Меню

Что такое атомная станция малой мощности

Атомные станции малой/средней мощности и плавучие атомные теплоэлектростанции

Атомные станции малой мощности (АСММ)

Реакторы малой мощности — энергоисточники для регионов
с децентрализованным электроснабжением.

В настоящее время не только в России, но и во всем мире стремительно возрастает интерес к реакторам малой мощности как к перспективным энергоисточникам для регионов с децентрализованным электроснабжением. Это обосновано тем, что в сложных природных условиях традиционные энергоисточники не в состоянии повсеместно удовлетворить растущие потребности в тепле и электрической энергии.
Активное освоение удаленных территорий с расширением добычи золота, алмазов, редких металлов, подъемом добычи газа, угля, железной руды, развитием перерабатывающей промышленности требует решения энергетических задач. Затраты на передачу электроэнергии в сложных природно-климатических условиях и на большие расстояния могут в несколько раз превышать стоимость ее производства. Этот фактор решающим образом определяет конкурентоспособность атомных станций малой мощности (АСММ) в удаленных районах. Для таких энергоисточников созданы реакторы нового поколения, которые превосходят действующие отечественные и зарубежные реакторы по уровню надежности и безопасности. Разработка данных установок основана на накопленном опыте АО «ОКБМ Африкантов» в части создания и эксплуатации судовых реакторов и мощном научно-техническом потенциале в области решения энергетических задач.

Основные преимущества АСММ на базе судовых технологий:

пиктограммы_АСММ-05.pngКомпактный размер, позволяющий размещение в удаленных районах и на ограниченных площадках.

пиктограммы_АСММ-04.pngВозможность создавать необходимую мощность АСММ в зависимости от требования заказчика за счет выбора количества модулей, что снижает стоимость и сроки строительства.

пиктограммы_АСММ-01.pngВозможность использования АСММ для опреснения морской воды (при условии установки дополнительного оборудования) и производства тепловой энергии.

пиктограммы_АСММ-12.pngНебольшой срок строительства АСММ по сравнению с крупными энергообъектами.

пиктограммы_АСММ-03.pngЭкологически чистый вид энергии.

пиктограммы_АСММ-06.pngВопросы обращения с топливом, проведение квалифицированного обслуживания станции и снятия станции с эксплуатации после выработки технического ресурса осуществляется эксплуатирующей организацией с использованием референтных технологий эксплуатации судовых реакторов.

пиктограммы_АСММ-09.pngМинимальные объемы и стоимость капитального строительства на площадке эксплуатации АС.

пиктограммы_АСММ-07.pngАтомные станции малой мощности могут работать в режиме отслеживания нагрузки, диапазон маневрирования от 10 до 100 %.

В АО «ОКБМ Африкантов» на основе многолетнего опыта создания и эксплуатации судовых и корабельных реакторов разработан ряд проектов реакторных установок малой мощности в диапазоне от 6 до 100 МВт (эл.).

схема ПАТЭС-07.png

Разработаны проекты размещения АСММ
на суше и на плавучих сооружениях.

Атомные станции в наземном исполнении

Госкорпорация «Росатом» развивает широкую линейку атомных электростанций малой мощности. В качестве флагманского проекта в сегменте наземных АСММ выступает атомная станция на базе реакторной установки РИТМ-200 мощностью 50 МВт. Это универсальное масштабируемое решение, которое подходит как для стран, не готовых к реализации проекта АЭС большой мощности, так и для территорий с ограниченной энергетической инфраструктурой и удаленных регионов.
Особенностью АСММ является размещение двух РУ в индивидуальных защитных оболочках в одном здании (традиционная для судовых РУ компоновка). Такое решение позволяет выполнить единым комплекс систем и оборудования, обслуживающий сразу обе РУ (перегрузочный комплекс, хранилище свежего и отработавшего ядерного топлива, радиоактивных отходов, системы водоподготовки и т.п.), обеспечив при этом независимость обеих РУ, практически такую же, которая достигается при размещении двух однореакторных блоков на одной площадке.

ACMM RITM 200.jpg

АСММ с РУ РИТМ-200

РУ РИТМ-200 разработана для универсального атомного ледокола с использованием накопленного опыта проектирования, изготовления и эксплуатации судовых реакторных установок ОК-150, ОК-900, ОК-900А, КЛТ-40 и КЛТ-40М.

