Генерация инноваций

В конце апреля концерн «Росэнергоатом» сообщил о начале сооружения двух энергоблоков, которые должны прийти на смену дорабатывающим свой ресурс энергоблокам Курской атомной станции. Новые объекты с реакторами типа ВВЭР-ТОИ в рамках проекта КуАЭС-2 планируется ввести в строй до конца 2023 года, а рассчитаны они на 60 лет службы. И если курские атомщики еще находятся на начальном этапе грандиозного проекта, то их коллеги из Нововоронежа уже близки к его финальной стадии.

В феврале 2017 года на НВ АЭС был введен в эксплуатацию первый в мире поколения 3+ – шестой блок атомной станции. Эксперты уже отмечают, что выработка атомных электростанций в России по итогам 2018 года может стать рекордной и перешагнет порог в 200 млрд киловатт-часов. При этом аналитики отмечают не только уникальность работ по возведению новых объектов, но и нарабатываемый опыт по продлению сроков эксплуатации действующих блоков НВ АЭС. Данный тренд обещает увеличение установленной мощности станций, а также гарантирует энергетическую устойчивость всего Черноземья.

Капитал эффективности

Текущая ситуация на российском энергетическом рынке требует от Росэнергоатома, с одной стороны, повышения эффективности капитальных проектов (в том числе оптимизации стоимости и сроков сооружения АЭС при обеспечении должного уровня безопасности), а с другой – снижения операционных расходов для сохранения целевого уровня рентабельности. Поэтому, как признаются в концерне, предоставление сервисных услуг на всем жизненном цикле АЭС «является приоритетным направлением развития у подавляющего большинства передовых энергетических компаний». Своими ключевыми конкурентными преимуществами в Росэнергоатоме считают уникальный опыт в создании ядерной инфраструктуры РФ, предоставлении услуг технического заказчика на энергоблоках отечественного дизайна, выполнении пусконаладочных работ в России и за рубежом, эксплуатации и обслуживания энергоблоков российских АЭС и наличие референций по выводу их из эксплуатации. «Удержание существующих позиций на традиционных рынках в условиях снижения темпов роста экономики России требует постоянного совершенствования процессов и технологий во всех сферах атомной отрасли, а также развития новых направлений бизнеса», – резюмируют в концерне.

В соответствии с Энергетической стратегией РФ до 2030 года и Генеральной схемой размещения объектов электроэнергетики России до 2020 года Росэнергоатом обеспечивает рост доли атомной энергии в энергобалансе страны в том числе за счет сооружения шести новых блоков АЭС: двух на Балтийской АЭС, двух на Курской, еще одного на Нововоронежской и одного на Ленинградской станции (еще один инновационный блок на ней уже построен).

С учетом запущенного на НВ АЭС более года назад в эксплуатацию первого в мире блока поколения 3+ становится очевидно, что из восьми самых современных и безопасных энергоблоков РФ ровно половина должна разместиться в Черноземье.

За внешней оболочкой реактора

Два инновационных блока на НВ АЭС сооружены по проекту «АЭС-2006», в котором все функции безопасности обеспечиваются независимой работой активных и пассивных систем. Первая очередь проекта включает два энергоблока поколения 3+ (при этом сама площадка НВ АЭС предусматривает при необходимости возведение еще двух блоков). Главное то, что атомщики Нововоронежа первыми в мире добились сначала включения в сеть блока с реактором ВВЭР-1200

(в августе 2016 года), а затем и полноценного ввода объекта в эксплуатацию (в феврале 2017 года). Теперь любые работы на этом блоке, даже первый предупредительный ремонт, обеспечивают местным атомщикам получение опыта, которого нет ни у кого из их коллег ни в России, ни за рубежом.

В других странах блоки поколения 3+ все еще продолжают достраивать. Не случайно по итогам 2017-го шестой блок НВ АЭС вошел в тройку лучших атомных станций мира по версии авторитетного американского журнала POWER. На седьмом блоке НВ АЭС, напомним, продолжаются строительно-монтажные работы. Начало пусковых работ запланировано в конце нынешнего года.

Как объясняют в концерне, в новых блоках НВ АЭС с реакторами ВВЭР-1200 использованы разработки, отвечающие всем постфукусимским требованиям. Так, самый мощный на сегодняшний день реактор в России (его мощность по сравнению с предыдущим поколением выросла на 20%) еще и гораздо экономичней. За счет широкой автоматизации и централизации функций и процессов количество персонала по сравнению с энергоблоками предыдущего поколения (с реакторными установками типа ВВЭР–1000) уменьшено на 30–40% (в пересчете на 1 МВт мощности). Проектный срок службы основного оборудования увеличен в два раза – до 60 лет (с возможностью продления до 80). Кроме того, применен ряд проектных решений, оптимизирующих капитальные затраты. В частности, возводится одна башенная испарительная градирня на энергоблок вместо двух, как это было на отечественных АЭС ранее. Это решение позволяет не только снизить капитальные затраты, расход электроэнергии, но и уменьшить территорию площадки АЭС при сохранении всех требований технологии и безопасности.

