Текст: Константин Кобяков
Отечественная технология быстрых реакторов с натриевым теплоносителем БН-1200 находится в шаге от коммерциализации. «ОКБМ Африкантов», главный конструктор РУ, оптимизировал проект, что позволило выйти на экономические показатели, сопоставимые с господствующей сейчас технологией ВВЭР.
Новой конструкции атомных реакторов в современном прагматичном мире уже не достаточно быть просто инновационной или уникальной. Необходимо подтвердить свою конкурентоспособность с другими энергоисточниками, причем не только с конкурирующими видами генерации, такими как ВИЭ или ПГУ, самыми дешевыми традиционными генераторами, но и с уже доказавшими работоспособность тепловыми реакторами.
В этом смысле технологии БН пришлось нелегко. Хотя сама технология отрабатывалась на протяжении последних 60 лет и учитывает опыт эксплуатации энергоблоков с реакторами БН-350 в Шевченко (ныне Актау, Казахстан), БН-600 и БН-800 на Белоярской АЭС, еще два года назад перспективы строительства БН-1200 не были однозначными. Однако разработчикам проекта в несколько итераций удалось приблизить уровень капзатрат на БН-1200 к проекту «АЭС-2006» и наметить план действий по выходу на уровень ВВЭР-ТОИ.
Секрет оптимизации
Характерной особенностью БН-1200 является то, что проект сочетает в себе как референтные решения из предыдущих «БН-ов», так и инновационные элементы — они-то и позволяют добиться улучшения экономических параметров и повышения уровня безопасности. За счет каких именно мероприятий разработчикам удалось оптимизировать стоимость БН-1200, рассказал на МНТК-2016 «Росэнергоатома» главный конструктор БН-1200 в ОКБМ им. И. И. Африкантова Сергей Шепелев.
Специалисты «ОКБМ Африкантов» пошли по пути агрегатирования оборудования (сокращение количества и стандартизация деталей), изменения компоновочных решений с целью уменьшения размеров технологических помещений. «70 % эффективности у нас реализуется за счет введения новых решений и лишь процентов 20–30 — за счет повышения мощности. Проект БН-1200 значительно отличается от проектов БН-600 и БН-800 именно своей инновационной частью, которая дала нам возможность получить такие характеристики по безопасности и экономике», — отметил С. Шепелев.
В частности, разработчики применили круглое в плане здание реактора с шахтой в центре, а также четыре идентичные петли теплоотвода, которые обеспечили модульность компоновки. Основное оборудование решили разместить в баке реактора, сделали окожухование трубопроводов, что позволит исключить возможность течей наружу радиоактивного натрия.
Таблица 1. Технические решения, направленные на повышение уровня безопасности и улучшение технико-экономических показателей реакторов на быстрых нейтронахВ этом смысле технологии БН пришлось нелегко. Хотя сама технология отрабатывалась на протяжении последних 60 лет и учитывает опыт эксплуатации энергоблоков с реакторами БН-350 в Шевченко (ныне Актау, Казахстан), БН-600 и БН-800 на Белоярской АЭС, еще два года назад перспективы строительства БН-1200 не были однозначными. Однако разработчикам проекта в несколько итераций удалось приблизить уровень капзатрат на БН-1200 к проекту «АЭС-2006» и наметить план действий по выходу на уровень ВВЭР-ТОИ.
Секрет оптимизации
Характерной особенностью БН-1200 является то, что проект сочетает в себе как референтные решения из предыдущих «БН-ов», так и инновационные элементы — они-то и позволяют добиться улучшения экономических параметров и повышения уровня безопасности. За счет каких именно мероприятий разработчикам удалось оптимизировать стоимость БН-1200, рассказал на МНТК-2016 «Росэнергоатома» главный конструктор БН-1200 в ОКБМ им. И. И. Африкантова Сергей Шепелев.
Специалисты «ОКБМ Африкантов» пошли по пути агрегатирования оборудования (сокращение количества и стандартизация деталей), изменения компоновочных решений с целью уменьшения размеров технологических помещений. «70 % эффективности у нас реализуется за счет введения новых решений и лишь процентов 20–30 — за счет повышения мощности. Проект БН-1200 значительно отличается от проектов БН-600 и БН-800 именно своей инновационной частью, которая дала нам возможность получить такие характеристики по безопасности и экономике», — отметил С. Шепелев.
