Chińska polityka nie tylko na papierze

W ciągu zaledwie dwóch miesięcy, jakie upłynęły od ogłoszenia wznowienia programu jądrowego przez władze Chińskiej Republiki Ludowej, w kraju tym rozpoczęto budowę trzech nowych jądrowych bloków energetycznych. Są to oczywiście projekty, które przygotowane były już wcześniej, a których realizację wstrzymało tymczasowe zawieszenie wydawania pozwoleń na budowę nowych instalacji. Niemniej ich realizacja wskazuje, że Chińczycy traktują swoje zapowiedzi zupełnie serio.

 

Dwa spośród nowych projektów to kolejne bloki w ramach większych inwestycji. Bloki Fuqing-4 (w prowincji Fujian) oraz Yangjiang-4 (w prowincji Guangdong, dawniej znanej jako Kanton) wyposażone będą w chińskie reaktory wodne ciśnieniowe CPR-1000. Konstrukcja ta stanowi wersję rozwojową francuskiego reaktora M310 zastosowanego w pierwszych chińskich elektrowniach jądrowych w latach 90. W obu elektrowniach obecnie znajdują się w budowie po cztery takie bloki o planowanej mocy po 1080 MW brutto i 1000 MW netto. W obu elektrowniach planuje się także budowę kolejnych dwóch bloków wykorzystujących bardziej zaawansowaną wersję reaktora CPR-1000, wolną przy tym od elementów, do których prawa posiadają firmy francuskie. Docelowo zatem każda elektrownia ma dostarczać chińskiemu systemowi po 6 GW.

 

Znacznie ciekawszy jednak jest trzeci projekt – budowa bloku Shidaowan z reaktorami wysokotemperaturowymi HTR-PM w prowincji Szantung. Reaktory w tej instalacji będą chłodzone helem pod ciśnieniem 7 MPa i będą wykorzystywały paliwo w postaci kul (tzw. złoże usypane). Opuszczający reaktor gorący hel (o temperaturze na poziomie 750 °C) posłuży do wytwarzania przegrzanej pary wodnej w wytwornicach pary (parametry pary 13.2 MPa, 566 °C, a więc porównywalne z np. polskimi blokami konwencjonalnymi). Rozwiązanie takie pozwalać będzie na osiągnięcie nietypowo wysokiej (dla bloków jądrowych) sprawności na poziomie 40%. W tradycyjnych reaktorach wodnych jest to niemożliwe ze względu na zbyt niską temperaturę pracy reaktora nieprzekraczającą 320 °C.

 

Model elementu paliwowego reaktora wysokotemperaturowego ze złożem usypanym na ekspozycji Edelstein-Museum w Idar-Oberstein w Niemczech. Tego rodzaju paliwo wykorzystywać będzie instalacja HTR-PM.
Fot. Stefan Kühn via Wikipedia.

 

 

Koncepcja nowego bloku jest w zasadzie powtórzeniem zachodnioniemieckiego eksperymentalnego bloku THTR-300 zbudowanego w latach 80. W Niemczech badania jednak przerwano po niespełna trzech latach od ukończenia budowy bloku ze względu na rosnące koszty związane z nową technologią. Szczegółowych informacji technicznych o THTR-300 można zasięgnąć tutaj (materiał w języku niemieckim).

 

Podobny projekt realizowali wcześniej także Amerykanie, choć również w tym przypadku nie zakończył się on powodzeniem. Pilotażowy blok Fort St. Vrain pozostawał w eksploatacji przez 10 lat, jednak trapiony był przez liczne problemy eksploatacyjne związane z zastosowaną technologią (choć bardziej dotyczyły one urządzeń pomocniczych niż samego reaktora – przede wszystkim dmuchaw podających hel o niesprawdzonej wcześniej konstrukcji). Ze względu na koszty i ogólne załamanie programu jądrowego w USA po awarii Three Miles Island rozwoju tej technologii nie kontynuowano.

 

Na przełomie stuleci rozwój technologii wysokotemperaturowej podjęto w RPA (na podstawie odkupionej technologii niemieckiej), w USA oraz w Chinach (również wg wzorców niemieckich). Projekt południowoafrykański (PBMR) zakładał modyfikację technologii i wykorzystanie gorącego helu bezpośrednio w turbinie gazowej (co pozwalać miało na osiągnięcie sprawności powyżej 45%), jednak został zawieszony w końcu ubiegłej dekady ze względu na kryzys finansowy oraz społeczne protesty przeciwko rozwojowi energetyki jądrowej. Projekt amerykański (GT-MHR) pozostaje głównie na papierze i nie należy spodziewać się rychłej realizacji. 

 

Tymczasem w Chinach od roku 2003 pracuje (zbudowany na wzór wcześniejszch instalacji niemieckich) wysokotemperaturowy reaktor badawczy tego typu, HTR-10, opracowany przez pekiński Uniwersytet Tsinghua. Obecnie, mimo swojego statusu (reaktor badawczy), napędza on turbogenerator o mocy 20 MW zsynchronizowany z krajowym systemem energetycznym. Nowa instalacja będzie już prototypem rozwiązania o skali przemysłowej. Blok Shidaowan ma składać się z dwóch reaktorów i pojedynczej turbiny. Jego moc zainstalowana ma wynieść 210 MW.

 

Szczegółówe informacje o instalacji HTR-PM można znaleźć w prezentacji tutaj.

Ogólną analizę chińskiej energetyki jądrowej wykonaną przez stowarzyszenie World Nuclear Association tutaj.

Informacja prasowa (China Daily) dotycząca budowy instalacji HTR-PM tutaj.

Wszystkie materiały w języku angielskim.

 

Warto zauważyć, że żaden z trzech opisanych bloków nie jest jeszcze uwzględniony w statystykach Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (system PRIS), ponieważ nie rozpoczęto jeszcze prac nad konstrukcjami bezpośrednio związanymi z bezpieczeństwem reaktora.