Desde la década de 1950 hasta principios de la de 1960, la Unión Soviética y los Estados Unidos construyeron el primer lote de centrales nucleares con una capacidad unitaria única de unos 300 MWe, como la Central nuclear del puerto de embarque y central nuclear de Indianápolis en Estados Unidos1, central nuclear de Chooz en Francia, central nuclear de Obrigheim en Opal, central nuclear de Umebon en Japón1. La central nuclear de primera generación es un prototipo de central nuclear con reactor. Su objetivo principal es verificar la viabilidad de su energía nuclear en la implementación del proyecto mediante demostración experimental.
Centrales nucleares de segunda generación
En la década de 1970, la crisis energética provocada por el aumento de los precios del petróleo impulsó el desarrollo de la energía nuclear. La mayoría de las más de 400 unidades que se han puesto en operación comercial en el mundo se construyeron durante este período y se denominan unidades de energía nuclear de segunda generación. La segunda generación de centrales nucleares tiene como objetivo principal lograr la comercialización, estandarización, serialización y producción en masa para mejorar la economía. Desde finales de los años 1960 hasta los años 1970, se construyeron en el mundo un gran número de centrales nucleares estandarizadas y serializadas, con una capacidad unitaria única de 600-1400 MWe. Modelo 212 (600MWe, reactor de agua a presión de doble circuito, núcleo con 121 componentes, utilizando conjuntos combustibles de 12 pies), Modelo 312 (1000MWe, reactor de agua a presión de tres circuitos, núcleo con 157 componentes de caja, conjuntos combustibles de 12 pies) , los modelos 314 CPY, P4 y P4 de Francia también pertenecen a las centrales nucleares estándar Tipo 312 y Tipo 414. Japón y Corea del Sur también han construido varias centrales nucleares estándar, como el Tipo 412, BWR y System80.
Las centrales nucleares de segunda generación son las unidades principales de 439 centrales nucleares en funcionamiento en todo el mundo (estadísticas de septiembre de 2007), con una capacidad total instalada de 372 millones de kilovatios. También hay 34 unidades de energía nuclear en construcción, con una capacidad instalada total de 27,8 millones de kilovatios. Después de los accidentes de la central nuclear de Three Mile Island y de la central nuclear de Chernobyl, varios países han mejorado el funcionamiento de las centrales nucleares en diversos grados, y su seguridad y economía han mejorado en diversos grados.
Los expertos dedicados a la energía nuclear reflexionan sobre las centrales nucleares de segunda generación. En ese momento, creían que la posibilidad de accidentes graves, como la fusión del núcleo del reactor y la liberación a gran escala de materiales radiactivos al medio ambiente, era muy pequeña, y no era necesario incluir instalaciones para prevenir y mitigar accidentes graves como un diseño necesario. requisito. Por lo tanto, las medidas para hacer frente a accidentes graves en centrales nucleares de segunda generación son relativamente débiles.
Reactores avanzados de agua a presión
Existen diferentes opiniones sobre los tipos de centrales nucleares de tercera generación.
Los Requisitos del Usuario de Energía Nuclear de Estados Unidos (URD) y los Requisitos del Usuario de Energía Nuclear de Europa (EUR) proponen requisitos técnicos de seguridad y diseño para centrales nucleares de tercera generación, incluido el activo modificado (sistema de seguridad) centrales nucleares y centrales nucleares avanzadas no eléctricas (sistemas de seguridad) y habiendo completado todos los trabajos de demostración y prueba de ingeniería, así como el diseño preliminar de las centrales nucleares, se convertirán en los principales tipos de reactores de tercera generación. centrales nucleares.
Los innovadores e independientes proyectos de energía nuclear de tercera generación de China están en construcción en Sanmen, Zhejiang y Haiyang, Shandong. En comparación con las unidades de energía nuclear de segunda generación que funcionan para generar electricidad, prevenir y mitigar la fusión del núcleo se ha convertido en un requisito de diseño necesario. Esta es una debilidad de la central nuclear de Fukushima, una central nuclear de segunda generación, que quedó expuesta en. el accidente. Según los informes, las centrales nucleares de tercera generación de China estarán equipadas con depósitos de agua. Estos "grandes tanques de agua" pueden liberar grandes cantidades de agua en caso de emergencia para satisfacer necesidades de emergencia como la refrigeración.
