Дирижеры мощности

250 крупнейших компаний Северо-Запада
Москва, 26.11.2012
«Эксперт Северо-Запад» №47 (594)
Александр Казарин считает, что эффект от повышения единичной мощности атомных ректоров не очевиден, так как возникают серьезные ограничения по их включению в энергосистему

Фото: «АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ»

Санкт-Петербургский «Атомэнергопроект» (СПбАЭП) – пока единственная в России компания, проектирующая атомные электростанции (АЭС) с различными типами ядерных реакторов: ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор), БН (реактор на быстрых нейтронах) и РБМК (реактор большой мощности канальный), а также объекты тепловой энергетики, включая производства по переработке сланцев.

В качестве генерального проектировщика институт одновременно ведет проекты Ленинградской АЭС-2, Балтийской АЭС в Калининградской области, второй очереди Тяньваньской АЭС, третьей очереди Белоярской АЭС с реактором БН, создает проект принципиально нового реактора БН-1200 и проект MIR-1200 для достройки АЭС «Темелин» в Чехии, ведет иные разработки по повышению безопасности АЭС. О том, какие технологии востребованы на отечественном и зарубежном рынках, как развивается атомная отрасль, «Эксперту С-З» рассказал директор по проектированию СПбАЭП Александр Казарин.

От большого к среднему

– Спектр существующих и разрабатываемых типов реакторов довольно обширен. На какие технологии Россия сделает ставку в будущем?

– Чтобы было будущее, должно быть настоящее. В настоящем же в основном строятся реакторы типа ВВЭР (например, ВВЭР-1000 возводятся на Ростовской и Калининской АЭС), то есть те типы реакторов, по которым есть достаточно большой опыт строительства и эксплуатации. Также существует более новый проект АЭС-2006 (ВВЭР-1200), который реализуется на ЛАЭС-2, Балтийской АЭС, Нововоронежской АЭС-2 и предполагается к сооружению в Белоруссии. Если сравнивать, то проект АЭС-2006 помимо увеличения мощности реактора более безопасен, поскольку в нем появились новые системы управления запроектными авариями (так называемые системы пассивного отвода тепла).

Что касается технологии реакторов на быстрых нейтронах, то в 2014 году запланирован ввод энергоблока БН-800. Мы уже приступили к разработке проектной документации БН-1200, но пока это будут единичные блоки.

– То есть мы идем по пути увеличения мощности блоков?

– Чем выше единичная мощность блока, тем меньше удельные затраты и стоимость производимого киловатта. Но эти блоки требуют более развитой инфраструктуры, сетей, изготовления нового оборудования. В 2005-2006 годах прорабатывался проект ВВЭР-1500, но возникли серьезные ограничения по включению такого блока в энергосистему. Так, если по каким-то причинам он выходит из строя, необходимы большое количество замещающих мощностей и развитая сетевая инфраструктура для обеспечения перетока электроэнергии. Это выдержит не каждая энергосистема. Кроме того, возникают серьезные проблемы с производством: габариты нового оборудования достаточно большие и его сложно транспортировать.

В результате эффект от увеличения мощности реакторов пока не совсем очевиден. Поэтому в ближайшие 10-15 лет в России едва ли будут реализованы проекты АЭС с реакторами типов ВВЭР-1500 и БН-1800. Хотя мы видим, что в Европе, где развит электросетевой комплекс, идут по пути повышения единичной мощности блоков. В частности, во Франции и Финляндии сооружаются блоки большой мощности – 1600 МВт, но это единичные примеры. В ближайшее время на рынке объективно будут востребованы АЭС с реакторами малой и средней мощности.

– Есть ли у России такие разработки?

– В СПбАЭП создавались подобные проекты, в частности в 1990-е годы мы работали над ВВЭР-640 и даже было принято решение о его строительстве в Сосновом Бору (Ленинградская область), но из-за проблем с финансированием проект заморозили.

Блоки средней мощности (600-800 МВт) достаточно перспективны для отечественного и зарубежного рынков. Поэтому и мы, и наши коллеги из других проектных институтов ведут разработки различных проектов блоков средней мощности. С точки зрения наличия электросетей, замещающей мощности, строительство такого блока может быть наиболее предпочтительно, например, на Кольской АЭС, где идет поиск и выбор вариантов.

Кроме того, у России есть шанс занять значительную долю в этой нише. Думаю, такие блоки будут очень востребованы в Латинской Америке, на Азиатско-Тихоокеанском рынке. Это новый сегмент, который сегодня свободен и который мы хотим и должны занять. Но чтобы продвигать проекты блоков средней и малой мощности на мировом рынке, нужно построить такой блок у себя.

