EPR - generation 3+ tryckvattenkärnreaktor . Designad och utvecklad av de franska företagen Framatome (en division av Areva från 2001 till 2017), Électricité de France (EDF) och det tyska företaget Siemens . I Europa kallades denna utformning av reaktorn European Pressurized Reactor ( European Pressurized Water Reactor) , det internationella namnet är Evolutionary Power Reactor ( EPR ).
Byggandet av de två första EPR-reaktorerna påbörjades 2005 vid kärnkraftverket Olkiluoto i Finland och 2007 vid det franska kärnkraftverket Flamanville . Båda reaktorerna är fortfarande under uppbyggnad på grund av tekniska svårigheter som har uppstått, det planerade datumet för att ta dem i drift är 2022 och 2023. respektive [1] [2] .
Dessutom finns det två reaktorer av EPR-typ i drift vid det kinesiska kärnkraftverket Taishan (byggande - 2009 och 2010, kommersiell drift - december 2018 [3] och september 2019 [4] ). Två EPR-reaktorer har varit under uppbyggnad sedan december 2018 [5] vid Hinkley Points kärnkraftverk i Storbritannien, med ett planerat slutdatum 2026 [6] [7] .
EDF erkände att det fanns betydande utmaningar med att skapa EPR-designen. I september 2015 tillkännagav hon starten av arbetet med reaktorprojektet New Model, vars konstruktion kommer att bli enklare och billigare [8] .
De huvudsakliga designmålen för tredje generationens EPR är att förbättra säkerheten och samtidigt säkerställa ökad ekonomisk konkurrenskraft genom att förbättra tidigare konstruktioner av tryckvattenreaktorer och öka deras elektriska effekt till cirka 1650 MW [9] vid en termisk effekt på 4500 MW. Reaktorn kan använda 5% anrikat uranoxidbränsle , upparbetat uranbränsle eller 100% MOX-bränsle (en blandning av uran- och plutoniumoxider). EPR är en evolutionär ättling till Framatome- och Konvoi N4-reaktorerna utvecklade av Siemens Power Generation Division [10] [11] (Siemens upphörde med sin kärnkraftsverksamhet 2011 [12] ). EPR utformades för att använda uran mer effektivt än Generation II-reaktorer – den använder 17 % mindre uran för att generera 1 kilowattimme el än äldre reaktorer [13] .
Utvecklingen av reaktorn gick igenom flera steg. Konceptdesignen från 1994 hade en elektrisk effekt på 1450 MW, samma som Framatome N4 men med Siemens Konvoi-instrumentering och ett nytt smältfälla säkerhetssystem . 1995 fanns det oro för den överdrivna kostnaden för en MW, och i 2007 års projekt ökades kapaciteten till 1800 MW, även om den sedan i den slutgiltiga certifierade versionen minskades till 1650 MW [14] .
Utformningen av EPR ger flera aktiva och passiva åtgärder för att förhindra olyckor:
Den beräknade maximala frekvensen av härdskador är 6,1×10 -7 per anläggning och år [16] .
EPR har en enda ångturbin som kan använda all producerad ånga [17] .
Under 2013 erkände EDF de svårigheter som ställdes inför vid utformningen av EPR och dess chef för produktion och ingenjörskonst, Hervé Machenot, uppgav att företaget hade förlorat sin dominerande ställning på den internationella marknaden när det gäller design och konstruktion av kärnkraftverk. Det meddelades att EDF överväger designen av två nya mindre reaktorer - 1500 och 1000 MW. Machenot uppgav också att det krävs en analys av hur man kan förbättra utformningen av EPR för att sänka priset och införliva säkerhetskrav efter Fukushima [18] .
I september 2015 uttalade EDF:s vd Jean-Bernard Levy att en mer lätttillverkad "New Model" eller "EPR-2" EPR-design [19] skulle vara klar till 2020 [8] . 2016 beskrev han den nya reaktorn som att den hade samma egenskaper som dagens EPR, men billigare och mer tidsoptimerad att bygga" [20] .
2016 planerade EDF att bygga två nya modeller av EPR-reaktorer i Frankrike till 2030 för att förbereda för förnyelsen av den gamla reaktorflottan [21] . Men på grund av ekonomiska svårigheter hos Areva och dess sammanslagning med EDF, uttalade den franske miljöministern Nicolas Hulot i januari 2018 att "För tillfället är att skapa en ny EPR-modell varken en prioritet eller en plan. För närvarande prioriteras utvecklingen av förnybara energikällor och minskningen av andelen kärnenergi” [22] . I regeringens industriella utvecklingsplan 2019-2022 ingår arbetet med en "ny version av EPR" [23] .
