Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

Главная / №1-2 (37-38) Январь-Апрель 2011 / Энергетика

Атомная теплоэлектростанция выходит в открытое море

Безумный ритм, в котором живет современный человек, выявляет с каждым годом все больше проблем в необходимой для этого ритма энергетической сфере. В связи с этим от ученых во всем мире ждут в научно-технической отрасли поистине революционных открытий...

Вначале этого года весь мир облетела новость о публикации еженедельного французского журнала L’Usine Nouvelle, который составил список важнейших ин-новаций-2010, состоящий из 30 пунктов. Туда вошел и российский проект — первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция. С самого начала его реализации между специалистами и простыми гражданами — плательщиками коммунальных платежей — ведутся жаркие споры. Но после оценки L’Usine Nouvelle, они перетекли в более мирное русло. Оценив масштабы замысла, можно убедиться — этот проект не может не вызывать столько противоречивых мнений.

Три в одном

Плавучая атомная теплоэнергетическая станция малой мощности — ПАТЭС — состоит из гладкопалубного несамоходного судна с двумя реакторными установками КЛТ-40С ледокольного типа. Длина судна 144 метра, ширина 30 метров. Водоизмещение 21,5 тысячи тонн.

Плавучая станция предназначена для выработки и выдачи потребителям электрической, тепловой энергии. Для экспорта в прибрежные районы стран и регионов с засушливым климатом разработан вариант атомного энергоопреснительного комплекса (ПАЭОК), который производит не только электроэнергию, но и качественную питьевую воду из морской воды. В составе такого комплекса — ПЭБ и плавучий водоопреснительный комплекс, в котором может использоваться либо технология обратного осмоса (RO), либо — многоступенчатые испарительные установки (MED). В сутки она сможет выдать от 40 до 240 тыс. кубометров пресной воды.

Интерес к таким комплексам проявляют многие страны Африки, Азии и Европы, испытывающие острый дефицит пресной воды. Таким образом, планируется, что потребитель сможет получить от ПАТЭС свет, тепло и воду.

Срок эксплуатации станции составит 38 лет: 3 цикла по 12 лет, между которыми надо будет осуществлять ремонт реакторных установок.

Согласно проекту, для отдаленных районов, куда невыгодно тянуть линии электропередач или завозить органическое топливо, где транспортные расходы повышают себестоимость топлива более чем на 50%, постройка и эксплуатация ПАТЭС намного выгоднее постройки и эксплуатации наземных электростанций. Таким образом, размещение плавучих атомных теплоэлектростанций планируется в тех районах, где отсутствуют топливно-энергетические ресурсы и/или их доставка сопряжена с большими трудностями (Крайний Север, Дальний Восток России, островные государства азиатско-тихоокеанского региона и др.). Размещение первых «плавучек» планируется в городах Певек (Чукотка) и Вилючинск (Камчатка).

«Строю — владею — эксплуатирую»

Для реализации проекта принята схема: «строю — владею — эксплуатирую». Россия не только строит данную станцию, но и полностью обеспечивает ее функционирование в регионе заказчика, раз в 12 лет, по истечении автономного цикла, проводит восстановительный ремонт, а по окончании эксплуатации (40 лет) — утилизирует. Проект успешно прошел все предусмотренные законодательством экспертизы и согласования, включая государственную экологическую экспертизу. В него заложен внушительный ресурс безопасности во избежание не только проектных, но и «запроектных» аварий, например, таких как землетрясение или падение самолета.

Заказчиком пилотной ПАТЭС, которую назвали в честь ученого-новатора «Академик М. В. Ломоносов», выступает государственный «Концерн Росэнергоатом». До лета 2008 г. «Академик Ломоносов» строился в Северодвинске, затем строительство было перенесено на Балтийские заводы в г. Санкт-Петербург. ОАО «ОКБМ Африкантов» является главным конструктором, изготовителем и комплектным поставщиком оборудования этих реакторных установок, ИМ СУЗ, насосов, оборудования обращения с топливом, вспомогательного оборудования и др.