Топливный баланс

– И все же, будущее за технологиями ВВЭР или БН?

– Нельзя говорить, что в будущем станут строить только реакторы ВВЭР или БН. Будущее за сочетанием как одной технологии, так и другой. Это в том числе связано и с топливной темой. Но в ближайшее время, до 2025 года, наверное, в основном это будут реакторы типа ВВЭР.

– Как решается вопрос с внедрением замкнутого ядерного топливного цикла, с производством и переработкой плутониевого топлива? Ранее в СМИ упоминалось, что реактор БН-600 уже работает на урановом топливе, а это противоречит всей идеологии быстрых реакторов, созданных для использования плутония…

– Необходимость применения замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) с реакторами на быстрых нейтронах отражена в «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» и в «Стратегии развития атомной энергетики России в первой половине XXI века». Это обусловлено ограниченностью запасов урана-235 (0,7% в природном уране), что не обеспечивает долгосрочную перспективу атомной энергетики, а также возможностью расширенного воспроизводства ядерного топлива в быстрых реакторах из практически неделящегося урана-238, что 50-70 раз увеличивает сырьевую базу атомной энергетики. Для отработки элементов ЗЯТЦ сооружается энергоблок БН-800.

Кроме того, ЗЯТЦ необходим по ряду важных технических и экономических причин. Во-первых, для снятия проблемы нарастающих объемов отработанного ядерного топлива и затрат на обращение с ним долгоживущие радионуклиды (плутоний и минорные актиниды) и регенерированный уран повторно загружаются в реакторы. Во-вторых, чтобы исключить влияние роста стоимости природного урана, поскольку вместо природного урана будут использоваться собственные плутоний и регенерированный уран, а также отвальный уран низкой стоимости.

Реакторы БН с натриевым теплоносителем способны использовать любой вид топлива (урановое, МОКС, нитридное). Реактор БН-600 запускался и работает на урановом топливе, так как другое топливо (МОКС, нитридное) – на стадии промышленного освоения. Накоплен большой объем испытаний смешанного уран-плутониевого топлива (МОКС), готовятся к изготовлению экспериментальные тепловыделяющие сборки (ТВС) с нитридным топливом. Таким образом, причин, сдерживающих применение нового топлива, нет, но это длительный путь, большая часть которого уже преодолена.

Однако надо понимать, что атомная отрасль достаточно сложна, и чтобы принимать те или иные решения, необходимы определенные обоснования, серии экспериментов, должны быть получены все лицензии, заключения Ростехнадзора, доказаны все аспекты, связанные с применением того или иного вида топлива. Топливо применяется сначала в экспериментальных целях, и только потом – в промышленных.

Безопасность строящейся в Свердловской области АЭС с БН-800 обеспечена за счет последовательной реализации принципа глубоко эшелонированной защиты. Этот принцип включает стратегию предотвращения аварий и ограничения их последствий, а также предусматривает применение последовательных физических барьеров на пути возможного распространения ионизирующих излучений, радиоактивных веществ в окружающую среду, системы технических и организационных мер по защите этих барьеров, сохранению их эффективности и непосредственно по защите населения.

– Какое топливо выгоднее применять?

– Естественно, выгоднее применять топливо, которое дает наибольшую глубину сгорания и возможность повторного использования. Это эффективно.

– Где и какие блоки с точки зрения технологий предпочтительнее строить?

– Тип блока и наличие инфраструктуры мало связаны – от инфраструктуры зависит единичная мощность блока. Так получилось, что площадкой для реакторов БН разной мощности является Белоярская АЭС (Свердловская область), где уже работают два блока, а третий возводится. Четвертый БН-1200 предполагается построить на той же площадке. Это удобно, поскольку там есть опыт эксплуатации таких реакторов, технология – схожая. Подобного типа реакторы целесообразно эксплуатировать на одной площадке.

Производственная готовность

– Готовы ли отечественные машиностроительные компании к реализации сложных проектов?

– Готовы. Количество таких предприятий растет, ассортимент их продукции постоянно расширяется. Недавно созданием оборудования для АЭС начал заниматься «Петрозаводскмаш», где предполагается выпускать в том числе реакторное оборудование. Создается совместное предприятие с французской компанией Alstom для производства тихоходной турбины, что заставило активизироваться петербургские «Силовые машины» – они разрабатывают конкурентный проект тихоходной турбины для АЭС номинальной мощностью 1200 МВт. В России «Силовые машины» пока остаются монополистом по изготовлению быстроходных турбин для АЭС большой мощности – 1000 и 1200 МВт.

– По какому принципу происходит отбор турбин?