В настоящее время завершен обликовый проект РИТМ-200 для АСММ. Пилотный проект АС на базе РУ РИТМ-200 планируется к сооружению на территории РФ.

Плавучие атомные теплоэлектростанции

ПЭБ целиком создается
на судостроительном предприятии.

Плавучее исполнение энергоблока сводит к минимуму объемы и стоимость капитального строительства в районе размещения атомной станции.

Плавучий энергоблок (ПЭБ) целиком создается на судостроительном предприятии с использованием освоенной технологии строительства атомных ледоколов и кораблей ВМФ. После загрузки топлива и проведения комплексных испытаний ПЭБ транспортируется к месту эксплуатации, где подключается к береговым сетям и начинает работать.

Заказчик получает экологически чистую электрическую и тепловую энергию, в то время как вопросы обращения с ядерным топливом, квалифицированного обслуживания станции и вывода ПЭБ из эксплуатации после выработки технического ресурса решаются эксплуатирующей организацией с использованием существующей технологической базы и инфраструктуры атомного флота РФ.

Оборудование плавучего энергоблока отвечает всем требованиям по надежности и безопасности, в том числе рекомендациям по ядерной и радиационной безопасности Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).

Максимально используется существующая
технологическая база и инфраструктура атомного флота РФ.

Читайте также:  Коэффициенты мощности лабораторного оборудования

Sxema_expluatacii.jpg

Разработанные АО «ОКБМ Африкантов» энергоисточники на базе РУ малой мощности в составе опреснительного комплекса могут быть использованы для целей опреснения морской воды, что представляет особый интерес для регионов с дефицитом пресной воды. Возможен вариант применения различных технологий опреснения либо обратного осмоса (RO), либо многоступенчатые испарительные установки (MED). Интерес к таким комплексам проявляют многие страны Африки, Азии и Европы, испытывающие острый дефицит пресной воды.

КЛТ.png

Первым проектом Госкорпорации «Росатом», позволяющим подтвердить преимущества новой технологии, стал головной ПЭБ «Академик Ломоносов» электрической мощностью 70 МВт с двумя реакторными установками КЛТ-40С разработки АО «ОКБМ Африкантов». ПЭБ «Академик Ломоносов» в составе ПАТЭС предназначен для тепло- и электроснабжения г. Певек.

Sxema_Lomonosov.jpg

В 2018 году в г. Мурманск состоялись физический и энергетический пуски двух реакторных установок КЛТ-40С.

В 2020 году в городе Певек введена в промышленную эксплуатацию уникальная и не имеющая аналогов в мире плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов» электрической мощностью 70 МВт с двумя реакторными установками КЛТ-40С разработки АО «ОКБМ Африкантов».

Планируется, что к 2021 г. ПАТЭС выйдет на полную мощность, заменив Билибинскую АЭС, которую к этому сроку выведут из эксплуатации. «Академик Ломоносов» станет самой северной в мире атомной станцией.

Учитывая, что ПАТЭС с ПЭБ «Академик Ломоносов» является головной, начало ее эксплуатации позволяет говорить о практическом использовании атомной энергии для обеспечения теплом и энергией отдаленных районов и о референтности заложенных технологий.

Технические решения проекта РУ КЛТ-40С обеспечены правовой охраной, и на сегодняшний день АО «ОКБМ Африкантов» является правообладателем следующих РИД:

— 4 полезных модели,

— 26 программ для ЭВМ,

— 79 секретов производства (ноу-хау).

В развитие технологии ПАТЭС Госкорпорацией «Росатом» ведется разработка нового продукта в сегменте плавучих электростанций – оптимизированного плавучего энергоблока (ОПЭБ). Предполагается, что на одной ОПЭБ будет установлено две реакторные установки типа РИТМ-200М, которые обеспечат общую электрическую мощность станции на уровне 100 МВт. РИТМ-200M — это модернизированная РИТМ-200 с увеличенным до 10 лет сроком между перегрузками. К числу главных особенностей ОПЭБ относятся:

  • уменьшенное водоизмещение судна за счет оптимизации оборудования;
  • увеличенная топливная кампания (до 10 лет) при обогащении топлива менее 20%;
  • отсутствие перегрузочного оборудования на борту, что повышает устойчивость объекта с точки зрения распространения ядерного оружия и физической защиты;
  • два варианта исполнения судна: несамоходное и самоходное (с системой динамического позиционирования).

