محطات سايزويل للطاقة النووية

يقع موقع سايزويل أ على مساحة 245 فدانًا (99 هكتارًا) شمال مدينة سايزويل، على هضبة منخفضة فوق مستوى الفيضان. يتألف الأساس الجيولوجي من تكوين نورويتش كراغ وتكوين ريد كراغ الصخريين ، وهما من العصر البليستوسيني، ويقعان فوق طين لندن الإيوسيني . تتكون رواسب كراغ بشكل رئيسي من رمال متوسطة الكثافة وكثيفة الكثافة، مع طبقات رقيقة من الطين والطمي، وآفاق غنية بالأحافير الصدفية. تمتد طبقات كراغ إلى عمق 200 قدم (61 مترًا) تحت سطح الأرض. في عامي 1972/1973، مُنح موقع سايزويل أ جائزة كريستوفر هينتون تقديرًا لحسن إدارته .  

يُمكن الوصول إلى الموقع براً، وتقع أقرب محطة سكة حديد على بُعد ميل واحد تقريباً في الداخل عند محطة سايزويل. أُنشئت خطوط فرعية عند محطة السكة الحديد لنقل العناصر المشعة بشكل أساسي إلى محطة هيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة في سيلافيلد ، كمبريا . كان يتم التعامل مع الوقود النووي بواسطة رافعة تحميل في نهاية خط سكة حديد ليستون/سايزويل الفرعي الذي يبلغ طوله 8 كيلومترات . ويرتبط هذا الخط بخط شرق سوفولك عبر تقاطع مواجه للجنوب شمال محطة ساكسموندهام . تم تمديد الخط واستُخدم لنقل مواد البناء لمحطة سايزويل ب للطاقة في ثمانينيات القرن الماضي. أما الآن، فنادراً ما يُستخدم الخط لنقل الوقود المستهلك من سايزويل ب منذ اكتمال إيقاف تشغيل سايزويل أ في عام 2006. وقد اقتُرح إنشاء خط فرعي جديد من خط ليستون لإنشاء محطات سكك حديدية لبناء محطة سايزويل ج للطاقة شمال محطة سايزويل ب الحالية. ^{[ 3 ]} 

في مارس 1958، اختار مجلس مقاطعة شرق سوفولك موقع سايزويل من قائمة مختصرة لتخصيصه لمحطة طاقة نووية، ^{[ 4 ]} وفي سبتمبر، أعلن مجلس توليد الكهرباء المركزي أنه سيتقدم بطلب للحصول على موافقة لبناء محطة هناك. ^{[ 5 ]} وفي فبراير 1959، أوصت لجنة التخطيط في مجلس مقاطعة سوفولك بالموافقة على الخطط، وأنه لا داعي لإجراء تحقيق عام. ^{[ 6 ]} وتلقت اللجنة اعتراضين (من مديرة مدرسة سايزويل هول للبنات التي خشيت أن تتعرض التلميذات لـ"تعليقات مزعجة" من العمال، ^{[ 7 ]} ومن جمعية إبسويتش للتاريخ الطبيعي). ^{[ 8 ]} وفي يناير 1960، وافق وزير الطاقة على بدء المشروع. ^{[ 9 ]}

رُسّي عقد الإنشاء الرئيسي على شركة التصميم والإنشاء النووي البريطانية المحدودة (BNDC)، وهي اتحاد شركات يضم إنجلش إلكتريك ، وبابكوك آند ويلكوكس، وتايلور وودرو كونستركشن ، ^{[ 10 ]} في نوفمبر 1960. ^{[ 11 ]} بلغت الميزانية الأولية 56  مليون جنيه إسترليني، ولكن بسبب التضخم ارتفع هذا الرقم إلى 65  مليون جنيه إسترليني. ^{[ 12 ]} خلال فترة تشغيلها التي امتدت 40 عامًا، أنتجت المحطة 110 تيراواط/ساعة (400 بيتاجول) من الكهرباء، وهو ما كان كافيًا لتلبية الاحتياجات المنزلية لإنجلترا وويلز لمدة ستة أشهر. ^{[ 13 ]} تم تشغيل الوحدة الأولى في 21 مارس 1966، والوحدة الثانية في 15 سبتمبر. وافتُتحت المحطة رسميًا في 7 أبريل 1967 من قبل اللورد الملازم لمقاطعة سوفولك ، إيرل سترادبروك .  

