 Принципова схема ядерного реактора Magnox із зображенням потоку газу. Теплообмінник знаходиться поза бетонним захистом від радіації. Це являє собою ранню конструкцію Magnox із циліндричною сталевою посудиною під тиском.
Паливний стрижень Magnox ранньої конструкції
Magnox — тип ядерного енергетичного/виробничого реактора, розробленого для роботи на природному урані з графітом як сповільнювачем і вуглекислим газом як теплообмінним охолоджувачем. Він належить до ширшого класу газоохолоджуваних реакторів. Назва походить від магнієво-алюмінієвого сплаву, який використовується для оболонки паливних стрижнів всередині реактора. Як і більшість інших ядерних реакторів «покоління I», Magnox був розроблений з подвійною метою виробництва електроенергії та плутонію-239 для нової програми ядерної зброї у Британії. Назва конкретно відноситься до конструкції Сполученого Королівства, але іноді використовується узагальнено для позначення будь-якого подібного реактора.

Як і в інших реакторах, що виробляють плутоній, збереження нейтронів є ключовим елементом конструкції. У magnox нейтрони сповільнюються у великих блоках графіту. Ефективність графіту як сповільнювача дозволяє Magnox працювати на природному урановому паливі, на відміну від більш поширеного комерційного легководного реактора, який потребує злегка збагаченого урану. Графіт легко окислюється на повітрі, тому серцевина охолоджується CO2, який потім закачується в теплообмінник для генерації пари для приводу традиційного парового турбінного обладнання для виробництва електроенергії. Активна зона відкрита з одного кінця, тому паливні елементи можна додавати або видаляти, поки реактор ще працює.

Загальний опис

Windscale
Першим повномасштабним ядерним реактором Великобританії був Windscale Pile у Селлафілді. Купа була розроблена для виробництва плутонію-239, який розводився в багатотижневих реакціях, що відбуваються в природному урановому паливі. За нормальних умов природний уран недостатньо чутливий до власних нейтронів, щоб підтримувати ланцюгову реакцію. Для підвищення чутливості палива до нейтронів використовується сповільнювач нейтронів, в даному випадку високоочищений графіт.

Маgnox
Колдер Холл, Велика Британія – перша в світі комерційна атомна електростанція. Вперше підключений до національної електромережі 27 серпня 1956 року та офіційно відкритий королевою Єлизаветою II 17 жовтня 1956 року.
Оскільки ядерний істеблішмент Великобританії почав звертати увагу на ядерну енергетику, потреба в більшій кількості плутонію для розробки зброї залишалася гострою. Це призвело до спроб адаптувати базову конструкцію Windscale до енергетичної версії, яка б також виробляла плутоній. Щоб бути економічно корисним, завод мав би працювати на набагато вищих рівнях потужності, а щоб ефективно перетворювати цю енергію в електрику, він мав би працювати при вищих температурах.

AGR
Характер «подвійного використання» дизайну Magnox призводить до компромісів у дизайні, які обмежують його економічні показники. Коли розгортався дизайн Magnox, уже велася робота над удосконаленим газоохолоджуваним реактором (AGR) з явним наміром зробити систему більш економічною. Основною серед змін було рішення запустити реактор при значно вищих температурах, близько , що значно підвищить ефективність роботи парових турбін, що витягують електроенергію. Це було занадто гаряче для магноксового сплаву, і AGR спочатку мав намір використовувати нову оболонку на основі берилію, але вона виявилася занадто крихкою. Це було замінено оболонкою з нержавіючої сталі, але вона поглинала достатньо нейтронів, щоб впливати на критичність, і, у свою чергу, вимагала, щоб конструкція працювала на злегка збагаченому урані, а не на природному урані Magnox, що збільшувало витрати на паливо. Зрештою, економіка системи виявилася трохи кращою, ніж Magnox. Колишній економічний радник Міністерства фінансів Девід Хендерсон описав програму AGR як одну з двох найдорожчих помилок проекту, спонсорованого британським урядом, поряд із Concorde.