Предложенные решения позволяют эксплуатировать ОПЭБ в странах с минимально развитой ядерной инфраструктурой по сценарию BOO (Build Own Operate/Строй–Владей-Эксплуатируй), используя компетенции и инфраструктуру российской ядерной отрасли. Это снижает финансовую нагрузку на потенциального Заказчика, заинтересованного в поставках электроэнергии по стабильной цене.

В настоящее время завершена разработка концептуального проекта ОПЭБ с РУ РИТМ-200М, начался этап эскизного проекта. Учитывая уникальность ОПЭБ с правовой точки зрения, одновременно с проработкой технических решений АО «ОКБМ Африкантов» принимает участие в работе международного проекта ИНПРО МАГАТЭ «Изучение сценариев размещения РУ малой мощности с загрузкой топливом в месте изготовления», задачей которого является подготовка рекомендаций по нормативному обеспечению жизненного цикла транспортируемых РУ малой мощности.

Opeb.jpg

ОПЭБ с РУ РИТМ-200М

Атомные станции средней мощности

АО «ОКБМ Африкантов в течение ряда лет разрабатывает реакторные установки типа ВБЭР мощностью до 600 МВт эл. с водо-водяными реакторами блочного типа и развитыми системами пассивной безопасности.

По классификации МАГАТЭ эти установки относятся к реакторам средней мощности.

Блоки средней мощности предназначены для энергоснабжения отдельных регионов России, развитых и развивающихся стран за рубежом, для которых не требуются блоки мощностью 1000-1500 МВт и сильна зависимость от стоимости закупки или транспортировки углеводородного топлива.

Установки ВБЭР могут использоваться в составе атомных станций средней мощности для энергообеспечения городов и крупных промышленно-жилых районов, центров добычи и/или переработки нефти, производства сжиженного газа (СПГ), горнообогатительных комбинатов, опреснительных комплексов.

Реакторные установки ВБЭР созданы с использованием проверенных решений и последних достижений в области судовых технологий, включая реакторный блок и герметичный первый контур с традиционными для атомной энергетики (ВВЭР-1000) решениями по активной зоне, и топливному циклу. В проекте выполняются все принципиальные требования безопасности, надежности и экономичности, предъявляемые к перспективным атомным станциям нового поколения.

Присущая блочным установкам компактность и апробированные эксплуатацией транспортных АППУ технические решения по системам и оборудованию открывают возможности для сокращения строительных объемов, сроков сооружения, величины капитальных затрат и эксплуатационных расходов в условиях стационарной энергетики, повышения безопасности и упрощения эксплуатации.

Читайте также:  Втягивающее реле стартера потребляемая мощность

1111111.jpg

Важным элементом технологической платформы установок ВБЭР является унифицированная петля теплообмена, обеспечивающая возможность варьирования единичной мощности РУ от 170 до 600 МВт (эл.) и, соответственно, энергоблока за счет изменения количества петель. Для обеспечения возможных требований потребителей основными качествами установок являются:

  • многофункциональность РУ (электричество, тепло, опреснение),
  • модульная конструкция, обеспечивающая крупноблочный монтаж,
  • мощностной ряд,
  • универсальность и гибкость технологии для удовлетворения требований потенциальных потребителей.

Технические решения, заложенные в проекты РУ ВБЭР, обеспечены правовой охраной и на сегодняшний день АО «ОКБМ Африкантов» является правообладателем:

Источник



АЭС малой мощности на базе новейшей реакторной установки РИТМ-200

Одним из событий форума во Владивостоке стало подписание соглашения о сотрудничестве между «Росатомом» и правительством Республики Саха (Якутия).

Речь идет о взаимодействии в строительстве АЭС малой мощности на базе новейшей реакторной установки РИТМ-200. О перспективах малой энергетики рассказал президент «Русатом Оверсиз» Евгений Пакерманов.

«Росатом» отправил плавучий энергоблок, будущую ПАТЭС, в порт приписки в Певек. Для корпорации это пилотный проект атомной станции малой мощности. А что дальше? Знаю, РАОС работает над проектом наземной АЭС с РИТМ‑200. У вас уже есть заказчики?

