Международный форум «Атомэкспо-2009» Инновационный коммерческий энергоблок с реактором на быстрых нейтронах: концепция и проблемы реализации. О. М. Сараев, ОАО «Концерн Энергоатом» 27 мая 2009 г.
Почему нужны реакторы на быстрых нейтронах? Атомная энергетика с реакторами на быстрых нейтронах наряду с выработкой электроэнергии позволяет: • Замкнуть топливный цикл за счет утилизации отработанного топлива АЭС и производства нового топлива с эффективностью его использования в несколько десятков раз выше по сравнению с существующей; • Многократно снизить объемы и потенциальную вредность радиоактивных отходов ядерного производства; • Многократно уменьшить необходимость разведки, добычи, транспортировки и обогащении урана. 2
Почему строительство энергоблоков АЭС с реакторами на быстрых нейтронах в мире не популярно? • Плохая мировая практика эксплуатации первых энергоблоков; • Устоявшееся представление о повышенной опасности «быстрых» технологий с пожароопасным натриевым теплоносителем; • Объективная дороговизна первых проектов (высокие капитальные удельные затраты, высокая стоимость 1 к. Вт час); • Терпимость общества в отношении чрезвычайно низкой эффективности топливоиспользования в реакторах на тепловых нейтронах; • Терпимость общества в отношении накапливающихся проблем отработанного топлива и РАО; • Якобы из-за повышенной опасности распространения делящихся ядерных материалов; • Легче делать привычное. 3
Что делать для того, чтобы строительство энергоблоков с реакторами на быстрых нейтронах стало хотя бы также необходимым, как строительство ВВЭР? • Учесть пример почти 30 -летней безупречной эксплуатации энергоблока с реактором БН-600; • Учесть обоснование необходимости, опыт проектирования и сооружения энергоблока с реактором БН-800; • Как можно быстрее разработать и утвердить Федеральную целевую программу «Новые ядерно-энергетические технологии» ; • Одобрить концепцию головного серийного энергоблока с реактором на быстрых нейтронах мощностью не менее 1200 МВт с технико-экономическими показателями, близкими с ВВЭР-1200. Приступить к проектированию серийного БН в темпе, обеспечивающем его пуск в 2018 году; • До 2032 года построить серию БН суммарной мощностью не менее 12 ГВт. 4
5
Концепция коммерческого энергоблока с реактором на быстрых нейтронах и натриевым теплоносителем. (Руководящая идея) Коммерческая привлекательность по сравнению с ВВЭР должна обеспечиваться главным образом за счет свойств, присущих только установкам на быстрых нейтронах: • Минимизация удельных затрат на обеспечение безопасности с пренебрежимым риском за счет пассивных средств, свойственных технологиям на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем; • Полная интеграция оборудования I контура в корпусе реактора; • Минимизация площадей поверхности II контура, контактирующих с натрием; • Минимизация числа активных элементов в контуре циркуляции натрия; 6
• Максимальное использование возможностей повышения параметров теплового цикла; • Проектное обеспечение коэффициента готовности к несению нагрузки не менее 90%; • Минимизация удельной площади застройки и строительных объемов энергоблока; • Проектное обеспечение сроков строительства менее 50 месяцев; • Использование передовых строительно-монтажных технологий и технологий управления строительством; • Минимизация удельных затрат металла и бетона. 7
Сравнительные характеристики энергоблоков реакторов на быстрых нейтронах № 1 Параметры Электрическая мощность энергоблока, МВт БН-600 БН-800 БН-1200 600 800 1200 2 Параметры теплоносителя 3 контура, Твх/вых, о. С 240/505 210/430 240/510 3 Давление пара на выходе из ПГ, МПа 13, 7 14, 0 4 Конструкция парогенератора 5 Срок службы основного оборудования (незаменяемого), лет 6 Секционномодульная Корпусная 30 40 60 КПД АЭС (брутто), % 42, 5 41, 9 42, 86 7 Число часов использования установленной мощности, ч/год 7000 7896 8 КИУМ, % 76 85 90 9 Удельная металлоемкость РУ, т/МВт(тепл) 5, 8 4, 1 2, 4 1150, 0 750, 0 560, 0 10 Удельная кубатура главного корпуса, м 3/МВт 8
Сравнительные проектные характеристики БН -1200 и ВВЭР-1200 (в ценах 2007 года) № п/п 1 Наименование Установленная мощность АЭС БН-1200 (БАЭС-2) 2 х. ВВЭР-1200 (ЛАЭС-2) 1200 1170 2 Параметры острого пара (на выходе из ПГ): -давление, МПа -температура, о. С 14, 0 510 7, 04 290 3 Температура питательной воды, о. С 240 225 -230 4 Число часов использования установленной мощности, ч/год 7896 5 Срок службы основного оборудования, (незаменяемого) лет 60 50 6 КПД АЭС (брутто), % 42, 86 36, 56 7 Капитальные вложения на строительство АЭС, млн. руб. 61913, 0 62720, 0 8 Удельная стоимость «к. Вт» , руб. /к. Вт 51594, 2 53606, 8 9 Себестоимость электроэнергии, коп. /к. Вт·ч, без топливной составляющей 34, 2 33, 4 9
Проблемы реализации концепции Проблемы главным образом существуют из-за отсутствия формализованной ориентации Государства в отношении развития новых технологий в атомной энергетике: • Отсутствует государственная комплексная программа развития технологий замыкания ядерного топливного цикла; • Беззащитны существующие фрагментарные планы развития новых технологий и материалов для применения в реакторе на быстрых нейтронах; • Пример выдающегося успеха в развитии, конструировании, проектировании и эксплуатации энергоблока с реактором БН-600, которым гордилась бы любая ядерная держава, для наших путеводителей вдохновляющим не является. 11
Есть и другие проблемы реализации концепции Эти проблемы могут быть успешно преодолены, (если бы было результативное решение предыдущих): • Неудовлетворительные темпы создания производства МОКС -топлива для реакторов на быстрых нейтронах; • Отсталость в организации, методологии и техническом оснащении проектирования АЭС; • Необходимость усиления энергомашиностроительной базы развития направления; • Варварство, бесконтрольность и безнаказанность в ценообразовании на машиностроительную продукцию; • Ослабленная строительно-монтажная база. 12
Есть ли основания для оптимизма? Да. Мы сохраняем и улучшаем наши достижения в развитии реакторов на быстрых нейтронах: • Продлевается время эксплуатации энергоблока с реактором БН-600; • Строится в соответствии с директивным графиком энергоблок с реактором БН-800; • С трудом, но ведется работа по созданию производства МОКС-топилва для РБН. 13
Главный корпус. Реакторное отделение. Армирование и бетонирование стен до отм. +7, 80. Шахта реактора. Монтаж облицовки в полном объеме (9 ярусов - до отм. +16, 65). Бетонирование - до отм. +9, 30. 26. 05. 2009 г. 14
Скачать презентацию Международный форум Атомэкспо-2009 Инновационный коммерческий энергоблок с реактором
2f9b3ce5a72b499a6e35bec38c18fad3.ppt