuclear Station ) — остановленная атомная электростанция , расположенная на одноименном острове реки Саскуэханна в 16 километрах ниже по течению от Гаррисберга , столицы штата Пенсильвания , США . Станция состоит из двух энергоблоков , первый из которых закрыт 20 сентября 2019 года , тогда как второй остановлен навсегда после известной аварии 1979 года , оказавшей значительное влияние на развитие атомной энергетики США .

Общие сведения об АЭС

Первый энергоблок АЭС возведен в 1974 году строительной компанией United Engineers and Constructors по проекту фирмы Gilbert Associates Inc. и оснащен реакторной установкой _en и турбогенератором General Electric . Блок был запущен в 1974 году и его электрическая мощность составила 792 МВт . В 1988 году, после модернизации турбины, станция получила разрешение на работу при повышенной тепловой мощности реакторной установки и выработке электрической мощности 852 МВт (по состоянию на 2009 год) . В январе 2008 год лицензию на эксплуатацию первого энергоблока продлили на 20 лет после окончания действующей лицензии в 2014 году — до 2034 года . Однако 20 сентября 2019 года в связи с высокими эксплуатационными расходам первый энергоблок остановлен .

Первоначально проект станции, которая впоследствии стала вторым энергоблоком, был разработан для условий размещения на площадке АЭС Ойстер-Крик . Однако в декабре 1968 года, когда часть подготовительных работ была уже проведена, из экономических соображений строительство перенесли на площадку АЭС Три-Майл-Айленд. Генеральным проектировщиком блока стала фирма Burns and Roe , проектировавшая станцию Ойстер-Крик, что во многом определило конструктивные отличия между первым и вторым блоками АЭС Три-Майл-Айленд . Новый энергоблок электрической мощностью 906 МВт , на базе реакторной установки _en и турбогенератора Westinghouse был сдан в коммерческую эксплуатацию 30 декабря 1978 года и уже через полгода закрыт после произошедшей на нем аварии .

Общая площадь, занимаемая станцией, составляет около 155 га . На станции трудятся 725 человек, годовой фонд заработной платы при этом составляет около 60 миллионов долларов США . Энерговыработка за 2016 год составила — 7,1 миллиарда кВт·ч , а налоговые выплаты около одного миллиона долларов .

Эксплуатирующей организацией и владельцем первого энергоблока станции в настоящее время является корпорация Exelon . Закрытым после аварии вторым энергоблоком владеет компания FirstEnergy .

Конструкция

Технологическая схема

Тепловая схема энергоблоков является двухконтурной. Рабочие среды первого и второго контуров физически разделены между собой теплообменной поверхностью парогенераторов . Тепловая энергия, производимая в ядерном реакторе, передается от топлива к теплоносителю первого контура через стенки твэлов . Затем теплоноситель, проходя через трубки парогенераторов, передает тепло среде второго контура, в результате чего происходит её превращение в пар. В турбинной установке энергия пара преобразуется в энергию вращения ротора генератора. Генератор в свою очередь преобразует механическую энергию вращения в электрическую. Пар из турбины сбрасывается в конденсатор где происходит его полная конденсация на стенках теплообменных трубок. Отвод тепла от конденсаторов турбины в окружающую среду осуществляется по отдельному контуру через башенные испарительные градирни. Конденсат турбины после очистки возвращается обратно в парогенераторы, что замыкает тепловой цикл станции .

Реакторная установка

Реакторные установки первого и второго энергоблоков тепловой мощностью 2568 и 2770 МВт соответственно , были изготовлены одним из пионеров американской ядерной индустрии _en . Подобными установками оснащены также блоки 1, 2 и 3 АЭС Окони , блок 1 АЭС Арканзас , _en , блок 3 АЭС Кристал Ривер и АЭС Дэвис-Бесс , хотя последняя отличается компоновкой парогенераторов .

Реакторная установка Babcock and Wilcox выполнена по петлевой схеме с использованием двух прямоточных парогенераторов . Нагретый в реакторе теплоноситель подводится в каждый парогенератор по одной «горячей» нитке главного циркуляционного трубопровода и возвращается в реактор через две «холодных» нитки при помощи главных циркуляционных насосов. Давление в первом контуре поддерживается с помощью компенсатора давления , соединенного с «горячей» ниткой одной из петель реакторной установки . Установка работает при давлении 15,5 МПа, температуре теплоносителя на входе в активную зону 298 °C , на выходе — 334 °C .

Реактор представляет собой цилиндрический сосуд с полусферической крышкой, демонтируемой для перегрузки топлива. Материал — сталь легированная марганцем и молибденом . Вся внутренняя поверхность, имеющая контакт с теплоносителем, плакирована нержавеющей сталью .