— Чтобы появились заказчики, нужно иметь конкретный продукт. Мы с отраслевыми предприятиями работаем именно над формированием продукта на базе РИТМ‑200. Работы идут успешно. Это самая развитая на сегодняшний день технология «Росатома». И в довольно короткие сроки ее можно воплотить в проекте наземной атомной станции.

Что уже сделано?

— У нас есть обликовый проект. В этой работе участвовало ОКБМ им. Африкантова, ГСПИ, ряд других организаций отрасли. Мы понимаем основные параметры будущей станции. Однако атомный рынок консервативный: когда предлагаешь новый продукт заказчикам, нужно показывать, как он работает. Поэтому сейчас мы выбираем площадку для строительства первой малой наземной АЭС, которая станет прототипом следующих. Определиться с площадкой — ​задача этого года.

У нас есть варианты: площадка на Чукотке или в Челябинской области, где есть большое Суроямское железорудное месторождение. Оно имеет долгосрочную перспективу развития, сходную по сроку с эксплуатацией АЭС, 60 лет. Рассматриваем и вариант размещения в Якутии. В подписанном на форуме соглашении мы договорились о взаимодействии по вопросам подготовки технико-экономического обоснования, проведения проектно-изыскательских работ, разработки финансовой модели проекта и определения площадки.

На финальной стадии обсуждения национальный проект по атомным технологиям. Там есть раздел по малой мощности. Мы рассчитываем, что первая площадка попадет в нацпроект.

Какие у проекта АСММ экономические показатели по сравнению с тысячниками?

— Понятно, что строительство такой станции на киловатт установленной мощности обойдется дороже, чем большой АЭС.

Дороже, потому что при меньшей мощности контейнмент такой же, как у больших АЭС, а сроки строительства сопоставимы?

— Cроки строительства должны быть меньше. И контейнмент там совершенно другой, под меньшие параметры мощности. Дело не в этом. Увы, на сегодня не существует стандартов безопасности для станций малой мощности. И мы руководствуемся требованиями к обычным станциям, которые в этом случае избыточны. Мы сотрудничаем с Ростехнадзором и международными организациями по выработке норм и правил, адаптированных под конкретные проекты малой мощности. Чтобы сделать их экономически привлекательнее для клиентов.

Это итерационная работа. Мы даем Ростехнадзору описание проекта, концепцию безопасности, параметры АЭС. Обсуждаем требования, которые будут адекватны дизайну станции. Безусловно, это требует времени на расчеты, обоснования.

Новые нормы и правила, которые сформулирует Ростехнадзор для АЭС малой мощности, будут приняты и потенциальными зарубежными заказчиками? То есть станут референтной нормативной базой для глобального рынка?

— В мировой системе несколько уровней регламентирующих документов. Верхний — ​гайды МАГАТЭ, которые носят рекомендательный характер. Обычно все вендоры и национальные регуляторы стараются соблюсти их. Дальше идут национальные законодательства, где требования устанавливают регуляторы стран вендоров, владельцев и поставщиков технологий.

Когда мы приходим в какую-нибудь страну, мы всегда показываем, насколько наши проекты соответствуют требованиям МАГАТЭ, насколько — ​требованиям российского регулятора и насколько — ​требованиям местного национального законодательства, если таковое имеется. По рекомендациям МАГАТЭ для стран-новичков при реализации первых проектов предлагается максимально использовать законодательство стран-вендоров, чтобы не упустить ничего важного. Добавлю, что мы активно участвуем в работе ­МАГАТЭ и других международных организаций, с тем чтобы на наднациональном уровне выработать общие рекомендации, которые были бы идентичны для всех проектов.

Помимо изменения норм и правил есть еще пути удешевления проекта?

— Мы плотно работаем над оптимизацией. Во-первых, эволюционно совершенствуем обликовый проект. Во-вторых, рассматриваем революционные решения, которые приведут к существенному сокращению и капитальных вложений, и сроков строительства.

Читайте также:  Как посчитать расход теплоносителя по мощности

Например? Парогенератор не горизонтальный, а вертикальный? Что-то в этом роде?