В частности, разработчики применили круглое в плане здание реактора с шахтой в центре, а также четыре идентичные петли теплоотвода, которые обеспечили модульность компоновки. Основное оборудование решили разместить в баке реактора, сделали окожухование трубопроводов, что позволит исключить возможность течей наружу радиоактивного натрия.
Кроме того, впервые использовали сильфонные компенсаторы температурного расширения на трубопроводах второго контура, тем самым сократив протяженность трубопроводов. «Даже по сравнению с БН-800, у которого мощность на 40 % ниже, мы получили сокращение трубопроводов в два раза», — с гордостью констатировал С. Шепелев.
Также применили термо- и радиационностойкую сталь Х16Н11М3, что позволило обеспечить продолжительность эксплуатации энергоблока не менее 60 лет. Благодаря повышению температуры третьего контура, особенно питательной воды, КПД увеличился до 43,5 % брутто.
Инженеры ОКБМ существенно переработали конструкцию ядерного острова. Так, количество модулей парогенераторов в БН-1200 уменьшено до восьми штук (в референтном БН-800 – 60 штук), количество дорогостоящей запорной и регулирующей арматуры, которая должна работать в натриевом контуре, снижено на 75 единиц, длина трубопроводов второго натриевого контура сокращена почти вдвое: с 770 до 403 метров, исключены внешние трубопроводы первого контура.
Кроме снижения удельных капитальных затрат, БН-1200 демонстрирует улучшение экономических показателей эксплуатации. Так, перегрузка топлива на этом реакторе будет проводиться один раз в год (на БН-800 она проводится раз в полгода), замена рабочего колеса главного циркуляционного насоса — один раз в 15 лет (на БН-800 — раз в 5,5 лет). При этом проектный срок службы реактора БН-1200 — 60 лет (у БН-800 — 45 лет). Срок службы парогенераторов составит 30 лет против 23 у БН-800.
Также применили термо- и радиационностойкую сталь Х16Н11М3, что позволило обеспечить продолжительность эксплуатации энергоблока не менее 60 лет. Благодаря повышению температуры третьего контура, особенно питательной воды, КПД увеличился до 43,5 % брутто.
Инженеры ОКБМ существенно переработали конструкцию ядерного острова. Так, количество модулей парогенераторов в БН-1200 уменьшено до восьми штук (в референтном БН-800 – 60 штук), количество дорогостоящей запорной и регулирующей арматуры, которая должна работать в натриевом контуре, снижено на 75 единиц, длина трубопроводов второго натриевого контура сокращена почти вдвое: с 770 до 403 метров, исключены внешние трубопроводы первого контура.
Кроме снижения удельных капитальных затрат, БН-1200 демонстрирует улучшение экономических показателей эксплуатации. Так, перегрузка топлива на этом реакторе будет проводиться один раз в год (на БН-800 она проводится раз в полгода), замена рабочего колеса главного циркуляционного насоса — один раз в 15 лет (на БН-800 — раз в 5,5 лет). При этом проектный срок службы реактора БН-1200 — 60 лет (у БН-800 — 45 лет). Срок службы парогенераторов составит 30 лет против 23 у БН-800.
Таблица 2. Основные результаты по технико-экономическим показателям
Площадка ждет
«Те работы, которые сделали специалисты „ОКБМ Африкантов" по замечаниям НТС, впечатляют. Идет реальная перекомпоновка конструкции: уменьшение объемов по бетону и металлу, убирается дублирование систем безопасности», — похвалил Владимир Асмолов, советник гендиректора Росатома.
«Технический проект энергоблока с БН-1200 уже очень хорош. Дополнительные изменения в нем дают не такой уж большой эффект, если сравнивать с тем, что было сделано ранее. То есть основные работы по оптимизации уже проведены», — подчеркнул на МНТК НИКИЭТ-2016 главный конструктор реакторных установок на быстрых нейтронах ОКБМ Борис Васильев.
Но специалисты «ОКБМ Африкантов» уже наметили, за счет каких мероприятий — как по РУ, так и по энергоблоку — можно еще улучшить технико-экономические показатели БН-1200. «Мы проанализировали, что дает каждое из этих технических решений, рассмотрели, какие требуются НИОКР в обоснование этих новых решений, оценили риски каждого из них и их влияние на безопасность; пришли к выводу, что проведение намеченных мероприятий позволит нам снизить капитальные затраты при строительстве БН-1200 еще на 10–15 %. Таким образом по стоимости строительства энергоблока мы выйдем на уровень ВВЭР-ТОИ», — отметил С. Шепелев.
