Быстрый и безопасный атом

Стенд Росэнергоатома на конференции.
Фото автора

С 23 по 25 мая прошла Восьмая международная научно-техническая конференция «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики» (МНТК-2012), организованная ОАО «Концерн Росэнергоатом». Это первая подобная конференция со времени аварии на АЭС «Фукусима-1» в Японии, поэтому неудивительно, что она собрала рекордное количество участников – около тысячи – самого разного уровня. Из-за аварии на японской АЭС мир впервые после чернобыльской трагедии всерьез обеспокоился безопасностью атомной энергетики и рациональностью ее использования. В то время как одни поддаются панике и проводят политику, направленную на полный отказ от мирного атома (как это происходит, например, в Германии), другие не видят будущего для человечества без атомной энергетики. В частности, президент некоммерческой организации «Экологи за атомную энергию» (AEPN) Бруно Комби призывает в ближайшие десятилетия полностью отказаться от использования угля генерирующими компаниями в пользу мирного атома в целях сохранения благоприятной экологической обстановки.

Очевидно, что на данный момент мир не может позволить себе полностью отказаться от атомной энергии, так как альтернативные варианты либо недостаточно рентабельны, либо наносят значительный вред окружающей среде. В связи с этим перед нами стоит задача сделать использование мирного атома максимально безопасным и эффективным.

Модернизация

За последние шесть лет общие затраты на модернизацию АС выросли более чем в 4 раза. В прошлом году Росэнергоатом потратил на модернизацию, направленную в первую очередь на повышение безопасности атомных станций, 1189,4 млн. долл. По словам первого заместителя генерального директора ОАО «Концерн Росэнергоатом» Владимира Асмолова, который первым представил свой доклад на конференции, концерн сознательно пошел на такие расходы, рассматривая их скорее как долгосрочные инвестиции в будущее российской атомной энергетики, при этом пик затрат на данные мероприятия уже успешно преодолен. Еще одна немаловажная составляющая модернизации – продление сроков эксплуатации энергоблоков. К 1 марта 2012 года завершены работы по продлению сроков эксплуатации семнадцати энергоблоков АС, суммарная установленная мощность которых составляет 9802 МВт. Предпринятые меры по совершенствованию систем безопасности, повышению эффективности и продлению сроков эксплуатации АС привели к многократному снижению вероятности тяжелого повреждения активной зоны и значительному увеличению сроков службы энергоблоков.

Безопасность

Авария на АЭС «Фукусима» придала новый импульс решению вопросов безопасности, особенно в отношении мер по исключению тяжелых аварий на АЭС. В связи с этим Росэнергоатом сконцентрировал свои усилия на четырех основных направлениях: подготовке персонала, руководства АЭС и эксплуатирующих организаций к незамедлительным и слаженным действиям по предупреждению и смягчению последствий тяжелых аварий; оснащении АЭС достаточным количеством неповреждаемых при стихийных бедствиях технических средств, обеспечивающих энергоснабжение и охлаждение реактора и отработанного ядерного топлива; разработке методов восстановления процесса охлаждения топлива в первые часы после полной потери энергоснабжения; обеспечении своевременного информирования об аварии эксплуатирующей организации, органов исполнительной власти и международных организаций, а также привлечении внешней помощи со стороны правительства и международного сообщества.

В частности, концерном были разработаны и введены в эксплуатацию схемы, позволяющие без особых трудностей подключать к основной системе в случае ее повреждения дополнительные передвижные дизель-генераторные и насосные установки (в том числе пожарные автоцистерны и мотопомпы), использовать природные и дополнительно сооружаемые резервные источники воды. Были модернизированы системы аварийного энергоснабжения энергоблоков и задействованы новые системы сейсмической защиты реакторных установок, которые автоматически останавливают реактор при землетрясении, повышена сейсмостойкость оборудования и строительных конструкций АЭС.