I juli 2019 utfärdade den franska kärnsäkerhetsmyndigheten Autorité de sûreté nucléaire (ASN) ett säkerhetsutlåtande om den preliminära utformningen av EPR 2. Den övergripande säkerheten befanns vara allmänt tillfredsställande, även om områden för ytterligare studier identifierades. Den mest anmärkningsvärda förenklingen är enkelskiktsinneslutningen, i motsats till dubbelskiktet i den ursprungliga designen. ASN betonade att det ursprungliga EPR-designantagandet att de primära och sekundära kylrören inte kan gå sönder inte längre är giltiga för EPR-2 och kräver ytterligare säkerhetsdemonstrationer [24] [25] .
2020 meddelade energisekreterare Elisabeth Bourne att regeringen inte skulle besluta att bygga några nya reaktorer förrän Flamanville 3- reaktorn , som varit under uppbyggnad i 13 år på grund av tekniska svårigheter, hade kommit i drift.
EDF har uppskattat kostnaden för att bygga sex EPR-2-reaktorer till 46 miljarder euro [26] . Kontokammaren kom till slutsatsen att EDF inte längre kan finansiera EPR-2 på egen hand, och därför måste frågor om finansiering och lönsamhet lösas [27] . Revisionsmyndigheten krävde att EDF skulle säkra finansiering och lönsamhet för EPR 2 innan någon anläggning byggdes i Frankrike [28] .
Bygget av kraftaggregatet Olkiluoto-3 i Finland påbörjades i augusti 2005, det planerade kraftaggregatet var tänkt att ha en elektrisk kapacitet på 1600 MW [9] . Arbetet utfördes av Areva NP (ett dotterbolag till franska Areva och tyska Siemens AG ), kund var den finska operatören TVO . Den initiala kostnadsberäkningen var cirka 3,7 miljarder euro [29] , men sedan dess har beloppet ökat flera gånger och översteg 2012 8 miljarder euro [30] . I slutet av juni 2007 rapporterades att Strålsäkerhetscentralen i Finland (STUK) hade upptäckt ett antal säkerhetsrelaterade konstruktions- och tillverkningsbrister [31] .
Till en början förutsatte projektet lanseringen av reaktorn 2009 och lanseringen av kraftenheten i kommersiell drift 2010, men därefter skjuts datumen upp upprepade gånger och den fysiska uppstarten av reaktorn ägde rum den 21 december 2021 , kommersiellt driften påbörjades våren 2022 (på grund av problem med turbinen sköts den upp till december 2022).
Den 6 december 2007 hälldes den första betongen i grunden till EPR-demonstrationsreaktorn vid Flamanvilles kärnkraftverk . Detta kommer att vara den tredje reaktorn vid kärnkraftverket i Flamanville och den andra EPR-reaktorn under uppbyggnad. Eleffekten blir 1630 MW [9] .
Det var planerat att cirka 3,3 miljarder euro [32] skulle investeras i projektet , men kostnadsberäkningen för 2019 är 12,4 miljarder euro [2] . Pierre Moscovici, ordförande för räkenskapsrätten , avgav ett uttalande den 9 juli 2020 i samband med offentliggörandet av en rapport om situationen för bygget av Flamanville 3 - revisionsrättens rapport visar att kostnaden kan bli 19,1 miljarder euro, med hänsyn tagen till de merkostnader som är förknippade med byggförseningen [ 33] .
I april 2008 rapporterade den franska kärnsäkerhetsmyndigheten ( Autorité de sûreté nucléaire , ASN) att en fjärdedel av de testade sekundära inneslutningssvetsarna inte uppfyllde standarden och att sprickor hittades i betongbasen. I augusti 2010 rapporterade ASN ytterligare problem med sekundär inneslutningssvetsning. Samma månad meddelade EDF att utgifterna hade ökat med 50 % till 5 miljarder euro, och driftsättningen försenades med cirka två år till 2014. I april 2015 berättade Areva för ASN att anomalier hade hittats i reaktorns tryckkärlsstål som resulterade i "lägre än förväntade mekaniska slaghållfasthetsvärden". I april 2016 meddelade ASN att defekter hade hittats i reaktorstålet; Areva och EDF svarade att de skulle genomföra ytterligare tester, även om byggnadsarbetet skulle fortsätta. I juli 2018 ledde upptäckta avvikelser i svetskvalitet till en ytterligare revidering av schemat, bränsleladdningen försenades till slutet av 2019, och kostnadsuppskattningen ökades från 10,5 miljarder euro till 10,9 miljarder euro.
