Настоящее и будущее технологии ВВЭР В. А. Пиминов Генеральный конструктор ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 9 -я международная научно-техническая конференция "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" (МНТК-2015) Подольск, 19 -22 мая 2015 1
СОДЕРЖАНИЕ 1. УСПЕХИ МИРОВОЙ ЭКСПАНСИИ ТЕХНОЛОГИИ ВВЭР 2. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ 3. НАПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ РАЗРАБОТОК: - ЭВОЛЮЦИОННЫЕ; - ИННОВАЦИОННЫЕ; 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2
ГЕОГРАФИЯ РУ ВВЭР China NPP Tianwan India NPP Kudankulam Turkey Russia Leningrad NPP – 2 Baltic NPP Novovoronezh NPP -2 Nizhegorodskaya NPP Kurskaya NPP – 2 Smolenskaya NPP – 2 NPP Akkuyu Finland NPP Hanhikivi-1 Hungary NPP Paks Egypt NPP El Dabaa ВВЭР-1000 ВВЭР-1200 ВВЭР-ТОИ Belorus NPP Jordan NPP Majdal Iran NPP Bushehr Bangladesh NPP Ruppur 3
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЕКТОВ Технология Безопасность Референтность и опыт Оптимизированная концепция Требования Заказчика УНИКАЛЬНЫ. НЕИЗМЕННО качество проектов. Проект Улучшенные характеристики 4
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЕКТОВ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ Участие ОКБ «ГИДРОПРЕСС» при подготовке и реализации зарубежных проектов происходит на различных этапах: Подготовка тендерных материалов Уточнение с заказчиком требований к проекту (подготовка ТЗ на РУ) Подготовка материалов приложений к EPC контракту Разработка Технического проекта РУ 5
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЕКТОВ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ Закон ПНАЭ YVL NSC NRRA rules Требования Заказчика EPC EPC База для требований EUR EUR Нормы 6
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЕКТОВ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ Несмотря на то, что база для требований Заказчика, являющихся приложением к ЕРС контракту одна – EUR, степень переработки требований в значительной мере различна и связана с: - Степенью развития нормативной базы страны Заказчика; - Контингентом участников разработки требований Заказчика ( «практики» / «теоретики» ). ПНАЭ YVL NSC NRRA rules EPC EPC EUR EUR 7
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЕКТОВ ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ В основном можно выделить несколько главных направлений по которым наблюдается индивидуальность при формировании требований Заказчиков: - Классификация систем и оборудования; - Концепция безопасности (уровни ГЭЗ); - Использование нормативной документации России; - Выбор конструкционных материалов; - Подходы к анализам безопасности и классификация событий; АЭС-2006 - Обоснование прочности оборудования; - Требования к топливной части проекта (вид топлива, циклы, длительность); - Требования к манёвренности энергоблока. 8
НАПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ РАЗРАБОТОК ЭВОЛЮЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ: - РУ ВВЭР-600 для энергоблока средней мощности; - Парогенератор ПГВ-1300 А с горизонтальными коллекторами 1 го контура; - РУ ВВЭР-1300 А (двухпетлевая РУ с новым ПГ); - РУ ВВЭР-1800 (трехпетлевая РУ с новым ПГ). ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ: - РУ ВВЭР-И с интегральной компоновкой для энергоблока малой мощности; - ВВЭР-С со спектральным регулированием активной зоны; - РУ со сверхкритическими параметрами теплоносителя. 9
