Непростые выводы: какие работы проведут на окончательно остановленных энергоблоках

На Ленинградской АЭС в октябре завершили вывоз ядерного топлива с блока № 2, остановленного в 2020 году для подготовки к выводу из эксплуатации. В ближайшие годы таких новостей будет все больше, атомные реакторы — не вечные двигатели, их ресурс не бесконечен. В «Росэнергоатоме» готовятся к решению задач, связанных с их окончательным остановом: от проведения работ по демонтажу объектов до захоронения радиоактивных отходов (РАО) и реабилитации территорий.

Масштаб задач

«В соответствии с требованиями федерального законодательства ответственность и функции по выводу из эксплуатации блоков атомных станций закреплены за эксплуатирующей организацией, то есть за «Рос­энергоатомом», — поясняет заместитель гендиректора — директор по производству и эксплуатации АЭС концерна Андрей Дементьев.

Сегодня окончательно остановлены для вывода из эксплуатации 10 энергоблоков (см. справку), а к 2045 году уже 30 блоков будут находиться в стадии вывода или подготовки к нему. Для готовности к такому массовому исходу эксплуатирующая организация должна обеспечить подготовку эффективной производственно-организационной инфраструктуры и апробированных технологий. Работа предстоит гигантская, и вопросов пока больше, чем ответов.

Как быть с РАО

Это, безусловно, ключевой вопрос при выводе атомных энергоблоков, да и атомной энергетики в целом. Сейчас в «Росэнергоатоме» реализуют комплексный план мероприятий по созданию инфраструктуры обращения с радиоактивными отходами, рассчитанный минимум до 2050 года.

В августе принято решение о создании в центральном аппарате концерна профильного департамента по обращению с РАО, отработавшему ядерному топливу (ОЯТ) и выводу объектов из эксплуатации.

«Это абсолютно логично, так как обращение с РАО составляет, по разным оценкам, не менее 50–60 % общего объема работ при выводе. Концентрация в одном департаменте всех критических тем, которые возникают при этом процессе, должна дать синергетический эффект, ускорить работы и снизить затраты, — говорит замдиректора департамента инженерной поддержки — начальник отдела по обращению с радиоактивными отходами «Росэнерго­атома» Ольга Корнюшкина. — Уже понятно, что объем РАО, образующихся при выводе блоков из эксплуатации, значительно превышает все накопленные эксплуатационные отходы, работа в этом направлении предстоит, без преувеличения, грандиозная. Поэтому в рамках комплексного плана концерн провел технико-экономический анализ обращения с РАО на всех этапах жизненного цикла АЭС. Этот анализ показал нам возможности существующей инфраструктуры концерна, с помощью которой «Рос­энергоатом» сможет все эти РАО переработать собственными силами. Кроме того, компания обладает потенциалом для создания надежной транспортной логистики по перевозке РАО, включая не только автомобильный, но и железнодорожный транспорт».

В порядке освоения транспортно-технологической схемы три отработавших парогенератора Балаковской АЭС в начале июля отправили в Мурманскую область на переработку. В практике концерна и атомной отрасли такая операция с крупногабаритным оборудованием проводилась впервые. Она отвечает всем требованиям экологической безопасности и стала новой компетенцией концерна.

Кроме того, в концерне внедряют различные технологии, уменьшающие объем хранения отходов. Например, на Кольской и Смоленской АЭС используют установки ионно-селективной очистки, которые значительно сокращают объем жидких радиоактивных отходов. На Нововоронежской АЭС работает уникальный комплекс плазменной переработки твердых радиоактивных отходов среднего и низкого уровней активности сложного морфологического состава. Для примера: горючие отходы благодаря данной технологии можно уменьшить в объеме до 50 раз. На площадке Курской АЭС‑1 в этом году сдается в эксплуатацию один из крупнейших в России комплексов по переработке РАО — твердых и жидких. В его состав также входит хранилище переработанных отходов.