كان صافي الإنتاج الكهربائي المصمم للمحطة 652 ميغاواط . احتوت المحطة في الأصل على مولد توربيني واحد بقدرة 324.75 ميغاواط، وقدرة توليد إجمالية تبلغ 327.7 ميغاواط. في عام 1967، تم تشغيل مولد توربيني ثانٍ بقدرة 275 ميغاواط. ^{[ 14 ]} تم تخفيض إجمالي قدرة التوليد إلى 490 ميغاواط في عام 1969، ثم إلى 420 ميغاواط في عام 1973، للحد من معدل أكسدة مكونات قلب المفاعل الداخلية. عند الحمل الكامل، تم استخدام 70 ميغاواط لتوفير الطاقة اللازمة للمحطة من إجمالي الإنتاج الكهربائي البالغ 490 ميغاواط. ^{[ 15 ]}        

تألفت المحطة الرئيسية من مفاعلين من نوع ماغنوكس  ، تبلغ قدرة كل منهما 1010 ميغاواط (حرارية) ، ^{[ 15 ]} وهما وحدتان تعملان باليورانيوم الطبيعي، ومبردتان بغاز ثاني أكسيد الكربون، ومُهدّئتان بالجرافيت. وقد زودت هذه المفاعلات ثماني وحدات غلايات بالحرارة، أربع منها مرتبطة بكل مفاعل. وتم تغذية البخار الناتج عن الغلايات إلى مولدين توربينيين، تبلغ قدرة كل منهما 325 ميغاواط، ولكنهما عملا بقدرة مخفضة قدرها 250 ميغاواط منذ عام 1969.  

تم توريد المفاعلات والتوربينات من قبل شركة إنجلش إلكتريك. ^{[ 16 ]}

تُشكل أساسات المفاعلات والغلايات المرتبطة بها قاعدة خرسانية مسلحة بسماكة 2.4 متر ، مُثبتة على رمال بضغط تحميل صافٍ مُصمم يبلغ 3.5 طن لكل قدم مربع. يبلغ ارتفاع الدروع البيولوجية 30 مترًا ، وتتراوح سماكتها بين 3 و4.3 متر . أما الغطاء المركب من الفولاذ والخرسانة المسلحة فوق كل مفاعل، فتبلغ سماكته 3.7 متر . وُضع المفاعلان في مبنى واحد لتوفير تكاليف البناء.     

مبنى التوربينات عبارة عن هيكل فولاذي مغطى بالألمنيوم، يبلغ طوله 120 مترًا (380 قدمًا) ، وعرضه 49 مترًا (160 قدمًا)، وارتفاعه 27 مترًا (90 قدمًا) ، ويحتوي على قبو خرساني مسلح بعمق 7.9 مترًا (26 قدمًا) . وتتكون الأساسات من قواعد منفصلة وقواعد شريطية، مصممة لتحمل أقصى ضغط يبلغ 3 أطنان لكل قدم مربع.    

كانت محطة الضخ، التي تزود التوربينات الرئيسية بـ 27 مليون جالون إمبراطوري (120 مليون لتر؛ 32 مليون جالون أمريكي ) من مياه التبريد في الساعة، تسحب مياه البحر من هيكل سحب يقع على بعد حوالي 410 أمتار من الشاطئ عبر نفقين متوازيين بقطر 3 أمتار . ثم تُعاد هذه المياه إلى البحر عبر أنفاق مماثلة تصب على بعد 110 أمتار من الشاطئ.      

كان إنتاج الكهرباء من محطة توليد الطاقة Sizewell A خلال الفترة 1966-1984 كما يلي. ^{[ 14 ]}

سيزويل: إنتاج سنوي من الكهرباء بوحدة جيجاواط ساعة

أُغلقت محطة الطاقة في 31 ديسمبر 2006. ^{[ 12 ]} وتتولى شركة خدمات الترميم النووي ، التابعة لهيئة إزالة التلوث النووي (NDA) ، والتي كانت تُعرف سابقًا باسم ماغنوكس المحدودة ، ^{[ 17 ] [ 18 ]} مسؤولية إبرام عقود إزالة التلوث من محطة سايزويل A، بتكلفة مُقدّرة قدرها 1.2 مليار جنيه إسترليني. اكتملت عملية إزالة الوقود في عام 2014. ^{[ 19 ]} وهُدمت قاعة التوربينات في عام 2025. ^{[ 20 ]} ومن المتوقع أن تستغرق إزالة معظم المباني حتى عام 2034، تليها مرحلة رعاية وصيانة من عام 2034 إلى عام 2092. ومن المُخطط لهدم مباني المفاعل وإزالة الموقع نهائيًا في الفترة من عام 2088 إلى عام 2098. ^{[ 21 ]} 

