هينكلي بوينت، محطة طاقة نووية
محطة هينكلي بوينت للطاقة النووية هي محطة ماغنوكس للطاقة النووية سابقًا . تقع على مساحة 19.4 هكتارًا (48 فدانًا) في مقاطعة سومرست على ساحل قناة بريستول ، على بُعد 8 كيلومترات (5 أميال) غرب مصب نهر باريت . وتتولى شركة خدمات الترميم النووي ، المرخصة من هيئة إزالة التلوث النووي ، إدارة عملية إيقاف تشغيل المحطة .
تاريخ
كانت محطة هينكلي بوينت إيه واحدة من ثلاث محطات طاقة تابعة لشركة ماغنوكس تقع بالقرب من مصب نهر سيفرن وقناة بريستول، والمحطات الأخرى هي أولدبري وبيركلي .
بدأ بناء محطة الطاقة، التي تولتها مجموعة شركات مدعومة من إنجلش إلكتريك وبابكوك آند ويلكوكس المحدودة وتايلور وودرو للإنشاءات ، [ 5 ] في عام 1957 مع هدف افتتاحها في عام 1962. [ 6 ] وقد قامت شركة إنجلش إلكتريك بتوريد المفاعلات والتوربينات. [ 7 ]
في 22 أبريل 1966، افتتح وزير الطاقة ريتشارد مارش رسمياً محطة الطاقة النووية الجديدة. [ 8 ] [ 9 ]
في أواخر سبعينيات القرن العشرين، تم تركيب حاسوبين صغيرين من طراز DEC PDP-11/40 (حاسوب واحد لكل مفاعل) للكشف عن انفجارات التوربينات ومراقبة درجة حرارة المفاعل، ليحلا محل أنظمة القياس الأصلية. [ 10 ] كما تم تركيب حاسوب صغير من طراز DEC PDP-11/34 لعرض وتسجيل بيانات معلمات التوربينات، ليحل محل الأنظمة الأصلية. [ 11 ]
في عام 1988، سجل المفاعل رقم 2 رقماً قياسياً عالمياً لأطول فترة متواصلة لتوليد الطاقة من مفاعل نووي تجاري، بلغت 700 يوم و7 ساعات. [ 12 ] وكانت محطة هنترستون أ للطاقة النووية تحمل الرقم القياسي العالمي السابق البالغ 698 يوماً.
تصميم
كانت محطة الطاقة، التي تخضع حاليًا لعملية إيقاف التشغيل، تضم مفاعلين من نوع ماغنوكس ، يزود كل منهما ثلاث مجموعات من مولدات التوربينات الكهربائية من نوع إنجلش إلكتريك بقدرة 93.5 ميغاواط بالبخار، والتي صُممت جميعها معًا عبر المفاعلين لإنتاج 500 ميغاواط صافية، ولكن بعد تخفيض قدرة إنتاج الطاقة للمفاعل بسبب مخاوف التآكل، أنتج المفاعلان معًا 470 ميغاواط صافية. [ 13 ]
استند التصميم إلى المبادئ التي أرستها محطة كالدير هول للطاقة النووية ، حيث استخدم قلب مفاعل من وقود اليورانيوم الطبيعي في علب من سبيكة ماغنوكس داخل مهدئ من الجرافيت، وكل ذلك داخل وعاء ضغط فولاذي ملحوم. تم تبريد القلب بثاني أكسيد الكربون الذي تضخه ست مضخات تدوير غازية بقدرة اسمية 7000 حصان (5.2 ميغاواط)، والتي تنقل الغاز الساخن من القلب إلى ست وحدات لرفع البخار (غلايات) عبر قنوات فولاذية. ويمكن تشغيل مضخات تدوير الغاز بواسطة محركات حثية موصولة بالكهرباء الرئيسية، أو عند توفر البخار، من إحدى مجموعات مولدات التوربينات المتغيرة السرعة الثلاث المخصصة بقدرة 33 ميغاواط (مجموعة واحدة لكل مفاعل مع مجموعة احتياطية). كان ضغط التصميم لدائرة الغاز 185 رطل لكل بوصة مربعة، ودرجة حرارة الغاز الخارج من المفاعل 378 درجة مئوية (712 درجة فهرنهايت) ، إلا أنه تم تخفيض هذه القيم لاحقًا عندما تبين أن ثاني أكسيد الكربون الساخن يتسبب في تآكل مكونات الفولاذ الطري لدائرة الغاز بسرعة أكبر من المتوقع. وكما هو الحال في جميع مفاعلات ماغنوكس، صُمم مفاعل هينكلي بوينت إيه لإعادة التزود بالوقود أثناء التشغيل، بحيث يمكن استبدال عناصر الوقود المستهلكة بوقود جديد دون إيقاف تشغيل المفاعل.
