مفاعل القدرة المائي-المائي (VVER)

مفاعل القدرة المائي-المائي (ڤي ڤي إي آر، VVER) (بالروسية: Водо-водяной энергетический реактор)؛ هو سلسة من تصاميم عدة لمفاعلات من نوع مفاعلات الماء المضغوط. تم تطويره من قبل الاتحاد السوڤييتي، والآن روسيا  بواسطة OKB Gidropress. تتراوح القدرة الكهربائية المُوَلَدَة مابين 300 ميغاواط.ك و 1700 ميغاواط.ك. شيدت  محطات القدرة من نوع VVER في كل من: أرمينيا، بلغاريا، الصين، التشيك، فنلندا، هنغاريا، الهند، إيران، سلوفاكيا، أوكرانيا، وروسيا الإتحادية.

تاريخ

بُني المفاعل الأول من نوع ڤي ڤي إي آر قبل عام 1970م بحيث كان مفاعل VVER-440 الموديل V-230 هو الأكثر شيوعاً من مفاعلات VVER، مُولداً 440 ميغاواط.ك من القدرة الكهربائية. هذا الطراز (أي V-230) يُوظف ست دوائر تبريدية تحتوي كل منها على مُولد بخار بوضعية أُفقية. النسخة المُعدّلَة لمفاعل VVER-440، الموديل V213، كان أول مُنتج خاضع لمواصفات الأمان النووية والتي تبناها المصممون السوفييت. هذا الطراز يحتوي على أنظمة إضافية لتبريد قلب المفاعل في حالة الطواريء emergency core cooling وأنظمة التغذية المائية المساعدة auxiliary feedwater systems ، وكذلك على أنظمة مُحدثة للتموضع وحصر الحادث مكانياً.
تم تطوير المفاعل الأكبر من طراز VVER-1000 قبل عام 1975م. يحتوي هذا الطراز على نظام مكون من أربع دوائر تبريدية تتواجد جميعها داخل مبنى على شكل حاوية يحتوي على نظام رذاذات مائي لكبح البخار وتخفيف الضغط داخل المبنى في حالة التسرب الداخلي للبخار. أصبح من المتاح في تصاميم مفاعلات الVVER تركيب أنظمة للتحكم التلقائي وأنظمة الأمان الغيابي وأنظمة الإحتواء الذاتي بما يتفق مع الجيل الثالث من تصاميم المفاعلات الغربية.
الطراز VVER-1200 هو النسخة المعروضة للبناء بكونه تطوير على النموذج VVER-1000 بزيادة الإنتاج الكهربائي لحوالي 1200 ميغاواط.ك (إجمالي) وبمزايا أمان إضافية في حالة غياب الطاقة الكهربائية المغذية للمفاعل.
في عام 2012م صرحت شركة روس أتوم بأنه من المنوي أن يتم ترخيص مفاعل الVVER من قبل سلطات تنظيم العمل النووي الأمريكية والبريطانية، مع إستبعاد تقديم طلب الرخصة من الهيئة البريطانية قبل عام 2015م.

الدورة التبريدية الثالثة

هناك نوعان من الدوائر التبريدية في المرحلة الثالثة، النوع الأول يُسمى بالدائرة المفتوحة بحيث تُطرد الحرارة في ماء البحار أو الأنهار، أما النوع الثاني فيسمى بالدائرة المغلقة وفيها يكون مصدر الماء محدود ويتم التخلص من الحرارة في الغلاف الجوي على شكل بخار ينبعث من أبراج التبريد والتي تضيق من الأعلى لتخلق فرق في الضغط يزيد من سرعة خروج البخار (تصميم يعتمد على مبدأ إختناق ڤنتوري Ventury nozzle).
بالإضافة إلى قُدرة مفاعلات VVER على توليد الكهرباء يمكن أيضاً تزويد المقيمين بالمقربة من هذه المحطات أو المصانع المجاورة بالماء الساخن. من الأمثلة الحية على ذلك مفاعل ياسلوفسكي بوهونيسي Jaslovské Bohunice و دوكوفاني Dukovany.

العمر التشغيلي لمفاعل VVER-1000

عندما بُني مفاعل VVER أول مرة كانت النية أن يعمل لخمسة وثلاثين سنة. ثم بعد تلك الفترة كان الإعتقاد أن إستبدالاً ضرورياً يجب أن يتم لقطع ومكونات المفاعل الحساسة مثل قنوات قضبان التحكم وقضبان الوقود. ولأن مفاعلات RBMK كانت خاضعة لعمليات تجديد جذرية بعد 35 سنة تشغيلية كان الأمر سيان بالنسبة لمفاعلات ال VVER، على الرغم من أنها أقوى من مفاعلات ال RBMK. اليوم، فإن معظم مفاعلات ال VVER تجاوزت عمر ال 35 سنة وكشفت دراسات أجريت على التصاميم أن بالإمكان الإستمرار حتى عمر ال 50 سنة مع تغيير المعدات. مفاعلات ال VVER الجديدة ستُرَخص إبتداءً بخمسين سنة.
في عام 2010م تم إغلاق أقدم مفاعل من نوع VVER-1000 في نوفوفورونيز Novovoronezh لأغراض التحديث وذلك لتمديد عمره التشغيلي لأعوام ثلاثين قادمة، وهو الأول الذي يتم التمديد له لهذه الفترة الطويلة. التحديث سيكون إدارياً و من ناحية أنظمة الوقاية عند الطواريء وتطوير انظمة الامن والامان الإشعاعي.