СПРАВКА

Энергоблоки на этапе вывода из эксплуатации
Блок № 1 Нововоронежской АЭС (ВВЭР‑210)
Блок № 2 Нововоронежской АЭС (ВВЭР‑365)

Энергоблоки в эксплуатации без генерации (ожидается лицензия на вывод из эксплуатации)
Блок № 3 Нововоронежской АЭС (ВВЭР‑440)
Блок № 1 Белоярской АЭС (АМБ‑100)
Блок № 2 Белоярской АЭС (АМБ‑200)
Блок № 1 Ленинградской АЭС (РБМК‑1000)
Блок № 2 Ленинградской АЭС (РБМК‑1000)
Блок № 1 Курской АЭС (РБМК‑1000)
Блок № 2 Курской АЭС (РБМК‑1000)
Блок № 1 Билибинской АЭС (ЭГП‑6)

Что делать с графитом

«В российской и мировой практике отсутствуют опыт и инструментарий, позволяющие безопасно выполнять работы по демонтажу и последующему обращению с элементами графитовой кладки реакторных установок типа РБМК‑1000, — подчеркивает главный технолог департамента управления жизненным циклом и модернизации АЭС концерна Дмитрий Адамович. — Отраслевые организации выполняли многочисленные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) по дезактивации облученного графита, которые показали, что это решение имеет высокую стоимость и к тому же ведет к образованию вторичных долгоживущих среднеактивных отходов. В настоящее время в концерне реализуется программа НИОКР по разработке инновационных технологий в части обращения с облученным графитом. В частности, сейчас проводится исследование по определению загрязнения графитовой кладки на энергоблоке № 1 Ленинградской АЭС. Эта информация нужна для того, чтобы в процессе вывода уменьшить количество измерений при описании характеристик упаковок с графитовыми блоками, что опять же позволит кратно сократить расходы. Запланирована разработка технологии и соответствующего робототехнического комплекса для демонтажа графитовой кладки и металлоконструкций реакторов РБМК‑1000».

Прорабатывается возможность организации опытно-демонстрационного стенда для апробирования технологий кондиционирования РАО в виде облученного графита и проведения работ по сравнительному технико-экономическому анализу вариантов захоронения графита от реакторов РБМК‑1000.

Как обезопасить процесс

Пилотной станцией, где начался процесс вывода блоков из эксплуатации, стала Нововоронежская АЭС. В 1984 году на ней остановили блок № 1, в 1990‑м — блок № 2. Ядерное топливо вывезли, блоки перевели в режим эксплуатации без генерации. А в 2013 году на станции образован Опытно-демонстрационный инженерный центр по выводу из эксплуатации (ОДИЦ). Полученный там опыт планируют тиражировать на все станции с блоками на основе реакторов ВВЭР. Проводимые работы в масштабах концерна референтны, ничего подобного в России еще никто не делал.

Для блоков № 1 и 2 в концерне определили вариант вывода по концепции отложенного демонтажа. С 2015 по 2023 год на них в полном объеме выполнили работы первого этапа. В этом году приступили к реализации второго этапа «Сохранение под наблюдением»: с 2024 по 2030 год на энергоблоках № 1 и 2 будут выполнены работы по демонтажу и дезактивации оборудования, предусмотренные проектом. Третий этап «Ликвидация энергоблока» запланирован к выполнению с 2030 по 2035 год.

В России еще не было прецедента обращения с высокоактивным оборудованием с точки зрения его демонтажа и фрагментации. Это касается непосредственно реактора и внутрикорпусных устройств, которые имеют наведенную активность. Человеку там находиться невозможно. Даже при столетней выдержке высокие радиационные поля сохраняются. С учетом этого задача ОДИЦ на ближайшее время заключается в подготовке технологии демонтажа высокоактивного оборудования, основанной на применении дистанционно управляемых систем. Специалисты будут настраивать и управлять техникой с безопасного расстояния. В конечном итоге высокоактивные элементы после фрагментации пойдут на захоронение. Но сначала их нужно разрезать и сложить в контейнеры, пригодные для безопасной транспортировки. В качестве промежуточного предусмотрено временное хранилище твердых радиоактивных отходов
II–IV классов.