Технічна інформація
Джерело: 


Специфікація

 Колдер Холл

 Вілфа

 Олдбері


 Теплова потужність (валова), МВт

 182

 1875 рік

 835


 Електрична потужність (валова), МВт

 46

 590

 280


 ефективність, %

 23

 33

 34


 Кількість паливних каналів

 1696 рік

 6150

 3320


 Діаметр активного сердечника

 9,45 м

 17,4 м

 12,8 м


 Висота активного ядра

 6,4 м

 9,2 м

 8,5 м


 Середній тиск газу

 7 бар

 26,2 бар

 25,6 бар


 Середня температура газу на вході °C

 140

 247

 245


 Середня температура газу на виході °C

 336

 414

 410


 Загальна витрата газу

 891 кг/с

 10254 кг/с

 4627 кг/с


 матеріал

 Природний металевий уран

 Природний металевий уран

 Природний металевий уран


 Маса урану в тоннах

 120

 595

 293


 Внутрішній діаметр посудини під тиском

 11,28 м

 29,3 м

 23,5 м


 Внутрішня висота посудини під тиском

 21,3 м

 —

 18,3 м


 Газові циркуляційні насоси

 4

 4

 4


 Парогенератори

 4

 1

 4


 Кількість генераторів

 2

 2

 1


Економіка
 Завантаження палива Magnox на атомній електростанції Calder Hall
Перші реактори Magnox в Колдер-Холлі були розроблені головним чином для виробництва плутонію для ядерної зброї. Виробництво плутонію з урану шляхом опромінення в купі генерує велику кількість тепла, яке потрібно утилізувати, і таким чином генерувати пару з цього тепла, яке можна використовувати в турбіні для виробництва електроенергії, або як технологічне тепло на сусідньому заводі Windscale, розглядався як свого роду «безкоштовний» побічний продукт істотного процесу.

Безпека
 Корпуси реакторів АЕС Bradwell Magnox
У той час вважалося, що реактори Magnox мають значний ступінь внутрішньої безпеки через їхню просту конструкцію, низьку питому потужність і газовий теплоносій. Через це вони не були забезпечені функціями вторинного утримання. Принципом проектування безпеки на той час був принцип «максимально вірогідної аварії», і було зроблено припущення, що якщо станція була спроектована таким чином, щоб витримати це, то всі інші менш значущі, але подібні події будуть охоплені. Аварії з втратою теплоносія (принаймні ті, що розглядаються в проекті) не призведуть до великомасштабної відмови палива, оскільки оболонка Magnox утримає основну частину радіоактивного матеріалу, припускаючи, що реактор буде швидко зупинено (SCRAM), оскільки тепло розпаду може видаляються шляхом природної циркуляції повітря. Оскільки теплоносій вже є газом, вибухове підвищення тиску внаслідок кипіння не є ризиком, як це сталося під час катастрофічного вибуху пари під час аварії на Чорнобильській АЕС. Відмова системи зупинки реактора для швидкої зупинки реактора або відмова природної циркуляції в проекті не враховувалися. У 1967 році на Чапелкросі сталося розплавлення палива через обмежений потік газу в окремому каналі, і, хоча екіпаж станції впорався з цим без серйозних інцидентів, ця подія не була розроблена або запланована, і викид радіоактивності був більшим, ніж очікувалося під час дизайн станції.

Побудовані реактори
 Атомна електростанція Sizewell A Magnox
Загалом у Сполученому Королівстві, де був розроблений проект, було побудовано 11 електростанцій загальною кількістю 26 одиниць. Крім того, один був експортований до Токаї в Японії, а інший до Латини в Італії. Північна Корея також розробила власні реактори Magnox на основі британського проекту, який був оприлюднений на конференції «Атом заради миру».

Перша електростанція Magnox, Calder Hall, була першою в світі атомною електростанцією, яка виробляла електроенергію в промислових масштабах (електростанція в Обнінську, Росія почала постачати мережу в дуже малих некомерційних кількостях 1 грудня 1954 року). Перше підключення до мережі відбулося 27 серпня 1956 року, а станцію офіційно відкрила королева Єлизавета II 17 жовтня 1956 року. Коли станцію закрили 31 березня 2003 року, перший реактор використовувався майже 47 років.