Согласно контракту, заключенному между госконцерном и Балтийским заводом (входит в Объединенную Промышленную Корпорацию) в феврале 2009 г., энергоблок должен быть построен ко второму кварталу 2012 года, а уже в четвертом квартале — поставлен под промышленную нагрузку. 30 июня 2010 года Балтийский завод спустил на воду головной плавучий энергоблок, который станет основным элементом будущей ПАТЭС.

Ремонт станции и перегрузка топлива будут выполняться в условиях, существующих в нашей стране специализированных предприятий технологического обслуживания атомных судов, располагающих необходимым оборудованием и квалифицированным персоналом.

Целесообразно и выгодно

Если сегодня в строящемся энергоблоке используются реакторные установки ледокольного типа мощностью до 70 МВт, то ПАТЭС средней мощности, созданная на основе уникальных технологий, разработанных для атомного подводного флота, должна будет выдавать до 300–400 МВт, тепловая мощность — 140 гигакалорий.

Создатели ПАТЭС называют проект экономически выгодным и целесообразным по следующим причинам:

  • капитальные затраты на сооружение ПАТЭС сопоставимы со стоимостью строительства энергоисточников на органическом топливе в выбранных для размещения районах;
  • значительно сокращаются сроки сооружения в сравнении с наземными АЭС (3–3,5 года при серийном строительстве);
  • используется промышленная технология сооружения станции на базе комплектных поставок оборудования, изготовленного в условиях серийного специализированного производства;
  • резко сокращаются объемы строительно-монтажных работ на площадке размещения (на месте размещения станции строятся только вспомогательные сооружения, обеспечивающие установку станции и передачу тепла и электричества со станции на берег);
  • значительно удешевляется эксплуатация за счет применения вахтового метода и полного сервисного обслуживания станции;
  • ремонты и операции с радиоактивными отходами осуществляются на специализированных предприятиях;
  • наиболее наглядным преимуществом ПАТЭС перед другими энергоисточниками является себестоимость 1 кВт/час (на ПАТЭС она составляет 1,5–2 рубля — в разы меньше, чем при использовании в энергоснабжении угля, газа, мазута или дизтоплива);
  • высокое качество изготовления плавучего энергоблока в условиях судостроительного завода и сдача его «под ключ»;
  • возможность размещения станции в непосредственной близости от потребителя энергии (станция мобильна и может быть установлена практически в любой береговой зоне, а также в русле больших рек);
  • простота снятия с эксплуатации (после вывода из эксплуатации плавучий энергоблок буксируется на специализированное предприятие для утилизации).

Очевидно, что максимальный экономический эффект применения АСММ на базе ПЭБ обеспечивается при тепло- и электроснабжении Федеральных Государственных предприятий (ФГУП) и закрытых территориально-административных образований (ЗАТО) за счет резкого сокращения бюджетных затрат на завоз органического топлива и компенсацию тарифов. Жизненный цикл станции, включая строительство, эксплуатацию, капитальный ремонт плавучего энергоблока, его утилизацию и подготовку персонала — полностью обеспечивается действующей инфраструктурой российской ядерной промышленности. При серийном изготовлении энергоблоков стоимость второго и последующих уменьшится на 15–20%, что значительно повысит экономическую эффективность станции. Все это на фоне значительного сокращения сроков сооружения по сравнению с наземными станциями (~ 3–3,5 года при серийном строительстве).

«Зеленые» будут довольны

Работа станции в прибрежных районах мирового океана ставит вопрос об их устойчивости к экстремальным природным воздействиям, таким как цунами, смерчи и т.п. Компания «ОКБМ Африкантов» располагает комплексом технологий для изготовления атомной энергоустановки таким образом, чтобы она выдерживала любой заданный в проекте уровень динамических нагрузок. Это подтверждено практикой: реакторные установки атомного подводного крейсера «Курск», созданные специалистами ОКБМ, не только выдержали мощный взрыв, но и автономно обеспечили вывод реактора из работы, поддержание его в безопасном состоянии. Даже продолжительное пребывание разрушенного корабля под водой не привело к выходу радиоактивности в окружающую среду.