Работы по оптимизации конструкции БН-1200 будут выполняться на средства ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010–2015 годов и на перспективу до 2020 года».
«У нас государственный контракт с блоком управления инновациями Росатома; в нем есть пункт о проработке конструкторского проекта БН-1200 для улучшения технико-экономических характеристик. И мы должны выполнить такого рода работу и сдать ее не позднее начала декабря 2016 года», — сказал он. Пока, по словам С. Шепелева, стоимость строительства энергоблока с БН-1200 на Белоярской АЭС оценивается в 120 млрд рублей (в ценах 2014 года).
Параллельно с улучшением конструкции реактора идет разработка обликового проекта промышленного энергокомплекса, который должен включать улучшенный энергоблок с БН-1200 и производства пристанционного ЯТЦ. Эти работы также финансирует концерн «Росэнергоатом», который публично демонстрирует готовность начать строительство головного БН-1200, так как технология уже фактически освоена на Белоряской АЭС. Более того, там уже зарезервирована площадка под этот реактор и построена электросетевая инфраструктура.
«Те работы, которые сделали специалисты „ОКБМ Африкантов" по замечаниям НТС, впечатляют. Идет реальная перекомпоновка конструкции: уменьшение объемов по бетону и металлу, убирается дублирование систем безопасности», — похвалил Владимир Асмолов, советник гендиректора Росатома.
«Технический проект энергоблока с БН-1200 уже очень хорош. Дополнительные изменения в нем дают не такой уж большой эффект, если сравнивать с тем, что было сделано ранее. То есть основные работы по оптимизации уже проведены», — подчеркнул на МНТК НИКИЭТ-2016 главный конструктор реакторных установок на быстрых нейтронах ОКБМ Борис Васильев.
Но специалисты «ОКБМ Африкантов» уже наметили, за счет каких мероприятий — как по РУ, так и по энергоблоку — можно еще улучшить технико-экономические показатели БН-1200. «Мы проанализировали, что дает каждое из этих технических решений, рассмотрели, какие требуются НИОКР в обоснование этих новых решений, оценили риски каждого из них и их влияние на безопасность; пришли к выводу, что проведение намеченных мероприятий позволит нам снизить капитальные затраты при строительстве БН-1200 еще на 10–15 %. Таким образом по стоимости строительства энергоблока мы выйдем на уровень ВВЭР-ТОИ», — отметил С. Шепелев.
Работы по оптимизации конструкции БН-1200 будут выполняться на средства ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010–2015 годов и на перспективу до 2020 года».
«У нас государственный контракт с блоком управления инновациями Росатома; в нем есть пункт о проработке конструкторского проекта БН-1200 для улучшения технико-экономических характеристик. И мы должны выполнить такого рода работу и сдать ее не позднее начала декабря 2016 года», — сказал он. Пока, по словам С. Шепелева, стоимость строительства энергоблока с БН-1200 на Белоярской АЭС оценивается в 120 млрд рублей (в ценах 2014 года).
Параллельно с улучшением конструкции реактора идет разработка обликового проекта промышленного энергокомплекса, который должен включать улучшенный энергоблок с БН-1200 и производства пристанционного ЯТЦ. Эти работы также финансирует концерн «Росэнергоатом», который публично демонстрирует готовность начать строительство головного БН-1200, так как технология уже фактически освоена на Белоряской АЭС. Более того, там уже зарезервирована площадка под этот реактор и построена электросетевая инфраструктура.
Комментарий редакции раздела Новости вокруг энергетики
Aijy01: БН нарабатывает из обеднённого урана энергетический плутоний. Когда урана будет не хватать, эти реакторы будут как курицы, несущие золотые яйца. А если эти "несушки" будут по цене как обычные - то вообще выбор очевиден: строить и отрабатывать технологии, пока есть возможность.
Комментарии
Интересуюсь,что дешевле эксплуатировать: ВВЭР или БН одинаковой мощности (без учета топлива)?
В статье сказано про три контура теплоносителя в БН. В ВВЭР их два.
Плюс в реакторном зале БН будет атмосфера из инертного газа.
Дешевле всех будет БРЕСТ. И в эксплуатации тоже.
не только это у ВВЭР тупо КИУМ выше. топливные компании 1.5-2 года против 0.5-1 года у БН
..."тупо КИУМ выше."