الطراز VVER-1200

مفاعل VVER-1200 (سواء NPP-2006 أو AES-2006) هو نسخة مُطورة من مفاعل VVER-1000 لكونه معروضاً لأغراض الاستخدام المحلي في روسيا أو التصدير. تتضمن مزاياه أن التكلفة الرأسمالية لكل كيلو واط من القدرة الكهربائية المنتجة ستكون 1200 دولار أمريكي، فترة بناء أربع سنوات ونصف، وعمر تشغيلي متوقع ان يقرب من 60 عاماً يقضي منها فترة ست سنوات متقطعة لأغراض الصيانة وإعادة التزود بالوقود (أي بمعامل كفاءة تشغيلية 90%). سينتج مفاعل VVER-1200 قدرة كهربائية تعادل 1200 ميغاواط. مزايا الأمان تشمل مبنى حاوي و درع صاروخي واقي. لدى هذا الطراز أنظمة تعمل في الحالات الطارئة تشمل على نظام تبريد قلب المفاعل، مولدات ديزل إحتياطية، ماكينة متطورة لإعادة التزود بالوقود، أنظمة حاسوبية للتحكم بالمفاعل، مؤونة مائية إحتياطية كافية ونظام تغييب فوري للطاقة النووية عند الطواريء SCRAM. 
المفاعل كمعظم مفاعلات الماء المضغوط مكون من مبنيين، بحيث يضم المبنى الرئيسي حاوية القلب النووي والأنظمة النووية المرتبطة بها مثل ماكينة إعادة التزود بالوقود ومولدات الديزل لتأمين الطاقة الكهربائية إن فُقدت من المصدر المغذي الخارجي و مولدات البخار وأنظمة التحكم بالمفاعل (يُسمى هذا المبنى بالجزيرة النووية). أما المبنى الاخر فيضم التوربينات ومرافقها (يُسمى جزيرة التوربينات).
إذا تعرض المفاعل لحادثة من نوع فقدان القدرة الكهربائية القادمة من خارج المفاعل Loss Of Off-site Power Accident فإن بإمكان التوربينات الإستمرار بتوليد قدرة كهربائية تكفي لمدة مقدارها 30 ثانية بحيث يمكن إجراء إيقاف كامل للمفاعل. تبدأ محركات الديزل بالعمل مباشرة بطاقتها القصوى بعد هذه الثواني الثلاثين لتغذي مضخات التبريد بالقدرة اللازمة لإستمرار دوران الماء في قلب المفاعل وإزالة الحرارة المتولدة حتى بعد إيقاف التفاعل المتسلسل (حرارة الإشعاع).
في شهر يوليو عام 2012 تم توقيع عقد بناء محطة AES-2006 لجمهورية روسيا البيضاء في منطقة Ostrovets بتكلفة تبلغ 10 مليار دولار أمريكي.

نظام إزالة الحرارة الغيابي

تم إضافة نظام إزالة الحرارة الغيابي passive heat removal system للأنظمة الفعالة الموجودة في تصاميم مفاعل AES-92 لمفاعل كودانكالام Koodankulam في الهند. تم أيضا نشر الاستخدام لهذه المنظومة في كل التصاميم المستقبلية. هذا النظام يحتوي على منظومة تبريد وخزانات مائية موضوعة في أعلى قبة المفاعل. تضمن هذه الأنظمة الغيابية إستمرار تأدية كل وظائف الأمان النووي لفترة مقدارها 24 ساعة وأمان قلب المفاعل لمدة ثلاثة أيام. من أنظمة الأمان الأخرى القدرة على تحمل إصطدام طائرة تجارية بمبنى المفاعل و كذلك وجود مصيدة للمواد المنصهرة Core catcher إذا ما حدث إنصهار لقلب المفاعل كما في حالات الحوادث الحادة جداً.

مفاعلات VVER تعمل حالياً أو قيد الإنشاء

ركَّبَت روسيا مؤخراً مفاعلين نوويين في الصين في محطة الطاقة تيانوان Tianwan، وتمديد لبناء مفاعلين اخرين تم الموافقة عليه كذلك، لتكون بذلك سابقة في تاريخ البلدين أن يتعاونا في مشروع قدرة نووي. المفاعلات من نوع VVER-1000 والتي أدخلت عليها روسيا تحسينات كثيرة مع الإبقاء على التصميم الأساسي كما هو بمقدورها تحمل إصطدام طائرة تزن 20 طناً دون حدوث أي ضرر يُذكر لها.
في مايو 2010م أمنت روسيا الإتفاقية المُبرمة مع الحكومة التركية لبناء محطة نووية بأربع وحدات من نوع VVER-1200 في أكّويو تركيا. مع ذلك، بسبب حادثة فوكوشيما احتج مناوئوا الطاقة النووية من المجموعات شديدة القلق على البيئة على المشروع بشدة.
في أكتوبر 2011 تم توقيع إتفاقية لبناء المحطة النووية الأولى في روسيا البيضاء في أُستروفيتس مستخدمين مفاعلين NPP-2006 مع أنظمة حماية فعالة وغيابية. الوحدة الأولى من المخطط لها أن ترى النور في 2017م.
في أكتوبر 2013 وقع الإختيار على تصميم المفاعل VVER-1000 (طراز AES-92) من قبل هيئة الطاقة الذرية الأردنية كعطاء منافس لبناء محطة الأردن النووية الأولى بمفاعلين توأم.