Westinghouse AP300 SMR

A Westinghouse AP300 SMR a gyártó által fejlesztett AP1000 nagy PWR lekicsinyített változata. A típus 330 MW villamos teljesítményével a nagyobb egységek közé tartozik az SMR-ek kategóriájában. Az erőmű egyetlen reaktort és a hozzá kapcsolt energiaátalakítási rendszert tartalmazza, vagyis nincs lehetőség többmodulos erőmű építésére. A legtöbb vízhűtésű SMR-rel ellentétben a primerköri főberendezések nem a reaktortartályban integráltan helyezkednek el. A kialakítás egyetlen különálló gőzfejlesztőt kapcsol a reaktortartályhoz egy melegági csővezeték segítségével. A primerköri cirkulációt a két hidegághoz tartozó két darab, a gőzfejlesztő alsó szekciójához illesztett főkeringtető-szivattyú valósítja meg. A melegági csővezetékhez csatlakozik a térfogatkompenzátor. A primerköri nyomás 154 bar, míg a zóna belépő és kilépő hőmérséklete 302 °C és 325 °C. Az üzemanyag, illetve az aktív zóna elrendezése megegyezik az AP1000 esetén alkalmazottakkal, vagyis 17×17 darab négyszögrácsban elrendezett üzemanyagpálcákból álló RFA-2 (Robust Fuel Assembly-2) típuson alapuló kazetták építik fel zónát [1], mely pálcák hasadóanyag tartalma 5 % alatti dúsítású urán-dioxid. A beszállítói lánc az AP1000 reaktorok és a korábbi Westinghouse reaktorok ellátása miatt e téren jól kiépítettnek mondható. Szintén ez a helyzet az energiaátalakításban részt vevő nagyberendezésekkel (reaktortartály, gőzfejlesztő stb.), illetve a biztonságvédelmi rendszerekkel is.

A nukleáris biztonság három fő funkcióját az alábbi rendszerek látják el:

• A láncreakció szabályozására és leállítására neutronelnyelő anyagokat tartalmazó szabályzó és biztonságvédelmi rudak szolgálnak, melyek az aktív zóna fölül juttathatók az üzemanyagpálcák közé. A konkrét anyag az AP300 esetén nem publikus, de feltételezhető az AP1000 esetén is használt ezüst-indium-kadmium (Ag-In-Cd) alkalmazása [3]. A hűtőközegben oldott bórsavat használnak a hosszú távú reaktivitás-szabályozásra és független párhuzamos rendszerként a reaktor leállítására és szubkritikus állapotban tartására. Az üzemanyag kiégő mérget (Gd₂O₃) is tartalmaz [1], mely a kampány előrehaladtával fokozatosan szabadít fel reaktivitást.
• Az üzemanyag üzemzavarok alatti hűtésére teljes mértékben passzív üzemzavari zónahűtő rendszer került kialakításra. Az AP1000-hez hasonlóan az üzemazavari rendszer központi eleme az úgynevezett In-containment Refueling Water Storage Tank (IRWST). Ez a reaktor felett elhelyezett víztartály a magasságkülönbség segítségével passzív módon szolgáltat hűtővizet hűtőközegvesztéses üzemzavar esetén. Emellett az üzemzavari hőelvonó rendszer hőelnyelőjeként is funkcionál a passzív, természetes cirkulációt alkalmazó remanenshő-elvonó rendszer részeként. A tartályból elpárolgott közeg a konténment acél falán a passzív konténmenthűtés (természetes levegő cirkuláció az AP1000-hez hasonlóan) eredményeképp kondenzálódik, az IRWST-ben összegyűjthető
• A radioaktív anyagok visszatartása érdekében hagyományos négy rétegből álló mérnöki gátak rendszerét alkalmaznak. Az üzemanyagmátrix, az üzemanyagpálcák cirkónium burkolata, illetve a primer kör, mint nyomástartó rendszer funkciójukat és kialakításukat tekintve tipikus nyomottvizes technológiát tükröznek. A konténment szerepét az AP1000-hez hasonlóan egy beton védőépület (külső veszélyek elleni védelem) és egy belső hermetikus acél fal (radioaktív anyagok benntartása) töltik be.

Az AP-300 legnagyobb előnyét a már kiforrott technológia alkalmazása jelenti. Ebből adódóan az engedélyeztetési folyamat is lényegesen egyszerűbb és gyorsabb lehet, mint innovatívabb megoldások esetén. A hagyományos kialakítás és a nagy tapasztalattal, illetve kiépült beszállítói lánccal rendelkező gyártó kombinációja alacsony projektkockázatot jelenthet. A nyomottvizes technológia, így az AP300 SMR is limitáltan alkalmazható kapcsolt energiatermelésre az alacsony zóna kilépő hőmérséklet miatt. Elsősorban villamos energia előállítására alkalmazandó, leginkább alaperőműként, de terheléskövetés megvalósítására is képes. Az AP300 képes 5 %/perc le-, illetve felterhelésre a 25%-100% teljesítménytartományon [1].

A Westinghouse AP300 először 2023-ban jelent meg az SMR típusok piacán, mely a vízhűtésű reaktorok között jelentős lemaradást jelent. Jelenleg a projekt a koncepcionális tervezés fázisában van, a projekciók szerint 2026-2027-ben jutna el a gyártó a részletes tervezés végére és a típusengedélyezetetés lefolytatásáig. A Westinghouse forrásai és tapasztalata, illetve a technológia érettsége azonban azt eredményezheti, hogy a korai lemaradás ledolgozható, így az első AP300 erőmű üzembe helyezése 2033-2034 körül várható az Egyesült Államokban.