في 7 يناير/كانون الثاني 2007، لاحظ أحد المقاولين العاملين في مشروع إيقاف تشغيل المحطة تسرب مياه على أرضية غرفة الغسيل حيث كان يغسل ملابسه. تبين أن المياه هي مياه تبريد من حوض الوقود النووي المستهلك للمفاعل، وقد تسربت لأكثر من 30 سم ( قدم واحدة) دون أن تُفعّل أيًا من أجهزة الإنذار. تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 180,000 لتر ( 48,000 جالون أمريكي ) من المياه المشعة قد تسربت من شق في أنبوب بطول 4.6 متر (15 قدمًا) ، وتسرب جزء منها إلى بحر الشمال . ووفقًا لتقرير هيئة التفتيش على المنشآت النووية البريطانية عن الحادث، لولا تدخل المقاول، لكانت البركة قد جفت قبل موعد التفتيش الدوري التالي للمحطة. ولو اشتعل الوقود المشع المكشوف، لكان ذلك قد أدى إلى تسرب إشعاعي في الهواء خارج الموقع . ^{[ 22 ]}     

تعتمد الجزيرة النووية في محطة سايزويل بي على محطة وستنجهاوس ذات الأربع حلقات والمعروفة باسم SNUPPS (نظام محطة الطاقة النووية القياسي)، والتي صُممت في الأصل في سبعينيات القرن الماضي واستُخدمت في محطتي وولف كريك وكالاواي ، ولكن مع إضافة أنظمة أمان احتياطية ومتنوعة، وتعديلات أخرى مثل إضافة نظام بورون طارئ سلبي. مع ذلك، لم يُبنَ تصميم حاوية الاحتواء على نظام SNUPPS، بل صُمم بواسطة شركة NNC (الشركة النووية الوطنية - التي استحوذت عليها شركة أميك فوستر ويلر عام 2005) بالتعاون مع شركة بيكتل .

تحتوي محطتا وولف كريك وكالاواي على مجموعة واحدة من التوربينات البخارية ذات نصف السرعة، 1800  دورة في الدقيقة (60 هرتز)، والتي تستخدم البخار الناتج عن الحرارة المتولدة في المفاعل لإنتاج حوالي 1200 ميغاواط من الكهرباء بتردد شبكة الكهرباء الأمريكية البالغ 60 هرتز. لم تكن مجموعات التوربينات البخارية الكبيرة هذه متوفرة في المملكة المتحدة وقت تصميم محطة سايزويل بي. ولتسهيل طلب التصنيع من الشركات البريطانية، وتجنبًا لمخاطر المشروع المتعلقة بمجموعات التوربينات البخارية الكبيرة جدًا التي كانت حديثة التصميم آنذاك، تستخدم محطة سايزويل بي مجموعتين من التوربينات البخارية ذات السرعة الكاملة، 3000 دورة في الدقيقة (50 هرتز)، بقدرة اسمية 660 ميغاواط، وهي مشابهة لتلك المستخدمة في محطات الطاقة النووية المتقدمة (AGR) مثل هينكلي بوينت بي، وهيشام 1، وهارتلبول، وتورنيس، وفي بعض محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في أماكن أخرى، ولكنها مُعدّلة للتعامل مع ظروف البخار الأكثر رطوبة الناتجة عن نظام إمداد البخار في مفاعلات الماء المضغوط (PWR). تُنتج أنظمة إمداد البخار في مفاعلات الماء المضغوط بخارًا مشبعًا عند درجة حرارة وضغط أقل من البخار الجاف المحمص الذي تُنتجه مفاعلات الغاز المنشط المتقدم أو محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، ولذا يجب تصميم مراحل الضغط العالي والمتوسط ​​في التوربينات البخارية لتتناسب مع ذلك. ^{[ 28 ]} يمكن تشغيل محطة سايزويل بي بنصف طاقتها باستخدام مولد توربيني واحد. ^{[ 29 ]}      

تم توفير المكونات الرئيسية من قبل: ^{[ 30 ]}

• نظام المفاعل: وستنجهاوس
• وعاء المفاعل: فراماتوم (الغلاف الرئيسي: شركة جابان ستيل وركس ، والقباب والمكونات الأخرى: شركة لو كروزوت فورج) ^{[ 31 ]}
• المكونات الداخلية الأساسية: ويستنجهاوس
• رفع البخار: دوسان بابكوك
• التوربينات: جي إي سي-ألستوم
• الأعمال المدنية: جون لاينغ
• الوقود: وقود سبرينغفيلدز النووي
• المهندس المعماري: يورك روزنبرغ ماردال

يحيط نصف كرة بيضاء مميزة بالغلاف الخارجي لمبنى الاحتواء ذي الجدران المزدوجة الذي يحمي مفاعل الماء المضغوط ومولدات البخار الخاصة به .