I juni 2019 beslutade ASN-regulatorn att åtta defekta svetsar i ångledningarna som passerar genom den dubbelväggiga inneslutningen, som EDF hade hoppats kunna reparera efter att enheten startat, behövde repareras innan reaktorn gick i drift; i oktober tillkännagav EDF att problemet skulle höja kostnaderna till 12,4 miljarder euro, bränsleladdningen skulle försenas till slutet av 2022, och kommersiell kraftproduktion skulle inte starta förrän tidigast 2023 [2] .
År 2006 deltog Areva i det första anbudet för byggandet av fyra nya kärnreaktorer i Kina, tillsammans med Toshiba Westinghouse Electric och Rysslands Atomstroyexport [34] . Upphandlingen vanns av Westinghouses AP1000 - reaktor, delvis på grund av att Areva vägrade att överföra anläggningsteknik till Kina.
I februari 2007, trots de tidigare villkoren i avtalet, lyckades Areva sluta ett kontrakt värt cirka 8 miljarder euro (10,5 miljarder dollar) för byggandet av två EPR-reaktorer för kärnkraftverket Taishan i den södra kinesiska provinsen Guangdong [35] ] [36] . China General Nuclear Power Group (CGN) agerade som huvudentreprenör och operatör .
Konstruktionen av den första reaktorn i Taishan började officiellt den 18 november 2009 och den andra den 15 april 2010 [37] Byggtiden för varje enhet var 46 månader, betydligt mindre än de två första EPR i Finland och Frankrike [38 ] .
Tryckkärlet i den första reaktorn installerades i juni 2012 [39] och tryckkärlet i den andra i november 2014. Det första kärlet levererades av det japanska företaget Mitsubishi Heavy Industries och ånggeneratorerna av det franska företaget Areva . Det andra höljet och tillhörande ånggeneratorer tillverkades i Kina av Dongfang Electric och Shanghai Electric [40] .
Under 2014 rapporterades bygget vara mer än två år försenat, främst på grund av förseningar i nyckelkomponenter och projektledningsfrågor [41] .
Den 1 februari 2016 genomgick kraftenheten Taishan-1 kalla funktionstester, och uppstarten förväntades under första halvan av 2017. Taishan-2 var planerad att lanseras senare samma år [42] , men i februari 2017 sköts idrifttagningsdatumet upp med sex månader, och kommersiell drift planerades under andra halvan av 2017 och första halvan av 2018 [43] .
I december 2017 rapporterade media i Hongkong att en av komponenterna i kraftenheten hade spruckit under testning och behövde bytas ut [44] . I januari 2018 sköts driftsättningen upp igen, med kommersiell drift förväntad 2018 och 2019 [45] .
Den 1 juni 2018 genomfördes en kedjereaktion för första gången vid Taishan-1-reaktorn [46] . I december 2018 gick den i kommersiell tjänst [3] [47] . Taishan-2 uppnådde dessa siffror i maj [48] och september 2019 [4] .
Taishan-projektet leds av Taishan Nuclear Power Joint Venture Co. (TNPJVC), grundat av CGN (51 % av aktierna), EDF (30 %) och det kinesiska energibolaget Guangdong Energy Group (19 %), även känt som Yuedian [49] .
Företag som levererar utrustning till Taishan-1 inkluderar franska Framatome, som tillverkade ånggeneratorer och trycksättare, och kinesiska Dongfang Electric Corp. (DEC), som gjorde Arabelle-turbinen installerad i maskinrummet [50] . Turbinen är designad och licensierad av General Electric. Andra utrustningsleverantörer för enhet 1 inkluderar Japans Mitsubishi (reaktorfartyg); Tjeckiska SKODA (inredningsutrustning) och franska Jeumont Electric, som tillsammans med DEC levererade huvudcirkulationspumparna.