Виведення з експлуатації
 ChapelCross до знесення градирень у 2007 році
Управління з виведення з експлуатації атомних електростанцій (NDA) несе відповідальність за виведення з експлуатації електростанцій Magnox Великобританії, орієнтовна вартість якого становить 12,6 мільярдів фунтів стерлінгів. Були дискусії щодо того, чи слід прийняти стратегію виведення з експлуатації на 25 чи 100 років. Після 80років короткочасний радіоактивний матеріал у вивантаженій активній зоні розпався б настільки, що людина могла б отримати доступ до конструкції реактора, що полегшило б роботи з демонтажу. Коротша стратегія виведення з експлуатації вимагала б роботизованої техніки демонтажу активної зони. Поточний приблизно 100-річний план виведення з експлуатації називається Safestore. Також розглядалася 130-річна стратегія відкладеного Safestore з орієнтовною економією коштів у 1,4 мільярда фунтів стерлінгів, але не була обрана.

Список реакторів Magnox у Великобританії


Ім'я

 Місцезнаходження

 Розташування (GeoHack)

 Кількість одиниць

 Виробництво на одиницю

 Загальний обсяг виробництва

 Перше підключення до мережі

 Закрити


 Колдер Холл

 поблизу Вайтхейвена, Камбрія

 NY025042

 4

 50 МВт

 200 МВт

 1956 рік

 2003 рік


 Капличний хрест

 поблизу Аннана, Дамфріса та Галовея

 NY216697

 4

 60 МВт

 240 МВт

 1959 рік

 2004 рік


 Берклі

 Глостершир

 ST659994

 2

 138 МВт

 276 МВт

 1962 рік

 1989 рік


 Бредвелл

 поблизу Саутмінстера, Ессекс

 TM001087

 2

 121 МВт

 242 МВт

 1962 рік

 2002 рік


 Хантерстон "А"

 між Вест-Кілбрайдом і Ферлі - Норт-Ейршир

 NS183513

 2

 180 МВт

 360 МВт

 1964 рік

 1990 рік


 Хінклі Пойнт "А"

 поблизу Бріджвотер, Сомерсет

 TR330623

 2

 235 МВт

 470 МВт

 1965 рік

 1999 рік


 Trawsfynydd

 Гвінед

 SH690381

 2

 195 МВт

 390 МВт

 1965 рік

 1991 рік


 Підземелля "А"

 Кент

 TR074170

 2

 219 МВт

 438 МВт

 1966 рік

 2006 рік


 Sizewell "A"

 поблизу Лейстона, Саффолк

 TM472634

 2

 210 МВт

 420 МВт

 1966 рік

 2006 рік


 Олдбері

 поблизу Торнбері, Південний Глостершир

 ST606945

 2

 217 МВт

 434 МВт

 1968 рік

 2012 рік


 Вілфа

 Англсі

 SH350937

 2

 490 МВт

 980 МВт

 1971 рік

 2015 рік


Реактори Magnox, експортовані з Великобританії


Ім'я

 Місцезнаходження

 Кількість одиниць

 Виробництво на одиницю

 Загальний обсяг виробництва

 Перше підключення до мережі

 Закрити


 Латина

 Італія

 1

 160 МВт

 160 МВт

 1963 рік

 1987 після італійського референдуму щодо атомної енергетики


 Токай Мура

 Японія

 1

 166 МВт

 166 МВт

 1966 рік

 1998 рік


Примітки


Посилання

*  Енергетичні рішення
*  Інформація про зацікавлені сторони ядерних майданчиків – Огляд кожної електростанції Magnox, наданий British Nuclear Group
*  Magnox Safety Reviews, вересень 2000 р., Інспекція ядерних установок HSE
*  Стратегія Magnox Electric plc щодо виведення з експлуатації ядерних ділянок, лютий 2002 р., Інспекція ядерних установок HSE
*  Виведення з експлуатації комерційних електростанцій із газовим охолодженням магноксу у Сполученому Королівстві, Г. Холт, Magnox Electric, документ засідання МАГАТЕ, 8–10 вересня 1997 р.
*  Досвід експлуатації реактора Latina Magnox, 21–23 вересня 1988 р., Ente Nazionale per l'Energia Electrica
*  Огляд процесів старіння та їх впливу на безпеку та продуктивність атомної електростанції Wylfa, Джон Лардж, 14 березня 2001 р. – включає детальні діаграми
*  Конструкція паливних елементів Magnox – аналіз атомної енергії
*  Розпочато роботу з очищення ставків-охолоджувачів Sellafield Magnox – Nuclear Engineering International
*  Велика небезпека – Nuclear Engineering International
*  Бібліотека зображень British Nuclear Group – велика колекція фотографій інтер’єру та екстер’єру всіх електростанцій Magnox у Великобританії.
* 87-7893-050-2 