Французы ещё в девяностые годы показали паритет стоимоси э/э, вырабатываемой ВВЭР и БН (фрацузского дизайна) при равенстве КИУМ. Для БН-1200 КИУМ приведён - 0,9. Это очень неплохо. Фины жульнически (увеличением мощности сверх номинала) имеют 0,95.
Более высокие параметры цикла в БН - это меньшие размеры теплопередающего оборудования и существенно больший КПД.
теоритический КИУМ может быть у БН 0.9 , ВВЭР практический 0.9 Разницу между теорией и практикой понимаете надеюсь?
Плюс в реакторном зале БН будет атмосфера из инертного газа.
Товарисч жжёт. Не пугайте народ!
инерный газ= аргон там есть только не в зале, а в корпусе реактора
И перегрузку твэлов они будут делать на открытом воздухе, ага.
Время покажет, в БН-1200 можно сжигать "отходы" от традиционных реакторов. Возможно и дешевле будет, когда реакторы в серию пойдут... Плюс цена эксплуатации будет сильно зависеть от цены на уран к тому времени.
А без учета топлива?
Ну давайте и возможность самовоспроизводства топливп учитывать не будем. Чё уж там.
Бред.
Если выкинуть стоимость топлива для БН и для ВВЭР и представить что ОЯТ ВВЭР "пахнет бабочками" то ВВЭР думаю будет дешевле. Эксплуатация ВВЭР-1000 примерно равно БН-800 с учетом затрат на топливо, но без учета затрат на ОЯТ, где читал не помню.
Я почему спросил? Жидкий натрий - это не горячая вода,так что по здравому смыслу эксплуатация БН должна быть дороже ВВЭР, и существенно.
Стоимость 1кВтч с БН-1200 оценивается не более чем в 3.3 цента, где 1 доллар=31(или 30 точно не помню) руб в ценах 2014 года. По ВВЭР 1200 по памяти что около 2.2 цента только вот в ценах 2013 г или 2010г не помню.
ЗЫ:Нашел вот такое про ВВЭР-1200
Расхода воды и наверное расходов на подержание вхр больше у ввэр.
зы: Мне э/м насосы понравились. Катушка вокруг трубы 🙂
Расход ээ на собственные нужды у бн-1200 не более 5% планируют, у ВВЭР1000 вроде что то окло 7% после модернизаций.
По вхр все понятно ведь у ВВЭР два водяных контура в отличии от 1 у БН
А меня вот заставило напрячся применение сильфонных компенсаторов. Жутко сложная в изготовлении и капризная в эксплуатация штука.
Разумеется, БН сложнее и дороже. КРЭА смотрит в его сторону только потому что хранить/захоранивать ОЯТ дороже, чем перерабатывать и получать в итоге к захоронению в 7 раз меньший объем ВАО.
Тут главное то, что БН нарабатывает из обеднённого урана энергетический плутоний. Когда урана будет не хватать, эти реакторы будут как курицы, несущие золотые яйца.
Урана на ближайшие 200 лет хватит,и он слишком дешев, что бы ЗЯТЦ был бы экономически оправдано.
БН все еще экспериментальная технология, которая отрабатывается от реактора к реактору. Так что ВВЭР все еще дешевле и в постройке и в эксплуатации.
Да ладно.И там и там штучное производство.А ещё удобно всё косяки списывать на экспериментальную технологию.Сколько они уже там лет экспериментируют за бюджетные деньги?
Когда вы делаете всегда одно изделие -- это и есть эксперимент. Вот может быть после БН-1200 начнут серию. И то я не уверен. Пока БН1200 проект. Начнут строить и вылезет как обычно много чего. А ВВЭР строят уже много лет и не один реактор и не два.
Ну вы же предлагаете вертяки втыкать на бюджетные деньги (даже пофиг на КИУМ, главное субсидии), так что уж лучше пусть с БНами и Брестами экспериментируют. Они хоть как то подходят под основу энергетики когда нефть и газ перестанут нести это бремя.
Так работает человек, распространяет пропаганду за денежку малую (по его комментариям хорошо видно).
натрий для БН покупали во Франции. Ибо технология получения натрия необходимой чистоты в РФ утеряна.
не технология утеряна, а цех/установку на известном заводе разобрали эффективные.
"а цех/установку на известном заводе разобрали эффективные."
- когда же эффективные получат по заслугам ? стоко всего они на метал продали , аж скулы сводит ...