Den 14 april 2020 undertecknade Framatome ett långsiktigt serviceavtal med Taishan Nuclear Power Joint Venture Company Limited (TNPJVC) för att stödja driften av två EPR vid Taishan Nuclear Power Plant i Kina. Detta kontrakt omfattar driftstopp och underhållsarbete för kärnkraftverk, inklusive leverans av reservdelar och ingenjörstjänster under åtta år [51] .
EPR har klarat designutvärdering av Nuclear Regulatory Authority, tillsammans med Westinghouses AP1000 [52] ; totalt var det planerat att bygga 4 nya reaktorer. 2009 förvärvade EDF det brittiska företaget British Energy .
Den 19 mars 2013 gavs samtycke till att planera byggandet av kärnkraftverket Hinkley Point C [53] . Den 21 oktober 2013 meddelade EDF Energy att man nått en överenskommelse om byggandet av ett kärnkraftverk.
Det slutliga regeringens godkännande gavs i september 2016 [6] .
Byggstart i december 2018; den är planerad att starta produktionen 2026. Kostnaden för att bygga två enheter kommer att vara cirka 25 miljarder dollar.
I juli 2008 meddelade Frankrikes president att på grund av höga olje- och gaspriser skulle en andra reaktor av EPR-typ byggas i Frankrike [54] .
2009 valdes Penleys kärnkraftverk som byggarbetsplats, och bygget är planerat att påbörjas 2012 [55] .
Men 2011, efter olyckan vid kärnkraftverket i Fukushima, sköt EDF upp offentliga samråd [56] .
I februari 2013 meddelade ministern för industriell förnyelse Arnaud Montebourg att Penley-reaktorn ställs in, med hänvisning till enorma investeringar i förnybar energi , samtidigt som han uttryckte förtroende för att EPR skulle vara internationellt konkurrenskraftig [57] [58] .
Senare, 2019, förnyades planerna på att bygga nya reaktorer i Frankrike. Bland de möjliga platserna för installation av två EPR-reaktorer övervägdes Penleys kärnkraftverk och Gravelines kärnkraftverk [59] . I oktober rapporterade tidningen Le Monde att den franska regeringen hade skickat ett "kontorsbrev" till EDF och bad företaget att förbereda sig för att bygga totalt sex EPR-reaktorer på tre platser under de kommande 15 åren [60] . Regeringens beslut om byggandet av nya reaktorer väntas tidigast 2022 [26] .
I februari 2009 undertecknade Nuclear Energy Corporation of India (NPCIL) ett samförståndsavtal med Areva för installation av två EPR-reaktorer vid Jaitapurs kärnkraftverk i Maharashtra. Detta följdes i december 2010 av ett ramavtal [61] .
I januari 2016, under Frankrikes president François Hollandes statsbesök i Indien, släpptes ett gemensamt uttalande med Indiens premiärminister Narendra Modi , enligt vilket ledarna för de två länderna "enades om en färdplan för samarbete för att påskynda diskussionerna om Jaitapur-projektet" [62] .
Den 10 mars 2018 undertecknades ett Industrial Outlook Agreement mellan EDF och NPCIL för att lägga bud på sex reaktorer [63] [64] .
I april 2021 lämnade EDF ett förslag till NPCIL om att bygga sex EPR-reaktorer på Jaitapur-anläggningen med en total installerad kapacitet på 9,6 GW [65] .
Två EPR-enheter vid Sizewells kärnkraftverk i Suffolk är i ett tidigt skede av planeringen [66] . I maj 2020 ansökte EDF Energy om ett utvecklingstillstånd [67] . Om projektet genomförs beräknas elproduktionen påbörjas tidigast 2031 [68] .
Ytterligare två EPR-enheter har föreslagits för konstruktion vid Moorside Nuclear Power Plant nära Sellafield i Cumbria , som en del av en framtida ren energinav som även kommer att inkludera små modulära reaktorer , anläggningar för förnybar energi, väteproduktion och energilagringsteknik [69] .
EPR övervägdes för två (möjlig expansion till fyra) ytterligare reaktorer vid Darlington Nuclear Power Plant i Ontario, Kanada . Arevas bud uppfyllde dock inte villkoren i anbudet, vilket krävde att olika oförutsedda händelser skulle beaktas under driften. Projektet övergavs så småningom eftersom ett enda bud från det kanadensiska företaget AECL föreslog en byggkostnad på över $10 per watt termisk effekt [70] .
Sedan juni 2010 har en EPR-installation i New Brunswick ansetts ersätta den kanadensiska tungvattenreaktorn CANDU 6. Men efter ett val två månader senare togs inte denna plan upp igen [71] .
