英國報道稱，法國電力集團(EDF)建設運營的欣克利角B核電站將于2022年“提前”關閉。對于核能資深人士來說，這聽起來很奇怪。他們知道，這座位于英國西海岸的先進氣冷堆(AGR)核電站在1979年啟動時，設計壽命為25年左右。但事實上，它已經運行了40年，如果業(yè)主EDF在2022年年中將其退役，它可能還有一年多的壽命。但媒體曾指出，EDF曾希望將最終關閉時間推遲到2023年。
但對于長期反核人士來說，關閉來得一點也不快。他們同時還認為，英國其他的AGR也應該結束運營。問題的關鍵在于AGR設計中構成反應堆堆芯的互鎖石墨塊。反對者認為，多年的輻照已經對其造成了嚴重破壞，存在安全風險。這的確是影響AGR的老化問題之一，但實際情況更為復雜。
回顧過去，在英國的核電監(jiān)管中，雖然核監(jiān)管辦公室(ONR)有權以安全為由隨意關閉核電站，但核電站是否繼續(xù)運行的決定權在核電站業(yè)主手中。牌照期限并不是固定的，這在很多國家都適用。雖然業(yè)內存在一個固定的經驗壽命，但業(yè)主只需滿足監(jiān)管機構的安全運行要求，即可運行。安全性由ONR的定期審查來評估。實際操作中，每十年一次的深入審查尤為關鍵。業(yè)主可以通過升級核電站，滿足監(jiān)管機構對于核電站長期安全的要求。這就需要持續(xù)對電廠的運行進行評估，并考慮一切關鍵因素。
一方面，AGR使用壽命都足夠長，足以償還了建設成本，延長壽命可以獲得更多利潤。而且英國在冬季電費會有所提高，只要電廠在“4小時通知”的情況下出現(xiàn)發(fā)電量不足預警，就可以采用階梯電價。但另一方面，電站老化可能會影響發(fā)電量。例如，在20世紀90年代，幾座AGR的一次回路出現(xiàn)了焊縫開裂的問題，導致監(jiān)管機構規(guī)定電廠只能以正常功率的70%運行。
運營也不能保證利潤，特別是在英國這樣的市場。即使是在收回成本的前提下，由于英國的電價也不穩(wěn)定，核電運行也有需要支付很高的固定成本。天氣好時，可再生能源滿負荷發(fā)電，導致電價很低，有時甚至是負數。在不確定的收入與固定成本之間進行權衡，顯然，欣克利B核電站已經走到了盡頭。
石墨老化欣克利角B的兩臺660MWe機組(及其孿生電廠Hunterston B)的堆心由大約3000塊互鎖的石墨磚組成，這些石墨磚在堆心中既起調節(jié)作用，又起支撐作用。它們通過特殊的構建，容納了燃料元件和控制桿的垂直通道。
從一開始，我們就知道石墨磚會受到電廠運行的影響，改變堆心的質量、尺寸和材料特性。這需要長期的仔細監(jiān)測，以確保不會影響控制棒或燃料的自由移動，以及冷卻劑氣體的流動。
磚塊無法修復，復雜的相互作用更難以建模。ONR表示：“我們要求EDF通過其安全案例證明他們對石墨有足夠的理解，提出證據明確證明堆心能安全運行，并明確運行限制。”
磚塊被二氧化碳冷卻劑氧化，導致質量損失。這改變了磚塊的機械性能，使其作為緩和劑的效用下降。在設計之處，預計它是AGR壽命的限制因素。但事實上，輻射導致石墨磚裂紋才是更重要的因素，裂紋磚可能使堆心結構有更多的機械自由度。裂縫有很多不同的類型，而且影響也不一致，比如靠近核心邊緣的磚會受到更大的應力，因此更容易出現(xiàn)裂縫。
輻射的影響及裂紋的出現(xiàn)是隨著時間而不斷加劇的。石墨磚的形狀會發(fā)生變化，最靠近燃料的磚受到了更高的輻射劑量，磚外側產生壓應力，隨之出現(xiàn)裂紋。隨著時間的推移，輻照的效果會發(fā)生逆轉，有大量數據提供了很好的證據，對于運行時間最長的反應堆，在接受輻射劑量最高的磚塊中，裂紋已經停止生長。國家核研究局說，這種機制只影響到少數磚塊，檢查數據顯示，裂縫數量的增加速度沒有超過預期。
當磚塊外部經歷拉應力時，“鍵槽根部裂紋”就會從磚塊外部的互鎖鍵的底部開始出現(xiàn)。這些裂紋取決于石墨所接受的輻射總量，許多磚塊在中心出現(xiàn)裂紋。但是，由于這些裂紋是在核電站壽命即將到期時出現(xiàn)的，因此相關數據的可用性要低得多。現(xiàn)在正在將預期裂紋率的模型與每次停機時發(fā)現(xiàn)的裂紋進行比較，以完善模型。
2012年，EDF仍然認為繼續(xù)運行欣克利角B是安全且經濟的。那時，EDF將核電站的指示性關閉時間推遲了7年，從2016年推遲到2023年3月。現(xiàn)場的兩座反應堆都是每三年關閉一次進行定期檢查和維護，最近一次是在2018年。
ONR在回應信息自由請求時表示，2018年對欣克利角B核電站4號反應堆的檢查包括檢查31個燃料通道和一個控制棒通道。在燃料通道中發(fā)現(xiàn)了6條新的周向(徑向)裂縫，這些裂縫以前沒有;在一條以前沒有檢查過的通道中發(fā)現(xiàn)了一條新的全高軸孔裂縫;在2002年、2011年、2015年曾檢查過的通道中新發(fā)現(xiàn)1條鍵槽根部裂縫;控制桿通道未發(fā)現(xiàn)裂縫。這使得2018年該反應堆中觀察到的裂紋燃料磚總數達到：34條周向裂縫、13條全高軸向裂紋、1條鍵槽根部裂紋。
今年，EDF對石墨芯進行了進一步的全面檢查，并在11月宣布決定將最終關閉日期定在“不晚于”2022年7月15日。EDF發(fā)電公司總經理Matt Sykes表示：“作為一個負責任的運營商，我們認為這是正確的做法，讓我們的員工、合作伙伴和社區(qū)對電站的未來有一個清晰的認識。”電站主任彼得-埃文斯表示，“在發(fā)電超過300TWh后，這座電站在其生命周期內提供的低碳能源已經超過了英國其他任何一座核電站。”
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