رغم أن محطة هينكلي بوينت إيه كانت مصممة في الأساس لتوليد الكهرباء لأغراض سلمية، إلا أنها عُدّلت بحيث يمكن استخراج البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة لأغراض عسكرية عند الحاجة. [ 14 ] [ 15 ]
تم تركيب خمسة مولدات ديزل طوارئ من طراز English Electric 8CSV بقدرة 1050 حصان في هينكلي بوينت أ، لاستخدامها في حالة انقطاع إمدادات الشبكة.
مواصفة
| المعلمة | |
|---|---|
| إنتاج التوربينات الرئيسية | 6 × 93.5 ميغاواط 500 ميغاواط |
| منطقة المحطة الرئيسية | 16.2 هكتار (40 فدانًا) |
| الوقود لكل مفاعل | 355 طن (349 طنًا) |
| وقود | اليورانيوم الطبيعي |
| علب الوقود | ماغنوكس |
| درجة حرارة سطح الوقود | حوالي 430 درجة مئوية (806 درجة فهرنهايت) |
| ضغط ثاني أكسيد الكربون | 12.7 بار غرام (185 رطل/بوصة مربعة غرام) |
| درجة حرارة مخرج قناة ثاني أكسيد الكربون | 387 درجة مئوية (729 درجة فهرنهايت) |
| عدد القنوات لكل مفاعل | 4500 |
| الوزن الإجمالي للجرافيت لكل لب | 1891 طن (1861 طنًا) |
| صمام إيقاف التوربين لظروف البخار HP | 45.5 بار (660 رطل/بوصة مربعة) 363 درجة مئوية (685 درجة فهرنهايت) |
| صمام إيقاف التوربين لظروف البخار IP | IP 12.7 بار غ (183 رطل/بوصة مربعة غ) 354 درجة مئوية (669 درجة فهرنهايت) |
القدرة الإنتاجية والإنتاج
تم توضيح قدرة التوليد، وإنتاج الكهرباء، ومعامل الحمل، والكفاءة الحرارية في الجدول. [ 17 ]
| سنة | القدرة الصافية، ميغاواط | الكهرباء الموردة، جيجاواط ساعة | الحمل كنسبة مئوية من القدرة، % | الكفاءة الحرارية، % |
|---|---|---|---|---|
| 1972 | 663.9 | 657.122 | 16.2 | 22.2 |
| 1979 | 543.9 | 3207.368 | 85.1 | 24.15 |
| 1981 | 543.9 | 3,131.881 | 83.1 | 24.43 |
| 1982 | 543.9 | 3,033.583 | 80.5 | 24.26 |
| 1984 | 430 | 3,256.091 | 86.2 | 24.27 |
مقارنة مع هينكلي بوينت ب و ج
مشكلة تصميم مضخة تدوير الغاز

في أغسطس/آب 1963، وخلال اختبار تشغيل ساخن للمفاعل الأول، الذي لم يكن قد تم تزويده بالوقود النووي آنذاك، وُوجهت مشاكل بسبب الضوضاء الصادرة من مضخات تدوير الغاز المحورية أحادية المرحلة. كان بالإمكان سماع هذه الضوضاء على بُعد يصل إلى 8 كيلومترات ، واضطر العاملون في المحطة إلى ارتداء واقيات للأذن. بعد انخفاضات غير مبررة في معدل تدفق الكتلة وتيار تشغيل المحرك في مضختي تدوير الغاز رقم 3 و5، تم إيقاف اختبارات التشغيل الساخن وفتح دائرة الغاز. لوحظ تلف ميكانيكي شديد في شفرات وموزعات مضختي تدوير الغاز رقم 3 و5. انفصلت أجزاء كبيرة من الموزعات، ووُجدت تشققات إجهاد واسعة النطاق في الغلاف الخارجي المخروطي والمخروط المحوري المركزي. دخلت قطع كبيرة من غلاف الموزع شفرات مضختي تدوير الغاز وتسببت في أضرار جسيمة نتيجة الصدمات، كما تم نقل كميات كبيرة من الحطام إلى أسفل قناة الغاز. تبين أن ريش التوجيه المدخلية (IGVs)، التي وُضعت لتمكين "ضبط" أداء مضخات تدوير الغاز الفردية، قد تعرضت لأضرار بالغة، كما تعرضت شفرات الدوار وريش التوجيه المخرجية لأضرار جسيمة نتيجة الصدمات والإجهاد. وقد ارتخت أعداد كبيرة من الصواميل والمسامير. [ 18 ]
أظهر التحقيق اللاحق أن الضوضاء ناتجة عن تفاعل بين ريش التوجيه المدخلة (IGVs) وشفرات الدوار. كانت مستويات ضغط الصوت الناتجة عن هذه الضوضاء عالية بما يكفي لإحداث تلف سريع في مكونات دائرة الغاز، مما استدعى إعادة تصميم شاملة لمضخات تدوير الغاز والمكونات المرتبطة بها. تم التخلص من ريش التوجيه المدخلة واستُبدلت بمقوّمات تدفق لتسهيل تدفق الغاز إلى مداخل مضخة تدوير الغاز. أُجريت العديد من التجارب المعملية الرائدة حول الرنين ومستويات ضغط الصوت في مرافق قسم توربينات الغاز والطاقة الذرية (APD) التابع لشركة إنجلش إلكتريك في ويتستون، ليسترشاير، لدعم أعمال إعادة التصميم، كما طُوّرت أجهزة لقياس مستويات الإجهاد وضغط الصوت في دائرة الغاز أثناء الاختبار. تسبب التأخير في صعوبات مالية بالغة للاتحاد وأدى إلى تأخير الجدول الزمني للبناء؛ وبدأت المحطة بتوليد الكهرباء متأخرة عامين في فبراير 1965. [ 19 ]
عطل في التوربين
برزت أهمية تصميم المواد وفهم حدود الحبيبات خلال تشغيل محطة هينكلي بوينت. ففي عام 1969، وقع عطل كارثي في مولد التوربينات "أ" في محطة هينكلي بوينت عند سرعات قريبة من السرعة العادية (3200 دورة/دقيقة). تسبب تفاعل شظايا القرص المتفجر مع العمود في انفجار القرص المجاور فورًا تقريبًا، وفي الاضطراب العام الذي أعقب ذلك، تفكك قرص آخر تمامًا، وتضررت الوحدة بأكملها بشكل لا يمكن إصلاحه. يُعتقد أن هذا هو أول عطل كارثي لمولد توربينات في بريطانيا. كانت خصائص المادة المصنوعة منها أقراص الانفجار عاملًا مساهمًا في العطل. فقد تعرض فولاذ 3 كروم-موليبدينوم، المصنّع بعملية a.0.h.، للتقصف أثناء التبريد البطيء في الفرن بعد المعالجة الحرارية، وبالتالي كان يتمتع بمقاومة ضعيفة للكسر، أي بتحمل منخفض للعيوب الحادة الشبيهة بالشقوق في المناطق ذات الإجهاد العالي. بالطبع، يمكن استخدام هذه المادة بأمان تام في المناطق ذات الإجهاد العالي في حال عدم وجود شقوق. لو كانت المادة ذات مقاومة أعلى للكسر، لكانت قد تحملت شقوقًا أكبر دون أن تتأثر بانتشارها غير المستقر، ولتأخر الفشل إن لم يكن قد تم تجنبه. عند تصنيع هذه الأقراص، لم يكن من الممكن تحديد تأثير التقصف على قدرة المادة على تحمل الشقوق الصغيرة في المناطق الأكثر تعرضًا للإجهاد. [ 20 ] ويعود سبب الفشل إلى انتقال الفوسفور نحو حدود الحبيبات، مما أدى إلى تقصف فولاذ الكروم وتسبب في فشله. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
الإغلاق والتفكيك
أُغلق كلا المفاعلين في أبريل 1999 لإجراء أعمال تعزيز بعد مراجعة السلامة الدورية التي أجرتها هيئة تفتيش المنشآت النووية . أُعيد تشغيل المفاعل رقم 2 في سبتمبر 1999، لكنه أُغلق في 3 ديسمبر 1999 بسبب اكتشاف شكوك جديدة في خصائص مواد وعاء ضغط المفاعل. كشفت الفحوصات في موقع مماثل عن وجود عيوب في مواد اللحام عند نقاط اختراق مختلفة في المفاعل. كان الوصول إلى هذه المواد واختبارها في هينكلي بوينت يتطلب وصولاً عن بُعد مُصمماً خصيصاً (ربما باستخدام الروبوتات) وفترة زمنية تتجاوز العام. في ذلك الوقت أيضاً، كان مشروع مكلف قيد التنفيذ لعزل السطح الخارجي لوعاء الضغط الفولاذي حرارياً لتحسين الكفاءة الحرارية. تطلبت تكلفة هذا المشروع الوشيك تمديداً تشغيلياً مضموناً لتحقيق عائد استثمار مقبول. نظراً لتكلفة معالجة هذه المشاكل، ودون ضمانات لحل سريع، أعلنت شركة ماغنوكس في 23 مايو 2000 عن إغلاق هينكلي بوينت A. [ 24 ]
كانت محطة هينكلي بوينت إيه واحدة من 11 محطة طاقة نووية من طراز ماغنوكس تم تشغيلها في المملكة المتحدة بين عامي 1956 و1971. وخلال 35 عامًا من التشغيل، ولّدت محطة هينكلي بوينت إيه أكثر من 103 تيراواط ساعة من الكهرباء، مما أعطى معامل حمل طوال عمرها التشغيلي مقابل التصميم بنسبة 34%. [ 25 ]
تتولى شركة خدمات الترميم النووي، وهي شركة تابعة لهيئة إزالة التلوث النووي، إدارة عملية إيقاف التشغيل الجارية وأعمال الموقع .