Ядерное топливо

Активная зона содержит 177 четырёхгранных тепловыделяющих сборок высотой 4206 мм, шириной 217 мм и весом 687,2 кг каждая. Одна сборка состоит из 208 тепловыделяющих элементов с шагом 15 мм, а также каналов для входа органов регулирования. Материал — _en 4 (сплав на основе циркония ). Тепловыделяющие элементы содержат таблетки из диоксида урана , слабообогащённого по 235 изотопу . Обогащение различных сборок — 2,96 ; 2,64 ; 1,98 %. Общая масса диоксида урана в сборке — 526 кг. Органы управления и защиты — 61 пучок (кластер), с 16-ю поглощающими элементами в каждом. Средняя глубина выгорания 35 МВт·сут/кг, максимальная проектная — 50,2 МВт·сут/кг .

Авария 1979 года

28 марта 1979 года на АЭС произошла одна из крупнейших аварий в истории ядерной энергетики США. В результате сочетания технических неисправностей, нарушений ремонтных и эксплуатационных процедур и неправильных действий персонала аварийная ситуация развилась в очень тяжёлую, в итоге была серьёзно повреждена активная зона реактора включая часть топливных урановых стержней. Впоследствии выяснилось, что около 45 % компонентов активной зоны — 62 тонны — расплавилось.

Наиболее драматическими стали пятница и суббота 30-31 марта. Окрестные жители стали покидать свои дома. Власти подготовились к эвакуации населения внутри 35-км зоны включая Гаррисберг. Панические настроения подогревались и тем, что 16 марта, за две недели до происшествия на экраны кинотеатров вышел фильм « Китайский синдром », в котором изображалась гипотетическая авария на атомной электростанции и то, как руководство с помощью властей пыталось скрыть её от общественности. Однако ни расплавления реактора, ни катастрофического выброса радиоактивных веществ в окружающую среду не произошло: его предотвратила локализующая система безопасности — гермооболочка , прочное герметичное защитное сооружение, внутри которого находится реактор и оборудование 1-го контура в установках этого типа.

Согласно официальным данным в результате аварии никто не погиб и не получил серьёзного ущерба для здоровья. Попавшее в окружающую среду количество радиоактивных частиц было оценено как незначительное. Однако событие вызвало чрезвычайно широкий резонанс в обществе, в США началась широкомасштабная и сверхэмоциональная антиядерная кампания, результатом которой явился постепенный отказ от строительства новых энергоблоков. Из 125 строившихся в США на время аварии объектов атомной энергетики — 50 были законсервированы несмотря на высокую степень готовности некоторых из них. В результате, ядерная энергетика США с 80-х годов практически не развивалась, что не мешает ей оставаться до сих пор самой мощной в мире . По данным на осень 2017 года в США имеют лицензию и эксплуатируются 99 атомных энергоблоков, производящих пятую часть электричества в стране .

Работы по устранению последствий аварии были начаты в августе 1979 года и официально завершены в декабре 1993. Они обошлись в 975 миллионов долларов США, что в три раза превысило сумму на которую станция была застрахована. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора, активная зона тщательно исследована. Энергоблок 2 был закрыт навсегда и находится под постоянным наблюдением .

Работа станции

Первый энергоблок находился в плановом ремонте во время аварии на втором, работу ему было суждено начать лишь спустя 6 лет, в 1985 году . За эти годы на станции были проведены многочисленные модернизации и улучшения, как в технической части, так и в части совершенствования эксплуатационных процедур и тренировок персонала. После эмоциональных общественных слушаний и заседаний специальных комиссий, « китайский синдром » (безапелляционная критика, не имеющая логических и научных обоснований) был всё же побеждён и 1-й энергоблок продолжил свою работу . В дальнейшем его номинальная мощность была увеличена до 107 % (852 МВт). В 2008 году срок эксплуатации блока-1 был продлён (англ.) ( до 2034 года .

В 2010 году компания (англ.) ( выкупила турбогенератор закрытого 2-го блока, чтобы переправить его в Северную Каролину для использования при строительстве нового энергоблока АЭС Широн Харрис . Турбогенератор находится в отличном состоянии, ведь он успел проработать всего полгода. Оборудование, весящее около 700 тонн, перевозилось частями .

Информация о энергоблоках

Энергоблок	Тип реакторов	Мощность		Начало строительства	Энергетический пуск	Ввод в эксплуатацию	Закрытие
		Чистый	Брутто
Три Майл Айленд-1	PWR	819 МВт	880 МВт	18.05.1968	19.06.1974	02.09.1974	20.09.2019
Три Майл Айленд-2	PWR	880 МВт	959 МВт	01.11.1969	21.04.1978	30.12.1978	28.03.1979

Примечания