Ну и, конечно, проект обеспечивает возможность строительства референтных атомных станций в районах с различными природно-географическими условиями и техногенными воздействиями. Он предназначен для реализации на площадках с девятью типами различных оснований – от скальных до мягких грунтов. При возведении АЭС на площадках с более интенсивными внешними воздействиями проектом предусмотрена возможность усиления конструкций без изменения компоновочных решений зданий и сооружений. Как уверяют в Росэнергоатоме, в проекте ВВЭР-1200 реализован полный комплекс технических решений, которые позволяют обеспечить безопасность АЭС и исключить выход радиоактивных продуктов в окружающую среду. В частности, энергоблок оснащен двумя защитными оболочками. И если внутренняя оболочка обеспечивает герметичность объема, где расположена реакторная установка, то внешняя способна противостоять природным явлениям (смерчи, ураганы, землетрясения, наводнения), техногенным и антропогенным (взрывы, падение самолета) воздействиям на станцию.

Кроме того, пассивные системы безопасности станции способны функционировать даже в случае полной потери электроснабжения и без вмешательства оператора. НВ АЭС стала первой отечественной станцией, где применена система пассивного отвода тепла (СПОТ). Она обеспечивает длительный отвод тепла от активной зоны реактора в условиях отсутствия всех источников электроснабжения. При необходимости система включается без вмешательства оператора АЭС. Благодаря гидроемкостям первой и второй ступени в случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда давление в первом контуре падает ниже определенного уровня, происходит подача туда жидкости для охлаждения активной зоны реактора. Таким образом, ядерная реакция гасится большим количеством борсодержащей воды, поглощающей нейтроны.

В нижней части защитной оболочки станции в соответствии с проектом установлено устройство локализации расплава, или, как ее называют проектировщики, ловушка расплава. Она предназначена для локализации и охлаждения в случае гипотетической аварии расплава активной зоны реактора, который может привести к повреждению защитной оболочки энергоблока. Ловушка позволяет сохранить целостность этой оболочки и тем самым исключить выход продуктов радиоактивного распада в окружающую среду.

Фундамент энергобезопасности

Не менее инновационным обещает стать проект КуАЭС-2, реализуемый на площадке Макаровка в Курчатовском районе Курской области. Он предусматривает возведение как минимум двух (изначально проект предусматривал четыре) энергоблоков с реакторами ВВЭР-ТОИ (водо-водяной энергетический реактор типовой оптимизированный информационный). Они сооружаются взамен выбывающих из эксплуатации энергоблоков действующей Курской АЭС: ввод в эксплуатацию двух первых энергоблоков КуАЭС-2 планируется синхронизировать с выводом из эксплуатации энергоблоков №1 и 2 работающей станции. Еще в 2012 году прошли предпроектные инженерные и экологические изыскания по выбору наиболее предпочтительной площадки размещения четырехблочной станции. На основании полученных результатов и была выбрана площадка в непосредственной близости от действующей АЭС. «Ввод в строй четырех энергоблоков станции замещения обеспечит Курскую область и другие регионы страны электроэнергией до конца текущего столетия», – заявляют в Росэнергоатоме.

29 апреля на площадке КуАЭС-2 в фундаментную плиту реакторного здания первого энергоблока были уложены первые кубометры бетона. Фактически был дан старт основным работам по сооружению «самого мощного энергоблока в России поколения 3+ электрической мощностью 1255 МВт». По сравнению с энергоблоками ВВЭР-1200 мощность курских объектов должна вырасти еще на 5%. И это все, конечно, без ущерба для безопасности. В концерне напомнили, что бетонированию основания объектов «ядерного острова» предшествовал большой объем подготовительных работ: в частности, было сформировано искусственное основание под здание реактора блока №1 для достижения характеристик грунта, заданных нормативно-технической и проектной документацией. Под основание реакторного здания уложено более 630 тыс. кубометров песка и песчано-гравийной смеси; толщина такой «подушки» равна высоте пятиэтажного дома. Теперь в фундаментную плиту реакторного здания должно быть уложено 16 тыс. кубометров самоуплотняющейся бетонной смеси. Бетонирование проводится в непрерывном цикле круглосуточно до июня текущего года.