أُعلن عن محطة سايزويل بي لأول مرة عام 1969 كمحطة طاقة تعمل بمفاعل متطور مُبرد بالغاز (AGR)، ^{[ 32 ] [ 33 ]} ثم عام 1974 كمفاعل لتوليد البخار بالماء الثقيل (SGHWR)، وأُعلن عنها في النهاية كمحطة طاقة تعمل بمفاعل الماء المضغوط (PWR) عام 1980. ^{[ 34 ]} استندت التصاميم الأولية المقدمة إلى مجلس الطاقة الكهرومائي الكندي (CEGB ) وهيئة التفتيش على المنشآت النووية (NII) إلى تصميم محطة تروجان في بورتلاند، أوريغون . ^{[ 35 ] [ 36 ]} صممت شركة وستنجهاوس محطة تروجان، وبدأ بناؤها عام 1970 واكتمل عام 1975. واصلت وستنجهاوس تطوير التصميم الذي استخدمته لمحطة تروجان إلى تصميم SNUPPS، الذي بُني أولاً في كالاواي، واعتُمد SNUPPS كأساس للتصميم الذي وافق عليه مجلس الطاقة الكهرومائي الكندي في أكتوبر 1981. ^{[ 37 ]}

قبل بدء أعمال البناء، خضع تصميم محطة سايزويل بي لمراجعة سلامة مفصلة من قبل هيئة التفتيش على المنشآت النووية، بالإضافة إلى تحقيق عام مطول. وقُدِّم ملف السلامة قبل بدء الإنشاء إلى الهيئة في أغسطس/آب 1981. وعُقد التحقيق العام بين عامي 1982 و1985، واشتمل على أكثر من 16  مليون كلمة من الأدلة، وهو رقم قياسي في ذلك الوقت. وأفاد رئيس لجنة التحقيق، السير فرانك لايفيلد، في أوائل عام 1987، بأنه في حال ثبوت سلامة المشروع، فلا توجد أسباب جوهرية تمنع المضي قدمًا فيه. وقد قبلت هيئة التفتيش على المنشآت النووية ملف السلامة قبل بدء الإنشاء، وأصدرت ترخيصًا بالبدء في أعمال البناء في أغسطس/آب 1987.

تم حساب الجدوى الاقتصادية لمشروع محطة سايزويل بي بمعدل خصم 5%، وتمت الموافقة عليه ماليًا بناءً على ذلك. رُفعت تكلفة المشروع ثلاث مرات لتصل إلى 135% من التكلفة الأصلية، مما وفر نسبة تكلفة إلى أداء تبلغ 2250 جنيهًا إسترلينيًا/كيلوواط (أسعار عام 2000) دون احتساب تكاليف التأسيس، و3000 جنيه إسترليني/كيلوواط شاملةً هذه التكاليف. وقدّر تقييم ما بعد التشغيل تكلفة التوليد بحوالي 6 بنسات/كيلوواط ساعة (أسعار عام 2000، أي ما يعادل 114 جنيهًا إسترلينيًا /ميغاواط ساعة في عام 2025 )، باستثناء تكاليف التأسيس، ولكن باستخدام معدل خصم 8% لتكلفة رأس المال، وهو أعلى بكثير من التكلفة المتوقعة في عام 1995 والبالغة 3.5 بنس/كيلوواط ساعة (أسعار عام 2000، أي ما يعادل 67 جنيهًا إسترلينيًا /ميغاواط ساعة في عام 2025 ). ^{[ 38 ]}

تم بناء محطة سايزويل بي وتشغيلها بين عامي 1987 و1995، وتم ربطها بالشبكة الوطنية لأول مرة في 14 فبراير 1995. وقد قُدّرت تكلفة محطة سايزويل بي بملياري جنيه  إسترليني (بأسعار عام 1987)، وربع هذه التكلفة متعلق بأعمال الهندسة المدنية. ^{[ 39 ]}

كانت القدرة الأصلية للمحطة تبلغ 3444 ميغاواط من الطاقة الحرارية و1250 ميغاواط  من إجمالي الطاقة الكهربائية ، ^{[ 40 ]} والتي بعد إضافة حمل منزلي قدره 62 ميغاواط أعطت صافي إنتاج للشبكة قدره 1188 ميغاواط، أي ما يعادل 8.7 تيراواط ساعة (31 بيتاجول) في عام 2005. وتم رفع قدرتها بنسبة 1% في عام 2013 لتصل إلى قدرة حرارية قدرها 3479 ميغاواط وإنتاج كهربائي قدره 1195 ميغاواط، ^{[ 40 ]} على الرغم من أن هذا يعتمد على درجة حرارة مياه البحر.       

