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経済型簡易沸騰水型原子炉（ESBWR）は、前身である簡易沸騰水型原子炉（SBWR）および先進沸騰水型原子炉（ABWR）から派生した、受動安全型の第III+世代原子炉設計です。これらはすべてGE Vernova Hitachi Nuclear Energy （GVH）による設計であり、これまでの沸騰水型原子炉の設計に基づいています。
ESBWRの受動型原子力安全システムはポンプを一切使用せずに稼働するため、設計上の安全性、完全性、信頼性が向上すると同時に、原子炉全体のコストも削減されます。また、原子炉圧力容器（RPV）内の冷却材の流れを自然循環によって駆動するため、保守が必要なシステムが少なくなり、再循環ラインの破損など、BWRで発生するような重大な事故を防ぐことができます。これらのシステムには、循環ポンプや関連配管、電源、熱交換器、計装機器、制御装置などは一切必要ありません。
ESBWRの受動安全システムは、原子炉から格納容器外の水槽へ崩壊熱（核崩壊によって発生する熱）を効率的に伝達する3つのシステム（隔離凝縮器システム、重力駆動冷却システム、受動格納容器冷却システム）の組み合わせで構成されています。これらのシステムは、単純な物理法則に基づく自然循環を利用して、原子炉内の水位を維持しながら崩壊熱を格納容器外へ伝達し、核燃料を水中に浸漬して適切に冷却します。
原子炉冷却材の圧力境界が維持される事象においては、隔離凝縮器システム（ICS）を用いて原子炉から崩壊熱を除去し、格納容器外へ移送します。ICSシステムは、原子炉圧力容器と原子炉建屋上部に設置された熱交換器を接続する閉ループシステムです。蒸気はICS配管を通って原子炉から排出され、大型プールに浸されたICS熱交換器へと送られます。蒸気は熱交換器で凝縮され、密度の高い凝縮水は原子炉へと戻り、冷却ループが完結します。原子炉冷却材はこの流路を循環することで、継続的な冷却と原子炉炉心への水の供給が行われます。
原子炉冷却材の圧力境界が維持されず、炉心内の水量が減少する場合、受動格納容器冷却システム（PCCS）と重力駆動冷却システム（GDCS）が連携して、炉心内の水位を維持し、崩壊熱を格納容器の外に移送することで原子炉から熱を除去します。
原子炉圧力容器内の水位が、水の損失により所定のレベルまで低下すると、原子炉は減圧され、GDCS（重力崩壊制御システム）が作動します。GDCSは、原子炉上部の格納容器内に設置された、原子炉圧力容器に接続された大きな水槽で構成されています。GDCSシステムが作動すると、重力によって水槽から原子炉内に水が流れ込みます。水槽は、核燃料の上部よりも高い水位を維持するのに十分な量の水を供給するように設計されています。原子炉が減圧されると、原子炉内の水が沸騰して蒸気となり、原子炉圧力容器から格納容器内に放出されることで、崩壊熱が格納容器に伝達されます。
PCCSは、原子炉建屋の上部に設置された一連の熱交換器で構成されています。原子炉からの蒸気は格納容器を通って上昇し、PCCSの熱交換器で凝縮されます。凝縮水はPCCSの熱交換器からGDCSプールへと排出され、そこで循環が完了し、原子炉圧力容器へと戻ります。
ICSとPCCSの熱交換器はどちらも、原子炉の崩壊熱を72時間除去できる容量の水槽に浸されています。この水槽は大気に開放されており、格納容器の外側に設置されています。これらの特徴により、低圧の水源と設置済みの配管を用いて水槽に容易に水を補充することができます。
原子炉炉心は、燃料にかかる圧力損失を低減し、自然循環を可能にするために、従来の BWR プラントよりも短くなっています。標準化された SBWR には1,132 本の燃料棒束があり、熱出力は 4,500 MWthです。 [ 1 ]定格出力は総出力 1,594 MWe、正味出力 1,535 MWeで、プラント全体のカルノー効率は約 35% です。[ 2 ]
事故が発生した場合、ESBWRは運転員の操作や電力供給がなくても72時間安全で安定した状態を維持できます。ESBWRの安全システムは、福島第一原子力発電所の緊急炉心冷却システムの適切な機能を妨げる全停電が発生した場合でも正常に動作するように設計されている。容器の下には、非常に深刻な事故が発生した場合に炉心を冷却するための配管構造（コアキャッチャー）がある。これらのパイプは、溶融炉心の上部と下部を水で冷却するのに役立つ。NRCが承認した最終安全評価報告書では、炉心損傷の全体的な頻度は年間1.65×10⁻⁸（つまり、約6000万年に1回）と報告されている。[ 3 ]
ABWRと同様に、格納容器は運転前に窒素で不活性化され、火災を防止します。また、原子炉停止後にメンテナンスのために不活性化を解除できます。このBWRは再循環ポンプがないため流量制御による制御はできませんが、代わりに原子炉に入る給水の温度で制御できます。[ 4 ]
ESBWRは2011年3月9日に安全評価報告書[ 5 ]と最終設計承認[ 6 ]を承認された。2011年6月7日、NRCはパブリックコメント期間を終了した[ 7 ] 。GE -Hitachiによる蒸気乾燥機の負荷モデリングに関する2つの未解決の問題が解決された後、2014年9月16日に最終規則が発行された[ 8 ] [ 9 ] 。
2014年1月、GE日立は、蒸気乾燥機の分析に関してNRCに虚偽の主張をしたとして訴えられた訴訟を解決するために270万ドルを支払った。[ 10 ]
NRCは2014年9月に設計承認を与えた。[ 11 ]
しかし、2015年9月、所有者であるエンタジーの要請により、NRCはグランドガルフ原子力発電所の最初のESBWRユニットの建設および運転許可申請を取り下げた。[ 12 ]
2017年5月31日、原子力規制委員会は、ノースアナ原子力発電所3号機の複合ライセンスの発行を承認したと発表した。[ 13 ] [ 14 ]