Ранее в Росэнергоатоме сообщали, что физический пуск первого энергоблока

КуАЭС-2 намечен на ноябрь 2022 года, второго – на ноябрь 2023 года. По словам директора Курской АЭС Вячеслава Федюкина, энергоблоки ВВЭР-ТОИ «должны стать референтными и серийными для сооружения в международных проектах».

Новая эра генерации

Глава госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев назвал пуск инновационных блоков на российских АЭС (уже после Нововоронежа пуск аналогичного блока произошел в марте нынешнего года и на Ленинградской АЭС) «технологической революцией в атомной энергетике». Ведь «легендарные и супернадежные реакторы-миллионники уходят в прошлое». И «наступает эра суперсовременных энергоблоков поколения 3+, подобных которым на сегодняшний день в мире нет вообще». Задача Росатома, по словам господина Лихачева, – возвести аналогичные станции в Финляндии, Белоруссии, Венгрии, в Египте и на Тяньваньской АЭС в Китае.

Эксперты считают амбиции госкорпорации вполне оправданными. Так, директор Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН Леонид Большов отмечает, что системы безопасности блоков поколения 3+ позволяют «гарантированно исключить варианты развития событий по типу фукусимской аварии». С ним согласен начальник аналитического отдела ИК «Риком-Траст» Олег Абелев: «Я считаю, что достижение номер один за 10-летнюю историю Росатома – запуск энергоблока поколения 3+

на НВ АЭС. Это пилотный энергоблок с абсолютно новыми технологиями. До нас такого типа блоки никто в мире еще не подключал к общей энергосети. Вторая веха, на мой взгляд, заключается в том, что с того момента, как был образован Росэнергоатом, не было каких-либо нарушений стандартов безопасности на атомных станциях. Третья важная веха – увеличение доли проектов Росатома на международных рынках». «Выработка атомных электростанций в России по итогам этого года может стать рекордной. Возможно, в России будет достигнут рекордный уровень в 200 млрд киловатт-часов, в прошлом году было чуть меньше – около 195 млрд. Использование мощности за эти годы выросло почти на 30%, что позволило увеличить выработку», – добавил эксперт.

Электроэнергия для человечества становится вторым хлебом. С каждым годом потребность в ней только растет. Поэтому

и строятся новые современные энергоблоки. А на тех, которые работают, увеличивают установленные мощности или модернизируют и продлевают их сроки эксплуатации.

Напомним, что специалисты НВ АЭС имеют огромный передовой опыт не только по возведению и эксплуатации блоков с ВВЭР, но и по продлению сроков их эксплуатации. В середине декабря 2017 года с этой целью был остановлен четвертый энергоблок станции. До 22 августа в рамках модернизации и ремонта специалисты АЭС должны выполнить отжиг корпуса реактора. Также планируется установить систему аварийного охлаждения зоны реактора, которая помимо активной системы включает также и пассивную. На станции предполагают объединить конфайменты (герметичные помещения реакторных установок) и системы безопасности четвертого и выведенного из эксплуатации третьего блоков. Всего в рамках продления срока эксплуатации запланировано проведение более 40 мероприятий. Срок эксплуатации четвертого блока планируется увеличить еще на 15 лет. Ведь в России для АЭС выпускается качественное и надежное оборудование, которое может работать больше сроков, заложенных проектом. Недаром срок эксплуатации современных энергоблоков – 60 лет!

А в 2011 году на НВ АЭС завершили модернизацию блока №5 с реактором-миллионником (ВВЭР-1000). Он впервые был введен в эксплуатацию в мае 1980 года с проектным сроком службы 26 лет. 25 сентября 2010-го блок остановили для модернизации, которая также была направлена на повышение безопасности объекта: атомщики заменили часть тепломеханического и электротехнического оборудования. В результате на НВ АЭС пришли к выводу, что энергоблок по уровню безопасности соответствует блокам третьего поколения и может находиться в эксплуатации еще 30 лет. Эти аргументированные выводы были подтверждены лицензией на промышленную эксплуатацию вышеупомянутого энергоблока, выданной атомной станции Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору РФ (Ростехнадзором).

Проект модернизации энергоблока №5 считается пилотным – это был первый в Европе случай увеличения срока работы энергоблока почти на три десятилетия, а также первое в России продление эксплуатации блока мощностью 1 тыс. МВт.

Очевидно, что не только в ближайшей, но и далекой перспективе атомная энергетика еще будет являться основой энергобезопасности РФ и Черноземья в частности.