Однажды 20 лет спустя: в «Росэнергоатоме» обсудили будущее передовых реакторных технологий

В сентябре во Всероссийском научно-исследовательском институте по эксплуатации атомных электростанций прошла VI Международная научно-техническая конференция «Росэнергоатома». Предыдущий раз ее собирали шесть лет назад. Для высокотехнологичной отрасли срок серьезный, и нынешняя конференция вызвала как большой интерес, так и жаркие дискуссии о будущем атомной генерации.

Триединая задача

Соорганизатором конференции выступило Опытное конструкторское бюро «Гидропресс» (главный конструктор реакторов типа ВВЭР), а мероприятие проходило под названием «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики». Эти моменты и определили направления дискуссий: перспективное развитие конструктивной идеологии ВВЭР и внедрение других реакторных установок.

Открывший панельную дискуссию гендиректор «Росэнергоатома» Александр Шутиков напомнил, что с учетом сохранения 1,5%-го темпа роста энергопотребления доля атома в национальном энергобалансе к 2045 году должна достичь 25% (сейчас около 19%). Планируется, что к этому сроку атомные станции России будут вырабатывать в год около 377 млрд кВт·ч (сейчас порядка 220 млрд кВт·ч).

Выйти на этот рубеж предполагается, параллельно решая три задачи: строительство новых блоков, сохранение действующих и их эксплуатация за пределами проектного срока, повышение эффективности производства за счет роста коэффициента полезного действия турбинных установок и коэффициента использования установленной мощности. Как пояснил Александр Шутиков, эта работа разбивается на два больших этапа. На первом, до 2035 года, предстоит сосредоточиться в основном на удлинении топливного цикла действующих блоков и на освоении маневренных режимов реакторов.

Удлиняем топливные циклы

Опыт перевода блоков с ВВЭР-1000 с 12-месячного на 18-месячный топливный цикл «Росэнергоатом» признал успешным. Но, подчеркнул Александр Шутиков, максимальную эффективность эта практика получит только после пересмотра периодичности технического освидетельствования основного оборудования реакторной установки. Сейчас освидетельствование проводят каждые четыре года. Поэтому, к примеру, на шестом блоке с ВВЭР-1200 Нововоронежской АЭС, где 18-месячный топливный цикл уже внедрен, срок очередного капремонта будет подходить после двух планово-предупредительных. Уместна следующая аналогия: дома вы только сделали косметический ремонт, и тут управляющей компании приспичило поменять всю электропроводку и трубы. Фундаментальная же с точки зрения энергоэффективности идеология ВВЭР базируется на трех текущих ремонтах между капитальными, поэтому предстоит добиться от регулятора освидетельствования раз в 10 лет.

Кстати, на конференции рассказали, что уже не полутора-, а двухлетняя топливная кампания для ВВЭР — не заоблачные дали, а вполне обоснованная с научной точки зрения реальность.

Перевести ВВЭР-1200 на удлиненные топливные циклы должны к 2025 году. В следующие 10 лет предстоит сосредоточиться на повышении мощности ВВЭР-1000 до 107% проектной, переходе к 10-летнему периоду техосвидетельствования оборудования и подготовке к продлению срока эксплуатации блоков.

Маневрируем мощностью

Маневренный режим реакторной установки — относительно новая тема, обусловленная запросом на повышение качества тока в электросетях. Примерно 2 из каждых 5 кВт·ч в энергосистему европейской части России выдают АЭС: влияние на суточный ход генерации значительное. Ночью, когда потребление падает, лучше поставлять в сеть меньше. Это повысит потребительские качества электричества (численно выражаемые в напряжении и частоте тока). Нынешние технологии позволяют регулировать параметры выдаваемой энергии в пределах отдельного блока. Поэтому «Росэнергоатом» поставил задачу к 2030 году освоить на ВВЭР-1200 суточные маневренные режимы по схеме 100-50-100 (то есть снижение электрической мощности с максимума вдвое и возврат к 100%-му значению).

Ученые уже апробировали диапазон 100-40-100 на Нововоронежской и Ленинградской станциях и продемонстрировали надежность работы при такой динамике. «Правда, производство электроэнергии в маневренных режимах — это услуга, и, по-хорошему, ее должны оплачивать сетевики»,— заметил советник гендиректора «Росатома» Владимир Асмолов.

Строим новые блоки

На втором этапе, с 2035 по 2045 год, рост доли атомной энергии в национальной генерации предстоит наращивать уже за счет новых блоков. Совокупная мощность АЭС за это время увеличится примерно в полтора раза. В географии мирного атома появятся новые регионы: Якутия и Башкортостан, Челябинская область, Красноярский, Хабаровский и Приморский край.

«Очень важны и вопросы импортозамещения основного оборудования, которое входит в конфигурацию атомных блоков, потому что рост до 25% потребует в том числе огромного увеличения объема атомного машиностроения, а также производства электрооборудования и других составляющих сооружений. И конечно, освоения новых технологий — в первую очередь по тематике реакторов на быстрых нейтронах с дальнейшим их переходом к свинцовому теплоносителю, развития технологии ВВЭР с элементом спектрального регулирования вдобавок к традиционному борному и развития широкой линейки атомных станций малой мощности»,— заключил Александр Шутиков.

Не испортить песню

В откровенном общении единомышленников не обошлось без остроты. Перца в дискуссию добавил научный руководитель Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники им. Доллежаля и проектного направления «Прорыв» Евгений Адамов. Его доклад «Безопасность и экономика IV поколения ядерных энергетических систем» стал одним из самых полемичных. Так, разговор коснулся проекта пилотного реактора с натриевым теплоносителем БН-1200М на Белоярской АЭС. Пуск планируется на 2034 год. Реально ли это? Проектировщик, считает Евгений Адамов, недоработал и оставил несколько серых зон. «В следующем году срок сдачи проектной документации, и нельзя, чтобы это испортило нам песню»,— сказал он.

АЭС сейчас находятся на грани конкурентоспособности с парогазовыми установками, а в некоторых странах — с установками, использующими возобновляемые источники. Динамика возможной потери конкурентоспособности связана с дополнительными требованиями нормативных документов, утвержденных регулятором. Евгений Адамов привел несколько примеров того, как избыточные, по его мнению, требования неоправданно завышают цену: «Для быстрых реакторов интегральной конструкции, использующих не воду, а жидкий металл, не нужны герметичные оболочки, как на ВВЭР. Но мы не успели своевременно откорректировать нормы, хотя предыдущие исследовательские реакторы БН работали без такой оболочки. И на БРЕСТе (физпуск опытно-демонстрационного реактора «Прорыв» намечен на 2026 год.— «СР») Ростехнадзор заставил ее сделать — а это 10 млрд к смете и еще неизвестно, сколько времени сверху. Там, где в корпусе реактора может быть потерян теплоноситель, в аварийной ситуации необходимо обеспечить полную выгрузку активной зоны. Но этого не нужно в реакторе интегральной конструкции — ведь там нет второго контура, тепло эффективно отводится пассивно! Однако регулятор настоял на контейнерах для полной аварийной выгрузки топлива».

Есть еще избыточные требования по сейсмике (каждый балл по шкале Рихтера — удорожание строительства на 20%). Понятно, что безопасности много не бывает, но и в конкурентоспособности нельзя проиграть, считает Евгений Адамов.

1 тыс.

человек участвовала в конференции, в том числе представители Китая, Узбекистана, Белоруссии, Болгарии и Пакистана

300

докладов прозвучали на пленарном заседании и на семи секциях