«Все наши работы можно отнести к категории научно-исследовательских и инновационных, — говорит замдиректора — руководитель управления производства ОДИЦ Максим Гаврилов. — ОДИЦ сейчас нарабатывает то, что в дальнейшем будет использоваться в концерне на других АЭС, например, на Кольской станции. До этого никто ничего подобного не делал. Так, посты фрагментации выполнены на основе стандартного оборудования — больших ленточнопильных станков, которые применяют на производствах. Работы планируют проводить непосредственно на энергоблоке. Технологически все предусмотрели, специально освободили площади для установки дистанционно управляемых систем и робототехнических комплексов. А вот установки по дезактивации и обращению с РАО являются эксклюзивными. Достаточно сказать, что мы имеем пять патентов на разное оборудование и два свидетельства о регистрации программ для ЭВМ».

ОПЫТ ДОЖИГАНИЯ

На Ленинградской АЭС в начале октября завершили выгрузку топлива с остановленного энергоблока № 2 (реактор РБМК‑1000) для последующего дожигания. Все тепловыделяющие сборки (ТВС), не достигшие половины от проектной глубины выгорания ядерного топлива, перевезены на действующие энергоблоки № 3 и 4 (реакторы РБМК‑1000), где они еще поработают.

«В настоящее время находится на этапе завершения проект, начавшийся в 2019 году сразу после останова нашего первенца, энергоблока № 1, — рассказал заместитель главного инженера Ленинградской АЭС по ядерной безопасности и надежности Аркадий Сосновский. — Возможность и обоснованность предложений ленинградских атомщиков по дожиганию ядерного топлива с остановленных реакторов подтвердили институты научно-технической поддержки. И сейчас можно говорить о том, что прогнозные показатели подтвердились. Более того, они будут перевыполнены. Фактически за счет дожигания ядерного топлива планируется сэкономить 1010 свежих топливных сборок».

Окончательное завершение проекта планируется на декабрь, когда в действующие реакторы блоков № 3 и 4 загрузят последние ТВС, вывезенные с остановленных энергоблоков № 1 и 2. Опыт ЛАЭС по дожиганию в настоящее время активно применяется на Курской АЭС. На очереди — Смоленская станция.

Сколько это стоит

Объем необходимого для всех этих масштабных задач финансирования — сама по себе задача с несколькими неизвестными, поскольку ни одна АЭС на постсоветском пространстве полностью из эксплуатации еще не выведена. На прошедшей в декабре прошлого года стратегической сессии «Рос­атома» заместитель гендиректора концерна — директор по стратегии, тарифам и инвестициям Алла Архангельская отметила, что в концерне прекрасно знают, сколько стоит построить АЭС, но сегодня никто не назовет цену ее вывода из эксплуатации.

Особого внимания заслуживает проблема вывода так называемого ядерного наследия — блоков, которые не производили отчислений в резерв на их вывод. Объем дефицита средств на выполнение соответствующих мероприятий по ним — это весьма значимые цифры. Сейчас межведомственная группа, в которую входят представители концерна, готовит предложения, направленные на решение этой проблемы. Формируется комплексный план по уточнению соответствующих нормативно-правовых актов и механизмов финансирования.

«Стадия вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии — самая трудоемкая, продолжительная по времени, методологически разнородная и наименее автоматизированная из всех, которые есть в жизненном цикле ядерного объекта, — отмечает Андрей Дементьев. — Учитывая, что к 2045 году на этой стадии будут находиться 30 блоков, перед концерном стоит технически сложная и требующая значительных финансовых затрат задача. Полностью вывести энергоблок из эксплуатации в определенном смысле сложнее, чем построить, хотя бы из-за отсутствия подобного опыта. Понятно, что чем интенсивнее будет процесс вывода, чем больше будет остановленных блоков, тем больше усилий потребуется от эксплуатирующей организации, всех участников этого процесса».