— Например, революционным решением может стать размещение значительной части установки под землей. Это позволит серьезно сократить затраты на сооружение той же защитной оболочки, существенно изменив компоновочные решения здания. За последнее время технологии строительства подземных сооружений сильно изменились. Мы же видим, как быстро строят метро в Москве. Новые возможности могут дать хороший эффект в нашем проекте. Подобные идеи мы сейчас обсуждаем. Это совместная работа, в которой участвуют специалисты РАОС, ОКБМ, ГСПИ, ВНИИАЭС, «Росэнергоатома».

Мы работаем над оптимизацией проекта на базе РИТМ‑200 в двух направлениях. В эволюционном формате с проектным институтом дорабатываем решения из обликового проекта: берем конкретное и анализируем, можно ли там что-то еще оптимизировать. А группе специалистов, которые не привязаны к исполнению контрактов, даем возможность пофантазировать.

Мы сейчас говорили о наземной версии проекта. А что с плавучей?

— РАОС отвечает за развитие наземных атомных станций. То есть мы не только продаем, но и несем ответственность за создание и развитие этого продукта. Плавучие АЭС как продукт закреплены за «Атомэнергомашем» — ​он является интегратором. Мы помогаем коллегам в маркетинге: транслируем требования рынка, обеспечиваем коммуникацию с потенциальными заказчиками. И вместе думаем, как продукт можно продать. В этой работе участвует ОКБМ с партнерами-кораблестроителями.

У плавучих станций есть свои преимущества. Например, не нужны большие земельные участки — ​в некоторых странах с ними проблема. Более гибкий подход к размещению. ПАТЭС проще встроить в энергосистему. Но есть и сложности, связанные с логистикой. Например, пока отсутствует международное законодательство по транспортировке объектов такого рода, доставке топлива и вывозу ОЯТ. Эти вопросы пока не имеют ответов.

На наш взгляд, подобные проекты надо развивать в альянсе, с партнером в регионе и другими промышленными игроками, в том числе из кораблестроения. И, соответственно, требования к развитию продукта нужно формулировать, исходя из этой логики. Ну и конечно, все это имеет смысл, если мы говорим не о единичном объекте, а о флотилии.

Турецкая компания Karadeniz строит и продает баржи-электростанции. Вы изучали ее опыт?

— Karadeniz для нас рыночный ориентир. По сути, это технология-конкурент, сопоставимая с нашей по единичной мощности плавучих энергетических объектов. Но, с другой стороны, у них, безусловно, несопоставимо более комфортные условия по той же логистике. Потому что нет никаких ограничений — ​это традиционные энергоустановки. С другой стороны, им нужно постоянно доставлять топливо. Плавучие АЭС годами способны работать автономно. Но опыт Karadeniz подтверждает, что такие решения востребованы на рынке при условии решения ряда технологических и регуляторных вопросов.

Кто наш главный конкурент по малым реакторам? За какими проектами вы следите с наибольшим интересом?

— За всеми. Их много — ​в мире с той или иной степенью активности прорабатываются порядка 50 проектов разного дизайна. Все они находятся на разных стадиях. Из наиболее серьезных я бы, конечно, назвал американский NuScale, южнокорейский Smart, аргентинский CAREM.

У другого российского проекта малой мощности, «Шельфа» разработки ­НИКИЭТ, есть потенциал для выхода за рубеж? У него ведь совсем маленькая мощность.

— «Шельф» — ​установка мощностью 6,6 МВт. И она имеет ряд несомненных преимуществ. Но довольно дорогая в пересчете на киловатт установленной мощности. По нашему мнению, она больше подходит для отдаленных территорий, где по объективным причинам высокая себестоимость производства электроэнергии из других источников. Для России это, например, Крайний Север, куда завозится по Севморпути дизельное топливо. «Шельф» может снизить стоимость генерации, обеспечить стабильность энергоснабжения и экологичность. Потому что дизельное топливо — ​это и выбросы CO2, и потенциальное загрязнение территории. Но, повторюсь, это не массовое решение. Работы по проекту еще идут.

В проект реактора с бегущей волной TerraPower вы верите?

— Тут надо различать проекты разных поколений. То, что я перечислил выше, — ​это проекты поколения III+. Как правило, в них используют проверенные технологии водо-водяных реакторов. В мире много проектов следующего поколения. Они требуют больше времени на внедрение. Так что, если мы говорим о ближайших конкурентах РИТМа, ​это поколение III+. Проект TerraPower — ​более далекая перспектива. У нас инициативы такого рода тоже есть, мы над ними работаем.

Источник