Пуд соли выпарить: на АЭС внедряют технологии очистки воды

На строительной площадке турецкой АЭС «Аккую» готовятся к прибытию опреснительного комплекса. Это часть общестанционной системы очистки воды.

До 2015 года в госкорпорации опреснением и водоподготовкой системно не занимались. Старт новому направлению дали переговоры по строительству АЭС «Эль-Дабаа». Для Египта получение пресной, в том числе питьевой, воды напрямую увязано с наличием электроэнергии и ценой на нее, поскольку до 70 % в себестоимости водоподготовки — ​это электроэнергия для насосов и опреснительных установок. Тогда же стало понятно, что Египет​не единственный потенциальный клиент, которому необходимо опреснение, а потому есть смысл создать в структуре «Росатома» новое бизнес-направление. Но для продаж нужен референтный объект, подтверждающий способность госкорпорации строить опреснительные комплексы. Таким образцом определили систему очистки воды для АЭС «Аккую».

Тонкости опреснения

Турецкие партнеры согласились с тем, что комплексным поставщиком станет «Русатом Инфраструктурные решения» (РИР), но оборудование по возможности будет использовано турецкое. «По возможности» потому, что некоторые агрегаты и устройства производят лишь в нескольких странах мира. Например, мембраны для опреснительных комплексов делают только в США, Южной Корее, Японии и России.

В систему входит установка водоподготовки и опреснительный комплекс. Установка — ​это четыре термических испарителя мощностью 11 тыс. м³ в сутки каждый. Они нужны, чтобы производить сверхчистую воду для теплоносителя обоих контуров АЭС. «Если на вход поступает морская вода с содержанием солей не меньше 30 мг/л, то на выходе мы получаем воду с содержанием солей около 0,2 мг/л. Водоподготовка для АЭС — ​процесс сложный и многоступенчатый», — ​объясняет директор проектного офиса «Чистая вода» РИР Дмитрий Репин. Для установки будет использоваться пар из фактически третьего контура АЭС. Это еще один паропреобразователь, а также система трубопроводов. Теплоноситель второго контура будет превращать воду в пар в третьем контуре — ​точно так же, как первый контур передает тепло второму.

Питьевую воду будут получать с помощью двух электрических испарителей мощностью 4 тыс. м³ в сутки каждый, используя полученную на АЭС электроэнергию. Две системы, паровую и электрическую, устанавливают, поскольку по законодательству Турции пар из АЭС, даже из третьего контура, нельзя использовать для очистки воды для питья, а задействовать только электрические испарители слишком дорого.

После очистки питьевую воду минерализуют — ​добавляют рассчитанные дозы готовых смесей карбонатов кальция и магния, фторида натрия. «Мы убираем ненужные примеси, например поваренную соль, и добавляем полезные. Кальций, магний и фтор нужны для полноценной работы всех физиологических систем человека. А чтобы вода была вкусной, в ней должны быть гидрокарбонаты», — ​говорит Дмитрий Репин.

Базовый проект

Параллельно с работой для «Аккую» в РИР разработали и согласовали в «Росатоме» собственный базовый проект — ​систему опреснения мощностью 170 тыс. м³ в сутки. Этого объема достаточно, чтобы обеспечить чистой питьевой водой 1 млн человек. Проектировали сразу с тем расчетом, что установка станет частью будущей большой АЭС. По проекту вода опресняется на двух параллельных системах. Одна работает по термической технологии, от пара третьего контура, вторая — ​по мембранной. Для нее нужен не пар, а электроэнергия АЭС. Мембранная технология дешевле термической, но она гораздо чувствительнее к качеству воды и обслуживания. «Я был в Фуджейре в ОАЭ, там стоит аналогичный гибридный комплекс, ставила его французская компания. Мембранную часть до сих пор эксплуатируют французы, а термическую — ​местный персонал», — ​отмечает Дмитрий Репин.

Мембранный и термический модули работают параллельно. Если один по какой-то причине остановится, второй продолжит работу. «Мы постарались сделать решение по-росатомовски надежное, но с низкой себестоимостью», — ​комментирует Дмитрий Репин. Базовая система опреснения включена в комплексное предложение госкорпорации для потенциальных заказчиков больших АЭС, в частности для Саудовской Аравии.

В РИР также задумывались над разработкой базового проекта для малых станций, но по итогам переговоров с коллегами из других дивизионов «Росатома» специалисты пришли к выводу, что из-за большой разницы в запросах потенциальных заказчиков правильнее будет сделать проект под конкретную АСММ.

«Все, что связано с водой, — ​это к нам»

РИР ведет большое количество проектов в России в сфере ЖКХ. «АЭС строятся не так часто, поэтому необходимо, чтобы люди нарабатывали компетенции на небольших задачах. Вот почему мы занимаемся и водоподготовкой с водоочисткой», — ​говорит Дмитрий Репин.

РИР запустил «Цифровой водоканал» в Глазове, Белгороде, Воронеже и в других городах. Помогает привести в порядок систему водоснабжения и водоотведения в Усолье-Сибирском, там специалисты компании актуализировали соответствующую схему — ​основной документ, в котором указано, где проходят трубы и установлены насосные станции, какие технологии и оборудование применяются. Сейчас в городе идет проектирование водоочистных сооружений.

Новая задача — ​разработка водно-химического режима (ВХР) для работы АЭС в режиме маневрирования мощностью (ее повышения и понижения). «Это вызов для отрасли, поэтому мы прорабатываем технологические аспекты регулирования ВХР в маневренном режиме, — ​подчеркивает Дмитрий Репин. — ​Это комплексная задача по определению параметров ВХР в зависимости от периода топливной кампании и нагрузки».

Также компания продвигает свои услуги на рынке ЖКХ в дружественных странах, например в Казахстане.

«Если по-простому, то все, что связано с водой, — ​это к нам», — ​резюмирует Дмитрий Репин. Водоподготовка для населения — ​сложный бизнес, говорит он. Речь идет об удовлетворении базовой биологической потребности людей, поэтому многие правительства субсидируют эту сферу, чтобы вода не была дорогой. Например, в Израиле правительство финансирует затраты на электроэнергию, используемую для опреснения. В России, Казахстане и некоторых других странах водоподготовка — ​недофинансированный сегмент, поэтому состояние оборудования и обеспеченность водой нередко оставляют желать лучшег