من المتوقع أن تستغرق عملية إزالة الوقود النووي وإزالة معظم المباني حتى عام 2031، تليها مرحلة الرعاية والصيانة من عام 2031 إلى عام 2085. ومن المخطط هدم مباني المفاعل وإزالة الموقع النهائي في الفترة من 2081 إلى 2091. [ 26 ]
مستقبل الموقع
تم تنظيم موقع هينكلي بوينت على شكل محطتين للطاقة النووية: بجوار هينكلي بوينت أ مع مبنيي مفاعل ماغنوكس يوجد هينكلي بوينت ب ، الذي تديره شركة EDF Energy ، مع مفاعلين متطورين مبردين بالغاز (AGCR) في مبنى واحد.
في أكتوبر 2013، أعلنت الحكومة البريطانية موافقتها على بناء محطة هينكلي بوينت سي . تتكون هذه المحطة الجديدة من وحدتين من مفاعل EPR ؛ وكان من المقرر أصلاً الانتهاء من الوحدة الأولى في عام 2025 والوحدة الثانية في عام 2026، وكان من المقرر أن تظل كلتاهما تعملان لمدة 60 عاماً تقريباً. [ 27 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 7 8 "هينكلي بوينت أ-1" . نظام معلومات المفاعلات العامة . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . 29 أغسطس 2022. تاريخ الاسترجاع: 30 أغسطس 2022 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 "هينكلي بوينت A-2" . نظام معلومات المفاعلات العامة . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . 29 أغسطس 2022. تاريخ الاسترجاع: 30 أغسطس 2022 .
- ↑ المفاعلات في المملكة المتحدة . هيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة. 1964. ص 70.
- ↑ "نبذة عنا" . GOV.UK. خدمات ترميم المنشآت النووية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أكتوبر 2024 .
- ↑ "التطوير النووي في المملكة المتحدة" . مؤرشف من الأصل في 17 يناير 2014. تم الاطلاع عليه في 22 يناير 2014 .
- ↑ مراجعة الكهرباء 20 سبتمبر 1957: المجلد 161 العدد 12. أرشيف الإنترنت. دار نشر سانت جون باتريك. 20 سبتمبر 1957.
{{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط ) - ↑ "محطات الطاقة النووية في المملكة المتحدة" . مؤرشف من الأصل في 19 يوليو 2009. تم الاطلاع عليه في 11 أبريل 2009 .
- ↑ "المراجعة الكهربائية". المراجعة الكهربائية . 178 ( 9-17 ): 638. 1966.
- ↑ "جمعية التكنولوجيا النووية في المنتدى الذري الألماني". هاندلسبلات جي إم بي إتش . 11 : 50، 225. 1966.
- ↑ "شركة مايكرو كونسلتانتس تُورّد مسجلات البيانات لمحطة هينكلي بوينت". الإلكترونيات والطاقة . 22 (2): 74. 1976. doi : 10.1049/ep.1976.0038 .
- ↑ سي إف أنسورث (1987). "تحديث أنظمة التحكم والأجهزة في محطة طاقة نووية عاملة". مجلة مؤسسة مهندسي الإلكترونيات والراديو . 57 (4): 156-160 . doi : 10.1049/jiere.1987.0057 .
- ↑ وصل المواد . معهد اللحام. 1988. ص 258.
- ↑ "PRIS - تفاصيل المفاعل هينكلي A1" . PRIS . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2015 .
