改良型ガス冷却炉
改良型ガス冷却炉 (Advanced Gas-cooled Reactor, AGR) は英国が独自に開発した黒鉛減速ガス冷却炉である。核分裂反応によって生じた熱エネルギーを、高温の炭酸ガスとして取り出す原子炉で、セラフィールドのウィンズケール原子炉が原型となった。同炉は、マグノックス炉(東海発電所の原型)の改良型であり、冷却材出口温度は約1.5倍に、出力密度は約2倍に、熱効率は約10%増など、あらゆる点での性能向上を実現し、さらに経済性も大幅に向上している。
2019年現在でもイギリスの7か所の原子力発電所において各2基の改良型ガス冷却炉が商業用発電原子炉として利用されている。これらは1976年から1988年にかけて稼働を開始した。
AGR は英国で設計・運用されている原子炉の一種。これらは英国ガス冷却炉の第2世代であり、を中性子減速材として使用し、二酸化炭素を冷却材として使用している。これらは1980年代から英国の原子力発電設備のバックボーンとなっている。
AGRは、英国の第一世代原子炉設計であるマグノックス炉から開発された。最初のマグノックスの設計は、プルトニウム生成に最適化されていたため、発電にとって最も経済的ではない機能を備えていた。これらの主な要件は中性子(捕獲)が小さい冷却剤 (この場合は二酸化炭素) と、効率的な中性子減速材であるグラファイト(黒鉛)を必要とする天然ウランで運用することであった。またマグノックスの設計は他の発電(炉)設計と比較して比較的低温のガス温度で操業し、結果蒸気条件の低効率化を招いた。
AGRの設計では、マグノックスの黒鉛減速材と二酸化炭素冷却剤は保持されていたが、蒸気条件を改善するため冷却ガスの動作温度が上昇した。これらは石炭火力発電所のものと同一に作られており、同じ設計のタービンと発電設備の使用を可能にした。設計の初期段階で、燃料被覆管をベリリウムからステンレス鋼に切り替える必要があることがわかった。しかしながら、鋼はより高い中性子(捕獲)を持ち、そして、この変化を補うために濃縮ウラン燃料を使用する必要があった。この変更により、燃料1トンあたり18,000-dayのより高い燃焼度が得られ、燃料補給の頻度を減らすことができた。
プロトタイプのAGRは1962年にウィンズケールで稼働したが、最初の商用AGRは1976年までオンラインにならなかった。1976年から1988年の間に、6つのサイトに計14基のAGR原子炉が建設された。これらはすべて、1つの建屋に2基の原子炉で構成されており、各原子炉の設計熱出力は1,500MWt で、660のタービン/オルタネーターセットを駆動する。さまざまなAGRステーションは、555MWeから670MWeの範囲の出力を生成するが、運用上の制限により設計出力より低い出力で操業するものもある。