РУ ВВЭР-600 Максимальное заимствование оборудования из проектов ВВЭР-1200/ ВВЭР-ТОИ Удержание расплава активной зоны в корпусе реактора в ходе тяжелой ЗПА Срок службы оборудования – 60 лет Автономность -72 часа Готовность промышленности к изготовлению оборудования Двухпетлевая РУ Максимальное расчетное землетрясение по системе MSK-64 – до 9 баллов; Оптимизация конструкции 10
РУ ВВЭР-600 üОтработанная процедура лицензирования энергоблока; üМировой опыт эксплуатации, проверенные технические, конструкционные и технологические решения; üОтработанная технология изготовления и монтажа оборудования и трубопроводов, подтвержденная более чем 30 -летним опытом эксплуатации, минимальное количество монтируемых крупногабаритных единиц оборудования (5 штук); üВысокий экспортный потенциал технологии ВВЭР; üВысокая степень локализации. По проекту энергоблока с реакторной установкой ВВЭР-600 приняты основные проектно-конструкторские и технологические решения. АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» , АО НИАЭП, НИЦ КИ готовы к разработке комплектного технического проекта РУ и АЭС средней мощности с прогнозируемым положительным результатом лицензирования, производства, строительства и эксплуатации АЭС с ВВЭР-600. Продолжительность разработки материалов для лицензирования – 1, 5 года. 11
ПАРОГЕНЕРАТОР ПГВ-1300 А (АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ) Преимущества горизонтального размещения коллекторов 1 -го контура: - равномерная нагрузка на зеркало испарения; - лучшая наполняемость парогенератора трубами; - возможность организации экономайзерного участка. 12
ПАРОГЕНЕРАТОР ПГВ-1300 А (АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ) Характеристика Численное значение Площадь теплообменной поверхности (при равных габаритах ПГ) 7070 м 2 6105 м 2 Максимальная скорость выхода пара с зеркала испарения 0, 45 м/с 1, 3 м/с Наполняемость парогенератора трубами 13 846 труб 10 978 труб 13
РУ ВВЭР-1300 А (ДВУХПЕТЛЕВАЯ РУ С НОВЫМ ПГ) Преимущества по сравнению с 4 -х-петлевой компоновкой: − сокращение числа ПГ; − сокращение удельной металлоемкости и сроков сооружения; − уменьшение диаметра ГО; − уменьшение затрат времени и дозозатрат на контроль, обслуживание и ремонт оборудования. 14
РУ ВВЭР-1800 (ТРЕХПЕТЛЕВАЯ РУ С НОВЫМ ПГ) Проектные основы: − использование оборудования петли циркуляции (ПГ и ГЦНА) от ВВЭР-1300 А; − использование результатов разработок корпуса и ВКУ реактора ВВЭР 1500. 15
РУ интегрального типа ВВЭР-И-200 Концепция реакторной установки - Двухконтурная РУ. - Диапазон мощностей 100 -200300 МВт. - Использованы отработанные технические решения технологии ВВЭР по активной зоне - Минимальный состав и производительность систем безопасности. 16
РУ интегрального типа ВВЭР-И-200 Инновационные решения и эффект, получаемый от их реализации В части сокращения объемов и сроков сооружения АЭС: - уменьшение размеров здания реакторного отделения; - сокращение количества единиц основного оборудования РУ; - сокращение оборудования и трубопроводов систем безопасности; - уменьшение удельной металлоемкости РУ (тонн/МВт); - сокращение сроков строительства и монтажа оборудования; В части готовности производства и сооружения: - полная заводская готовность РУ; - небольшая продолжительность монтажа и пусконаладки; - высокая эксплуатационная надежность. В части электрогенерации: - возможность встраивания в энергосистему небольшой мощности; - возможность сооружения вблизи потребителя. В части обеспечения безопасности: - возможность различного размещения РО (наземная, углубленная, подземная); - исключение аварии с большой течью; - возможность более широко применять пассивные системы безопасности. Стоимость сооружения РУ интегрального типа составляет ~ 5000$/к. Вт. 17