Создатели ПАТЭС на базе ПЭБ с РУ КЛТ-40С заявляют, что она — экологически чистый энергоисточник. Радиационное воздействие ПАТЭС при нормальной эксплуатации обусловлено исключительно атмосферными выбросами радиоактивных веществ (РВ). При этом расчетная годовая доза облучения населения при эксплуатации ПАТЭС (1 мкЗв/год) пренебрежимо мала по сравнению с естественным радиационным фоном, воздействующим на человека (2,4 мЗв/год). Поступление радиоактивных веществ в водную среду технически исключено.

Радиационные последствия возможных аварий, включая запроектные, определяются, главным образом, дозами внешнего облучения персонала и населения, формируемыми при распространении радиоактивных веществ в атмосфере. В случае возникновения запроектной аварии на ПАТЭС максимальные дозы облучения различных категорий лиц не превысят следующих значений: персонал ПАТЭС на площадке — 0,26 мЗв; население (в зоне наблюдения) — 75 мкЗв.

При всех возможных ситуациях, включая запроектные аварии, дозовая нагрузка на население не превышает 0,01% естественного радиационного фона. Активность забортной воды, обусловленная работой РУ, составляет 0,1 бк/л, что в 100 раз ниже регламентированного значения активности питьевой воды.

К нерадиационным факторам воздействия относятся: воздействие теплового сброса в акваторию; химическое, электромагнитное, акустическое воздействия.

Выбросы тепла в окружающую среду при работе одной РУ типа КЛТ-40С при 100% мощности будут составлять:

  • в атмосферу с воздухом из системы вентиляции — 270 кВт;
  • в забортную воду с водой охлаждения электрогенератора (4-го контура) — 1650 кВт;
  • в забортную воду от охлаждения паротурбинной установки — около 90 МВт.

В зимний период выпуск циркуляционных вод ПАТЭС вызовет образование полыньи. Наибольшие размеры полыньи составят до 44 000 м кв., однако обычно ее площадь не превысит 15 000 м кв. Выбросы теплого воздуха из систем вентиляции и кондиционирования носят организованный Ъхарактер (вентиляционные трубы) и невелики, тепловое загрязнение воздушной среды — незначительное.

Химическое, электромагнитное и акустическое воздействие, которое может оказывать оборудование ПА-ТЭС на окружающую природную среду, планируется локализовать до нормативных показателей традиционными конструктивными решениями и организационными мероприятиями. При этом риск для населения и экосистемы от химического, электромагнитного и акустического воздействия оборудования ПАТЭС практически исключен, обещают разработчики.

И все же, ничто не вечно. Даже при отсутствии внештатных ситуаций, срок эксплуатации уникального сооружения закончится спустя 40 лет. Какова же будет его дальнейшая судьба? Эксперты говорят о возможности реализации концепции «зеленой лужайки», обеспечивающей отсутствие последствий воздействия на окружающую среду. Таким образом, после демонтажа и вывоза сооружения на его месте должна остаться такая же территория, какая была до строительства.

Вместо послесловия

Говоря о безопасности плавучих АЭС, специалисты отмечают, что сотни судов и военных кораблей с атомными энергетическими установками, эксплуатируются в составе флотов России, Соединенных Штатов, Китая, Великобритании, Франции. Атомные ледоколы, ракетные крейсера, авианосцы и атомные подводные лодки базируются в портах, нередко находящихся вблизи крупных городов (например, в Мурманске).

Во все времена значительная часть открытий и новаторских идей ученых воспринималась обществом как утопичные, но многие из них мы используем в своей жизни до сих пор. Ну а насколько плавучая АЭС действительно применима к жизни, мы сможем узнать лишь тогда, когда она заработает во всю мощь.

Анна ФЕДОТОВА,
«ЭР»

По материалам сайтов
www.rosenergoatom.ru
и www.okbm.nnov.ru