Помимо прочего на пятом энергоблоке Нововоронежской АС (ВВЭР-1000/В-179) системы возбуждения турбогенераторов заменены на цифровые, что дает возможность реализации высокоэффективных алгоритмов управления и ведет к большему энергосбережению и повышению устойчивости работы системы. Также на этом энергоблоке генераторные выключатели заменены на элегазовые, одни из самых современных типов высоковольтных выключателей. Элегазовые выключатели отличаются повышенной взрывобезопасностью, высокой отключающей способностью и малым износом.

Прорабатываются способы внедрения системы аварийного сброса газов из защитной оболочки реактора на энергоблоках АЭС с ВВЭР-1000 и пассивной системы воздушного охлаждения на РБМК (реактор большой мощности канальный). Концерном запланировано строительство новых энергоблоков на базе проекта ВВЭР-ТОИ (типовой оптимизированный информатизированный проект энергоблока технологии водо-водяных энергетических реакторов нового поколения), который не только позволяет снизить затраты на их строительство, эксплуатацию и обслуживание, но и значительно повышает их защиту от внешних воздействий.

Запланированные к реализации системы дополнительной защиты способны повысить «живучесть» и автономность АЭС Росэнергоатома до 5–10 суток, согласно докладу, представленному на конференции заместителем генерального директора – директором по производству и эксплуатации АЭС ОАО «Концерн Росэнергоатом» Александром Шутиковым.

Эффективность

В 2011 году Росэнергоатом выработал 172,7 млрд. кВт-ч электроэнергии, что стало очередным рекордом и составляет 101,7% к балансу Федеральной службы по тарифам (ФСТ). Концерном была достигнута максимальная мощность единовременной генерации в 25 ГВт. В этом году концерн ставит перед собой еще более амбициозную задачу – достичь 175,8 млрд. кВт-ч и 80,8% коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). В этих целях Росэнергоатом проводит работы, направленные на повышение эффективности производства электроэнергии, которые включают оптимизацию ремонтного процесса, повышение КПД-турбоустановок и мощности реакторных установок.

Для решения эксплуатационных задач концерн внедряет использование робототехники на своих объектах: так им была разработана и реализована на первом энергоблоке Ленинградской АЭС альтернативная технология восстановления телескопического соединения тракта (ТСТ) металлоконструкции и графитовой колонны. При этом удалось достичь снижения стоимости восстановления ТСТ первой ячейки технологического канала в три раза по сравнению с традиционным способом, исключить образование высокоактивных твердых радиоактивных отходов, сократить дозовые нагрузки на персонал в 200 раз и повысить производительность восстановления ТСТ в три раза.

В перспективах развития топлива водо-водяных энергетических реакторов концерн видит дальнейшее увеличение содержания урана-235 в топливе за счет повышения его обогащения свыше 5% (до 7%) на базе топливных таблеток 7,6/1,2 мм, а также совершенствование топливных циклов, что включает разработку смешанных топливных циклов и применение эрбия в качестве выгорающего поглотителя.

Доминантной же целью в стратегии своего развития Росэнергоатом выбрал ускоренное создание замкнутого топливного цикла для улучшения использования топлива путем замещения урана-235 плутонием при расширенном его воспроизводстве на базе реакторов на быстрых нейтронах. Более 30 лет в России на Белоярской АЭС успешно работает энергетический реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БН-600, а уже в 2014 году планируется ввод в эксплуатацию более мощного четвертого энергоблока Белоярской АЭС (БН-800), после чего запуск новых «быстрых» реакторов пойдет ускоренными темпами. В соответствии с текущей «дорожной картой» Росэнергоатома на 2019 год запланирован запуск пятого энергоблока Белоярской АЭС (БН-1200), на 2022-й – шестого энергоблока Белоярской АЭС (БН-1200), на 2023-й – первого энергоблока Северской АЭС (БН-1200).

В планах Росэнергоатома в 2016 году испытания, связанные с применением МОХ-топлива (Mixed-Oxide fuel – смешанное оксидное уран-плутониевое топливо), одним из преимуществ которого является утилизация при его производстве излишков оружейного плутония. На 2012–2018 годы запланировано проектирование и создание единого производства таблеточного МОХ-топлива для реакторов ВВЭР-ТОИ и БН.