РУ ВВЭР-С Привлекательность ВВЭР-С: - эволюционное развитие реакторов ВВЭР с улучшенным топливоиспользованием на переходном этапе к замкнутому топливному циклу с КВ = 0, 7 -0, 8; - низкий расход естественного урана (на уровне 130 т природного урана/ГВт(э) в год); - использование МОХ, REMIX- топлива; - возможность эксплуатации активной зоны при отсутствии жидкого поглотителя (бора), в том числе при стояночных режимах и как следствие уменьшение ЖРО. 18
Реактор ВВЭР-С Характеристка Значение Количество ТВС в активной зоне, шт 241 Количество ТВС с вытеснителями, шт 132 Количество ТВС с ПС СУЗ, шт 55 Высота топливного столба в холодном состоянии, мм 4200 Топливный цикл, месяцы 12/18/24 Размер ТВС под ключ, мм 234 Характеристка ВВЭР-С Мощность реактора, МВт 3300 Р 1 к ном, МПа 16, 2 Твх/вых, С 297 / 329 Р 2 к ном, МПа 7, 0 Внутренний диаметр ГО, м 44 Корпус ВВЭР-1500 19
Реактор ВВЭР-С Распределение относительного давления в ¼ части Вытеснитель установлен – извлечен выходного участка реактора в ТВС (начало – конец компании) ВВЭР-С ВУО ≈1, 5 ВУО≈2 20
Проект РУ со сверхкритическими параметрами теплоносителя Рассматриваются два варианта РУ: − ПСКД-600 (быстрый спектр, двухконтурная установка); − ВВЭР-СКД (быстро-резонансный спектр, одноконтурная установка). Перспективность проводимых работ по ВВЭР-СКД основывается на преимуществах данного проекта перед традиционными ВВЭР: – увеличение КПД до 45%; – улучшенное топливоиспользование с ориентацией на замкнутый топливный цикл (ПСКД-600: КВ≥ 1; ВВЭР-СКД: КВ 0, 95); – уменьшение металлоемкости оборудования в ВВЭР-СКД за счет одноконтурной схемы ЯЭУ (пар от реактора подается сразу на турбину). 21
РУ ПСКД-600 Двухконтурная схема W=1430 МВт(тепл) /600 МВт (эл) tвх/выхода=388/500°С, Р 1 к=25 МПа, G=1880 кг/с 22
РУ ВВЭР-СКД Одноконтурная схема W=3830 МВт(тепл) /1700 МВт (эл) tвх/вых=290/540°С, Р=25 МПа, G=1890 кг/с 23
Стенд-прототип реакторов SCWR Актуальность создания стенда-прототипа (Test Reactor): – В настоящее время в мире существуют более 15 концептуальных проектов SCWR (Евросоюз, Канада, Китай, Япония), две концепции в России. Поэтому целесообразно в рамках международной программы «Generation-IV» создать стенд-прототип для проведения испытаний различных концепций и выбора варианта дальнейшего развития технологии. – Развитие всех реакторных технологий всегда начиналось с создания установок-прототипов малой мощности. Примеры: АМ-1, БР-5(10), БОР-60, ВК-50… – Российские ФНП (ОПБ-88/97 и НП-082 -07) требуют наличия опыта эксплуатации реактора-прототипа перед созданием энергетического реактора. 24
ЛИНЕЙКА МОЩНОСТИ И ПОКОЛЕНИЯ РУ ВВЭР Конкурентные сегменты электрогенерации Оценка состояния сегмента Сверхбольшая мощность Активен Средняя мощность Малая мощность Ожидание Активно формируется ВВЭР-1800 ВВЭР-1500 Ожидание Большая мощность Соответствие проектов современным требованиям НТД и требованиям Заказчика ВВЭР-1000 АЭС-2006 ВВЭР-ТОИ ВВЭР-1300 А ВВЭР-440 ВВЭР-600 ВВЭР-640 ВВЭР-И (200) 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Надежность и безопасность АЭС с ВВЭР, обоснованные опытом сооружения и эксплуатации, а также высокое совершенство проектов обеспечивают конкурентоспособность технологии ВВЭР на мировом рынке. 2. Проекты АЭС с ВВЭР могут быть реализованы в любых странах мира с учетом особенностей национальной нормативной базы. 3. Технология ВВЭР имеет потенциал развития как в рамках эволюции установок поколения III+, так и по линии создания инновационных установок поколения IV. 26
Скачать презентацию Настоящее и будущее технологии ВВЭР В А Пиминов
e0a4c5270de8a4edc43b5cfb41a27ced.ppt