Вы, конечно, будете смеяться, но все это разбазаривание работающих производств имеет и свою положительную сторону. Обновление будет идти новым поколением оборудования. Тот же эффект, кстати, будет и в США в результате реиндустриализации.
О, так вам надо срочно забухать, по причине такой мощной перемоги эффективных..
А свидомым приготовиться: как только у них порежут на металлолом последний завод ихние эффективные -- так к ним тотчас же пойдёт новое поколение оборудования! Тогда очередь бухать будет у свидомых..
Вот она, истинно "гусская матгицы"! НАМ, "русский", ты, "патриот", бухать ни по какому поводу не надо.
Для этого государству еще выжить надо. И найти источники развития. Но, между прочим, одна из существенных причин немецкого и японского "чуд" именно восстановление разрушенной промышленности "с нуля".
Не НАМ, а ВАМ. Вы же себя от русских дистанцируете -- вам забухать можно.
Причина как японского "чуда", так и прочих "чуд" Маршалла, состоит в открытии рынков США и глобальных для их продукции. Всё остальное всего-лишь следствия.
Объясняя это, я вам, неучу, одолжение делаю. И иду на сделку с собственной совестью. Но это разовая акция с моей стороны, на большее не расчитывайте..
От таких "русских", как ты? Разумеется.
Любит, однако, себя жыдва выставлять носителями русскости.
Признак надежный: как заговорил какой персонаж от имени русских, значит, жыденок. Любят они это дело.
Странно даже. Ты такой умный, а не министр. А мог бы быть на месте Улюкаева, но не сложилось.
Сам ты жыдёнок, тупой ты козёл. Блей дальше..
Взаимно препирайтесь в личке не чего срач тут разводить.
Да, могу подтвердить.
Некоторое времч назад пришел гос заказ на некоторле вещество для ракетного топлива. К этому моменту установка была похерега, ибо поостояла дет этак 15. Научники мозгом пораскинули и предложили апгрейдить технологию. Итого: исключего применение веществ первого класса опасности.
Так что во всем может быть и своя положительная сторона.
Положительная сторона конешно есть...особенно за натрий деньги получили французы.
В планах вроде бы ещё строительство подобных реакторов. Французы держат карман шире.
Если будет 1200 будет и установка.
Уверен, что в настоящий момент ведется НИОКР. Как только будет принято решение о строительстве нескольких реакторов, то построят и установку получения натрия.
угу на бн800 закупили на весь срок эксплуатации. Только серия+имортозамещение.
Очевидно, что пока серия не пошла выгоднее закупать на стороне, а установку по получению натрия можно соорудить и позже.
Нельзя позже. Или может создастся ситуёвина, когда придется десант во хранции высаживать. А оно нам надо?
Возможно, Вы правы. Тут нужен детальный анализ. Я данных для этого не имею.
думаю что и по вашей причине-"десант не высаживать" для БН-800 и купили сразу на весь срок эксплуатации.
Получат по заслугам и скоро, вон Улюкаеву уже ласты завернули. Прям аж на душе посветлело.
Когда реально жалеешь, что дурак и мозгов не хватило для соответствующего образования, чтобы принять участие в этом всём, а не тупо паразитировать на выкачке углеводородов. Респект.
Это жопа....
Я прекрасно помню благо 2012-13г. как резали бюджеты. И требование урезать в два раза по сравнению с проектом.
И как Киренко хвастался на всю страну что "СЫКОНОМИЛ" аж 10 лярдов от проектного.
И как резали нормативы "затяжки гаек" типа условно не 30 секунд на 3 секунды, и проверка аж 0,5 секунд.
Как меняли сталь в проекте с нержи 316 Ti на 37 седьмую оцинковку, типа что "ВИ" хотите за те деньги.
И как долго и муторно все дорабатывалось, и не взлетало.
ЗЫ Я хотел спать спокойно и отошел от данного проекта. Замену более дешевой комплектухой и снижением норма часов заниматься не стал. Так же липу подписную не подписовал. Совесть чиста, за проект и производство обжига графитовых штанг для БН-ма не отвечаю.
Меня как-то смутило "убирается дублирование систем безопасности".. Если вы реально в теме -- то это реально жопой попахивает..
на бумаге все всегда выглядит хорошо, именно это отличает эффективных манаджоров от реального сектора экономики
Неистово плюсую.Меня тоже смущают эти бодрые доклады и расчеты,типа мы всем порвём.А как доходит до практики,то жопа.
Хорошо сказано. Заскринил!