– Например, для БН-800 используются быстроходные турбины, что связано с параметрами пара реактора. На Балтийской АЭС в Калининградской области для двух сооружаемых блоков будут применяться тихоходные турбины, на ЛАЭС-2 – быстроходные.

И быстроходные, и тихоходные турбины имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбор делается исходя из технико-экономических обоснований, в зависимости от стоимости, которую предлагает производитель, условий той или иной площадки (в том числе от климатических особенностей, систем водоснабжения и т.д.).

– Как изменился подход к проектированию и выбору технологий в атомной энергетике после аварии на АЭС «Фукусима»?

– В глобальном смысле никак не изменился. В новых проектах АЭС уже заложен значительный запас прочности. В 2012 году мы провели дополнительные стресс-тесты проекта АЭС-2006 для ЛАЭС-2 и Балтийской АЭС. Исследования подтвердили его соответствие заданию на устойчивость к экстремальным внешним воздействиям, превышающим проектные значения. Так, запас прочности основных зданий и сооружений более чем в два с половиной раза превышает проектные нагрузки. Запас прочности защитной оболочки энергоблока в форс-мажорных обстоятельствах обеспечивает сохранность герметичного ограждения для всего спектра экстремальных внешних воздействий.

Тем не менее мы рекомендовали к использованию дополнительные передвижные дизель-генераторные установки и передвижные дизельные насосные установки, которые необходимы для пополнения водой баков аварийного отвода тепла и бассейна выдержки топлива даже при полном обесточивании АЭС на срок более 24 часов.

Если вернуться к аварии на «Фукусиме», то пострадавшие там энергоблоки относятся к первому поколению по безопасности. СПбАЭП разработал современный и безопасный проект поколения «3+» – АЭС-2006, на котором события, подобные случившимся на АЭС в Японии, не могут произойти в принципе.

В настоящее время по проекту АЭС-2006 сооружаются ЛАЭС-2, Балтийская АЭС и АЭС в Белоруссии. Этот же проект лег в основу проекта MIR-1200, который «Росатом» предлагает на тендере на строительство второй очереди АЭС «Темелин» в Чехии.

– В последние годы все активнее внедряется практика совмещения функций генпроектировщика и подрядчика строительства АЭС. Насколько такой подход оправдан (ведь у СПбАЭП был подобный опыт)?

– Действительно, в 2007 году на базе нашего института создана инжиниринговая компания, которая отвечала за строительство ЛАЭС-2 «под ключ». Сейчас мы перестали быть инжиниринговой компанией, СПбАЭП – вновь проектный институт. Считаю, что это правильное решение: поскольку инжиниринг был выращен из нашей компании, мы были вынуждены отвлекаться от своих непосредственных задач проектирования на решение задач строительной организации. Теперь все встало на свои места, мы – вновь нормальный проектный институт, что внушает оптимизм относительно дальнейшего развития.

– То есть инжиниринг и проектирование несовместимы?

– На мой взгляд, генпроектировщик должен быть всегда с заказчиком, а не с подрядчиком строительства. Генеральный проектировщик должен разрабатывать проектную документацию по требованиям заказчика, а последний – ее принимать. Когда проект прошел экспертизу и появляется генподрядная организация, часть обязанностей по выпуску рабочей документации можно отдать генподрядной организации, что часто и делается, но при обязательном контроле заказчика и генерального проектировщика.

Когда же генпроектировщик становится частью генподрядной организации, он начинает больше работать на нее, а не на заказчика. Получается, мы должны сами за собой осуществлять надзор, что, как мне кажется, неправильно, особенно когда реализуется новый проект.

В то же время подобный симбиоз возможен при реализации проверенных и хорошо известных проектов, где есть рабочая документация, технология строительства и нет таких противоречий между генпроектировщиком и подрядчиком, как на новом проекте.

В «Росатоме» есть мнение о целесообразности создания проектного дивизиона из проектных институтов, который будет заниматься именно разработкой проектной документации по требованиям заказчика. После чего проект будет проходить экспертизу, получать разрешение на строительство, должен заключаться договор на строительство. А кто будет разрабатывать рабочую документацию – генпроектировщик или генподрядная организация при контроле заказчика и генпроектировщика за соответствием проектной и рабочей документации – уже не принципиально. По моему личному мнению, постепенно все идет к реализации такой схемы.      

Санкт-Петербург

У партнеров

    «Эксперт Северо-Запад»
    №47 (594) 26 ноября 2012
    Крупнейшие экспортеры Северо-Запада
    Содержание:
    Повестка дня
    Тема недели
    Крупнейшие экспортеры Северо-Запада
    250 крупнейших компаний Северо-Запада
    Реклама