كما هو الحال مع العديد من مفاعلات الماء المضغوط الأخرى، تعمل محطة سايزويل بي وفق دورة تشغيلية مدتها 18 شهرًا، أي أنها تعمل بكامل طاقتها أو ما يقاربها بشكل مستمر لمدة 18  شهرًا تقريبًا، تليها فترة توقف لمدة شهر للصيانة والتزود بالوقود. صُممت محطة سايزويل بي لعمر تشغيلي تجاري يبلغ 40  عامًا (أي حتى عام 2035 تقريبًا)، ولكن مثل المحطات المماثلة في أماكن أخرى، مُنحت تمديدًا لمدة 60  عامًا.

في 27 مايو 2008، تعرضت محطة سايزويل بي لعطل غير مخطط له، مما أدى إلى انقطاع إمدادها بالشبكة الوطنية للكهرباء. ^{[ 41 ]} وصرح متحدث باسم شركة بريتيش إنرجي بأن العطل يتعلق بمعدات تقليدية في المحطة وليس بأي جزء من المفاعل النووي. ^{[ 41 ]}

في 17 مارس/آذار 2010، أُخرجت محطة سايزويل بي من الخدمة لفترة طويلة بسبب ارتفاع مستويات الرطوبة في مبنى الاحتواء نتيجة عطل في سخان كهربائي لجهاز الضغط، مما استدعى إصلاحات معقدة. ^{[ 42 ]} وفي 2 يوليو/تموز 2010، قبيل الساعة 9:00 مساءً، وبينما كانت المحطة لا تزال خارج الخدمة، اندلع حريق صغير في الطابق الثاني من المبنى الذي يضم جهاز امتصاص الفحم في سايزويل بي. استُدعيت فرق طوارئ عديدة إلى الموقع، وتمت السيطرة على الحريق بحلول الساعة 3:30 من اليوم التالي بعد غمر جهاز امتصاص الفحم بالماء. ^{[ 43 ]}

في 2 مارس 2012، توقف تشغيل محطة سايزويل بي بشكل غير مخطط له بسبب عطل كهربائي. وبعد أسبوع ونصف، أعيد تشغيلها بنصف طاقتها. ^{[ 44 ]} اعتبارًا من يونيو 2012 تحسنت الظروف واستمر تشغيل بئر سايزويل بي تحت رقابة دقيقة.

في عام 2013، تم افتتاح مركز استجابة طارئة جديد عن بُعد بالقرب من محطة الطاقة، بناءً على توصيات صدرت عقب كارثة فوكوشيما دايتشي النووية . يوفر المركز أنظمة تحكم عن بُعد ومحطة احتياطية. ^{[ 45 ]}

في يناير/كانون الثاني 2014، بدأ بناء مستودع جاف للوقود النووي المستهلك . وكان من المتوقع أن يصل حوض الوقود المستهلك الحالي ، الذي يخزن الوقود المستهلك تحت الماء، إلى طاقته الاستيعابية الكاملة في عام 2015. ^{[ 46 ]} وفي أبريل/نيسان 2016، تم افتتاح المبنى. وسيتيح ذلك تخزين الوقود النووي المستهلك المنتج من خريف 2016 وحتى عام 2035 على الأقل، إلى حين توفر مستودع جيولوجي عميق . ^{[ 47 ]} وفي مارس/آذار 2017، تم تركيب أول حاوية تحتوي على الوقود النووي المستهلك. ^{[ 48 ]}

في عام 2021، شهدت محطة سايزويل بي توقفًا مطولًا للصيانة ومشاكل تتعلق بالسلامة. وذكرت صحيفة التايمز أنه تم اكتشاف تآكل مفرط في بعض "الأكمام الحرارية" المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في آليات قضبان التحكم. وقد امتدت فترة الصيانة لأكثر من أربعة أشهر لتقييم سبب ومدى التآكل لتحديد عدد الأجزاء التي يجب استبدالها. ^{[ 49 ]}