Al resumir la experiencia y las lecciones, Estados Unidos, Europa y la Agencia Internacional de Energía Atómica han promulgado nuevas regulaciones, haciendo de la prevención y mitigación de accidentes graves un requisito de diseño necesario. Las centrales nucleares que cumplen los requisitos anteriores se denominan centrales nucleares de tercera generación.
A nivel mundial, los diseños técnicamente maduros que se pueden utilizar para construir unidades de energía nuclear de tercera generación incluyen principalmente el AP1000 (reactor de agua a presión) y el ABWR (reactor de agua en ebullición) en Estados Unidos, y el EPR ( reactor de agua a presión) en Europa, su probabilidad de sufrir accidentes graves es más de 100 veces menor que la de las unidades de energía nuclear de segunda generación. Estados Unidos, Francia y otros países han anunciado públicamente que ya no construirán unidades de energía nuclear de segunda generación en el futuro y solo construirán unidades de energía nuclear de tercera generación. En nuestro país hay 13 unidades de energía nuclear de segunda generación en funcionamiento. El objetivo en el futuro es construir unidades de energía nuclear de tercera generación y desarrollar unidades de energía nuclear avanzadas de tercera generación de marca china con derechos de propiedad intelectual independientes de China.
Por lo tanto, el Consejo de Estado decidió utilizar los dos proyectos de energía nuclear en Zhejiang Sanmen y Shandong Haiyang como proyectos de apoyo independientes de energía nuclear de tercera generación para construir cuatro unidades de energía nuclear con reactor de agua a presión AP1000 de tercera generación. El "Plan Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico a Medio y Largo Plazo" ha incluido la "Planta de Energía Nuclear con Reactor de Agua Presurizada Avanzada de Gran Tamaño" como un proyecto importante (CAP1400).
Sistemas de energía nuclear de cuarta generación
El concepto de sistemas de energía nuclear de cuarta generación (diferentes de la tecnología de energía nuclear o de los reactores avanzados) fue propuesto por primera vez por la Oficina de Ciencia y Tecnología de la Energía Nuclear. Tecnología del Departamento de Energía de EE. UU. y apareció por primera vez en 1999. La reunión anual de verano de la Sociedad Nuclear Estadounidense en junio de 2018 y la reunión anual de invierno de la Sociedad Nuclear Estadounidense en octubre de 2018 aclararon aún más la visión del desarrollo de sistemas de energía nuclear de cuarta generación. Desde junio de 5438 hasta octubre de 2000, el Departamento de Energía de Estados Unidos inició e invitó a representantes gubernamentales de nueve países, entre ellos Argentina, Brasil, Canadá, Francia, Japón, Corea del Sur, Sudáfrica y el Reino Unido, a celebrar una reunión para discutir la cooperación internacional en desarrollando una nueva generación de tecnología de energía nuclear. Adquirió amplios conocimientos y emitió la Declaración Conjunta de las Nueve Naciones. Posteriormente, los países desarrollados con energía nuclear como Estados Unidos, Francia, Japón y el Reino Unido establecieron el "Foro Internacional del Sistema de Energía Nuclear de Cuarta Generación (GIF)" y planearon formular objetivos y planes relevantes dentro de 2 a 3 años; El objetivo de este plan es La introducción en el mercado de sistemas de energía nuclear de cuarta generación (Gen-IV) puede resolver problemas como la economía de la energía nuclear, la seguridad, la eliminación de residuos y la prevención de la proliferación nuclear.
El sistema de energía nuclear de cuarta generación cumplirá con los requisitos básicos de seguridad, economía, desarrollo sostenible, baja generación de residuos, bajo riesgo de proliferación de combustibles y prevención de la proliferación nuclear.
Países de todo el mundo están desarrollando tecnologías básicas y cursos para sistemas de energía nuclear de cuarta generación en diversos grados.
El sistema de energía nuclear de cuarta generación incluye tres sistemas de reactores de neutrones rápidos y tres sistemas de reactores de neutrones térmicos: