Слабые звенья
Один из выявленных просчетов проекта NuScale связан с системой аварийного охлаждения активной зоны (ECCS, еmergency core cooling system).
В проекте NuScale, как и во многих других проектах легководных реакторов, применяется борное регулирование — добавление бора в охлаждающую жидкость для компенсации сгорания топлива и поддержания реактора в подкритическом состоянии при определенных условиях. Когда система ECCS активна, начинается перераспределение бора. Разработчики реактора показали в проектной документации, что в результате бор будет концентрироваться в активной зоне и выше, что предотвратит возникновение повторной критичности. Однако выявились сценарии переходных процессов, в которых ECCS запускается позже, чем может потребоваться.
В ответ NuScale Power пообещала внести в проект изменения, понижающие установленный уровень воды в контейнменте, при котором система срабатывает. Эти изменения должны, помимо прочего, гарантировать правильное распределение бора. На встрече с регуляторами в марте этого года компания также сообщила, что она может ввести дополнительный параметр, по достижении которого система ECCS сработает автоматически, — определенную разницу давлений между корпусом реактора и контейнментом.
Вторая проблема, обнаруженная в ходе анализа проекта экспертами ACRS — точнее, ряд проблем, — может оказаться серьезнее. Она касается «спиральных» парогенераторов типа HCSG (helical coil steam generators). Конструкторы любят их за компактность, простоту изготовления и повышенную эффективность теплопередачи. Эти качества снискали «улиткам"-парогенераторам популярность — по крайней мере, в оставшихся на бумаге проектах ВТГР, малых реакторов и даже в проекте реактора средней мощности IRIS.
В каждом из спиральных парогенераторов — по 1380 теплообменных трубок длиной 23,5−26,5 метра и внешним диаметром 1,59 см. Трубки сделаны из сплава 690TT. Таких парогенераторов в каждом из реакторных модулей два. Эксперты ACRS указали на возможный ускоренный износ сплава 690TT. Здесь уместно вспомнить историю 2012 года с парогенераторами калифорнийской АЭС «Сан-Онофре», поставленными компанией Mitsubishi Heavy Industries. Там всего за год износ нескольких трубок составил 35%, что вызвало утечку радиоактивного пара. За нецелесообразностью дальнейшего ремонта станцию пришлось закрыть.
На опасения относительно ускоренной коррозии Х. Рейес возразил, что NuScale располагает двумя крупными испытательными установками в Италии, на которых пучки труб парогенератора полной длины в 2018 году успешно прошли испытания. Эти испытания проводились для того, чтобы узнать, существуют ли уязвимости, подобные тем, что загубили парогенераторы «Сан-Онофре». (По данным расположенного в Пьяченце центра испытаний и сертификации SIET, тестирование трубок парогенератора NuScale началось в 2015 году.)
И наконец, третья проблема, тоже связанная с парогенераторами. В феврале эксперты ACRS указали на «неопределенности, связанные с колебаниями волн плотности (density wave oscillation, DWO) по второму контуру». В официальном письме от 1 мая этого года NRC согласилась с мнением экспертов. Парогенератор располагается слишком близко к активной зоне. Поэтому любые нестационарные явления, происходящие в нем, могут сказаться на реактивности.
Трудно сказать, в чем именно усомнились эксперты, так как часть обсуждений закрыта и их результаты не публикуются. Они лишь подчеркивают, что без доказательств сохранения целостности парогенераторов нельзя выдать заключение о безопасности проекта в целом.
Чтобы не тормозить проект, эксперты предложили компромиссное решение: проект реактора NuScale будет сертифицирован «без парогенератора», то есть при условии, что проект парогенератора не считается окончательным. Поэтому будущие заявители на получение комбинированной (строительной и эксплуатационной) лицензии на реакторы NuScale должны будут провести дополнительные исследования по комплексной программе вибрационных испытаний для парогенераторов. Кроме того, им придется подтвердить свои тесты экспериментально во время запуска программы.
В проекте для предотвращения DWO предусмотрено устройство ограничения потока (flow restriction device) со стороны второго контура, но в расчетах конструкторов и регулятора возникли расхождения относительно его эффективности. Информации на сайте NRC очень немного, и из нее нельзя понять, отчего указанные расхождения привели к такому жесткому решению.
У компании есть другой вариант действий. Сейчас, как мы уже упоминали, сертификацию проходит проект реактора NuScale мощностью 50 МВт. Однако строиться будут реакторы мощностью 60 МВт, которые позволят улучшить экономические показатели производства электроэнергии, доведя ее стоимость до $ 65/МВт·ч. В этом случае в 2022 году NuScale подаст в NRC заявку на сертификацию реактора мощностью 60 МВт по упрощенной процедуре, которая займет уже не 42, а 24 месяца. За это время NuScale сможет снять возникшие в ходе сертификации вопросы.
Или не сможет.