I oktober 2012 tillkännagav CEZ att Areva hade uteslutits från anbudet om konstruktion av två reaktorer för kärnkraftverket i Temelín eftersom det inte hade uppfyllt de lagliga kraven i anbudet [72] . I april 2014 avbröt CEZ anbudet på grund av låga elpriser och regeringens vägran att upprätthålla ett garanterat lägsta pris [73] .
2010 beslutade Finlands riksdag att tillåta byggandet av två nya reaktorer. Både TVO och Fennovoima övervägde EPR [74] [75] . I december 2013 meddelade Fennovoima att man valt den ryska VVER-reaktorn [76] .
Den 24 februari 2009 kom Italien och Frankrike överens om att undersöka möjligheten att bygga fyra nya kärnkraftverk i Italien [77] . Den 3 augusti 2009 bildade EDF och Enel ett samriskföretag, Sviluppo Nucleare Italia, för att undersöka möjligheten att bygga minst fyra EPRs [78] .
Men i en folkomröstning 2011 , strax efter Fukushima-olyckan , röstade italienarna för att upphäva nya regler för att tillåta kärnkraft i Italien. Upphävandet av lagar träder i kraft när mer än 50 % av väljarna deltar i omröstningen och majoriteten röstar för. I verkligheten deltog 55 % av de faktiska väljarna i folkomröstningen och 94 % röstade för avskaffandet av de nya reglerna.
I mars 2008 nådde Frankrikes president Nicolas Sarkozy en överenskommelse med Förenade Arabemiratens regering som "satte upp en ram för samarbete för utvärdering och eventuell användning av kärnenergi för fredliga ändamål". Detta avtal var inte ett kontrakt för att bygga en EPR av något av de franska kärnkraftsföretagen, Total SA , Suez eller Areva [79] .
I maj 2009 undertecknade USA :s president Barack Obama ett liknande avtal med Förenade Arabemiraten . Det innebar inte heller undertecknande av kontrakt för reaktorer och gav inga garantier för att amerikanska företag skulle få dem [80] .
I december 2009 avvisade Förenade Arabemiraten amerikanska och franska anbud och tilldelade ett kontrakt för att bygga fyra APR-1400- reaktorer till en sydkoreansk grupp inklusive Korea Electric Power Corporation , Hyundai Engineering and Construction , Samsung och Doosan Heavy Industries [81] .
Efter att ha förlorat denna order började Areva studera möjligheten att exportera enklare andra generationens reaktorer till länder som precis hade börjat ägna sig åt kärnkraft [82] . Från och med 2011 erbjuder Areva och Mitsubishi Heavy Industries 1100 MW ATMEA1 generation III -reaktorer [83] .
US-EPR, versionen av EPR som lämnats in till den amerikanska tillsynsmyndigheten, är en konkurrent på den amerikanska marknaden till nästa generations reaktorer, AP1000 och ESBWR . I februari 2015 begärde Areva att konstruktionscertifieringsprocessen skulle avbrytas av US Nuclear Regulatory Commission (NRC) [84] . Ansökan har varit under granskning i väntan på slutgiltigt konstruktionsgodkännande och certifiering sedan den 14 december 2007 [85] . UniStar, Amarillo Power, PPL Corp och AmerenUE har tillkännagivit planer på att under 2008 ansöka om en kombinerad licens för att bygga och driva US-EPR vid deras Callaway-station. I juli 2007 lämnade UniStar ett delbud för att bygga enhet 3 vid Calvert Cliffs kärnkraftverk i Maryland. Båda förslagen avbröts dock senare.
I april 2009 avbröt AmerenUE planerna på att bygga sin reaktor [86] [87] . I juli 2010 sänkte Constellation Energy Group UniStar-kostnaderna för kärnkraftverket Calvert Cliffs på grund av osäkerhet om en lånegaranti från det amerikanska energidepartementet [88] och drog sig därefter ur projektet [89] . I oktober 2008 tillkännagav Areva att de skulle samarbeta med det amerikanska försvarsföretaget Northrop Grumman för att etablera ett företag på 380 miljoner dollar för att tillverka moduler och sammansättningar för EPR- och US-EPR-reaktorer på Northrop Grumman-varvet i Newport News , NY. Virginia [90] [91] . Projektet avbröts på obestämd tid i maj 2011 [92] .