- ↑ ديفيد لوري (13 نوفمبر 2014). "أول معاهدة في العالم بشأن "منع انتشار الأسلحة النووية"" . عالم البيئة . تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر 2014 .
- ↑ ريجينالد مودلينج (24 يونيو 1958). "محطات الطاقة الذرية (إنتاج البلوتونيوم)" . مناقشات البرلمان (هانزارد) . HC Deb 24 يونيو 1958 المجلد 590 الصفحات 246-248 . تم الاطلاع عليه في 2 ديسمبر 2014.
وافق مجلس توليد الكهرباء المركزي على تعديل طفيف في تصميم محطة هينكلي بوينت والمحطتين التاليتين في برنامجه، وذلك لتمكين استخراج البلوتونيوم المناسب للأغراض العسكرية عند الحاجة
. - ↑ محطة هينكلي بوينت بي للطاقة النووية . لندن: مجلس توليد الكهرباء المركزي. أبريل 1971. ص 4.
- ↑ الكتب الإحصائية السنوية لهيئة توليد الكهرباء المركزية 1972-1984، هيئة توليد الكهرباء المركزية، لندن
- ↑ "تحقيقات في فشل مضخات تدوير الغاز ومكونات الدائرة في محطة هينكلي بوينت للطاقة النووية" ريزك، دبليو وسيمور، دي إف، وقائع مؤسسة المهندسين الميكانيكيين، المجلد 179، 1964، الصفحات 627-703
- ↑ "هينكلي أ: 1965" . بي بي سي سومرست . بي بي سي . تم الاطلاع عليه في 5 يوليو 2008 .
- ↑ كالديرون، د. (1972). عطل توربين بخاري في هينكلي بوينت "أ". وقائع مؤسسة المهندسين الميكانيكيين، 186(1)، 341-377. https://doi.org/10.1243/PIME_PROC_1972_186_037_02
- ↑ سيه، إم بي (1977). فصل حدود الحبيبات وتأثير درجة حرارة التصليد على هشاشة التصليد. أكتا ميتالورجيكا، 25(3)، 345-357. https://doi.org/10.1016/0001-6160(77)90153-5
- ↑ ليجتشيك، ب.، وهوفمان، س. (1995). الديناميكا الحرارية والجوانب البنيوية لانفصال حدود الحبيبات. مراجعات نقدية في علوم الحالة الصلبة والمواد، 20(1)، 1-85. https://doi.org/10.1080/10408439508243544
- ↑ لوزوفوي، أ.ي.، باكستون، أ.ت.، وفينيس، م.و. (2006). التقصف البنيوي والكيميائي لحدود الحبيبات بفعل الشوائب: نظرية عامة وحسابات من المبادئ الأولى للنحاس. مجلة Physical Review B - فيزياء المادة المكثفة والمواد، 74(15)، 155416. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.155416
- ↑ هيئة تفتيش المنشآت النووية (سبتمبر 2000). تقرير صادر عن هيئة تفتيش المنشآت النووية البريطانية حول نتائج مراجعات السلامة طويلة الأجل (LTSRs) ومراجعات السلامة الدورية (PSRs) لمفاعل ماغنوكس (ملف PDF) (تقرير). الهيئة التنفيذية للصحة والسلامة . صفحة 37 (الملحق هـ). مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 26 مايو 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مارس 2010 .
- ↑ "هينكلي بوينت أ - حقائق وأرقام" . شركة ماغنوكس المحدودة. مؤرشف من الأصل في 17 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 7 فبراير 2011 .
- ↑ «جرد النفايات المشعة في المملكة المتحدة لعام 2010: التقرير الرئيسي» (ملف PDF) . وكالة إزالة التلوث النووي/وزارة الطاقة وتغير المناخ. فبراير 2011. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 25 مارس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مايو 2012 .
- ↑ «محطة الطاقة النووية في المملكة المتحدة تحصل على الموافقة» . بي بي سي نيوز . ٢١ أكتوبر ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢١ أكتوبر ٢٠١٣ .
روابط خارجية
- هينكلي بوينت . شركة الأفلام التقنية والعلمية المحدودة . إنجلش إلكتريك، بابكوك آند ويلكوكس، تايلور وودرو. حوالي عام 1965 - عبر يوتيوب.( الجزء الثاني )، فيلم عن بناء وتشغيل محطة هينكلي بوينت أ
- شركات مقرها في سومرست
- محطات توليد الطاقة في سومرست
- محطات الطاقة النووية السابقة في إنجلترا
