Кирилл Долгов
Одним из ключевых событий года стал ввод в промышленную эксплуатацию энергоблока № 4 Белоярской АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800. Фото Андрея Андреева
Атомная энергетика – одна из немногих в настоящее время в России отраслей, где реализуются крупные производственные и инфраструктурные проекты. На повестке дня у «мирных атомщиков» – экспансия на новые мировые рынки, строительство и проектирование новых АЭС, замещающих мощностей, выполнение обширной программы обращения с отходами ядерного топлива, замыкание ядерного топливного цикла и другие амбициозные цели.
Подводя календарные итоги в День энергетика в концерне «Росэнергоатом» – едином операторе десяти российских АЭС – отметили, что результаты вызывают оптимизм. Суммарный объем выработки электроэнергии всеми АЭС России за 11 месяцев 2016 года составил свыше 185 млрд кВт/ч, выработка сверх плана – более 1,5 млрд кВт/ч электроэнергии. В настоящее время на мощностях Концерна вырабатывается порядка 18,6% от всего объема выработки электроэнергии в России. В том числе производится около 25% электроэнергии в европейской части страны. Именно атомная энергетика сегодня стала системообразующей для страны, она несет базовую нагрузку, обеспечивает необходимые параметры (базовую частоту) в национальной энергосистеме.
Ремонтировать, чтобы меньше строить
В основе сегодняшних рекордов и впечатляющей формы отечественной атомной энергетики – не только богатое советское наследие, но и ежедневный труд по поддержанию имеющихся мощностей, их модернизации и развитию. В «Росатоме» сегодня ставят во главу угла повышение эффективности управленческих и производственных процессов, сокращение издержек, срок операций и проектов. К примеру, особое значение для увеличения объемов выработки имеют качество и сроки плановых ремонтных кампаний. Например, Ленинградская АЭС и другие станции с первыми мощными энергетическими реакторами, которые имеют большие сроки эксплуатации. В 2016 году ЛАЭС стала абсолютным лидером по общему объему производства электроэнергии за всю историю существования атомных станций. К концу года выработка приблизится к 970 млрд кВт/ч, до 1 трлн останется чуть больше года.
ЛАЭС была первым объектом атомной энергетики такой мощности в Советском Союзе (это серия четырех энергоблоков мощностью 1 ГВт каждый). Основа стабильного функционирования и ЛАЭС, и других станций этой же серии (с энергоблоками РБМК) – постоянная работа по модернизации блоков. Это автоматизация, планово-предупредительная замена оборудования, исправление технических и организационных ошибок 1986 года... Не все знают, что из-за интенсивных нейтронно-физических процессов в течение многих лет реакторные материалы (металлы, графит) меняют свои свойства, что может затруднять процессы эксплуатации. В мире пришлось вывести из эксплуатации множество уранграфитовых реакторов, поскольку конструкторы не могли найти решение, как избежать критических деформаций графита. Несколько лет назад к подобной проблеме стали приближаться и первые российские реакторы. Чтобы блоки могли доработать ресурс, была разработана и успешно реализована уникальная методика восстановления ресурсных характеристик. Эта методика – целый комплекс роботизированной техники, диагностического оборудования, специальных устройств по безопасности, программное обеспечение. Операцию по восстановлению характеристик успешно прошли блоки Ленинградской АЭС, и подобная же работа выполнена на Курской АЭС, которая недавно отметила 40-летие пуска. Работа по восстановлению ресурсных характеристик в 2014 году была удостоена Премии Правительства РФ, а сегодня это почти рутинная процедура для коллективов АЭС с РБМК. Энергоблок № 1 Курской АЭС получил лицензию, позволяющую работать до 2022 года, и теперь он является первым и единственным, на котором используется реактор РБМК, срок эксплуатации которого увеличен до 45 лет.
Уникальные ремонтные кампании проходят и на другой основной российской серии реакторов, ВВЭР. Изначально срок службы этих установок ограничивался 30 годами. Однако в конструкции закладывался такой инженерный запас надежности, который позволяет сегодня вести обоснованное продление сроков эксплуатации этих энергоблоков. Это целое исследование, изъятие образцов металла, лабораторный анализ. Элементы, которые можно заменить, обновляются. Те же, которые являются основными, например стенки корпуса реактора, обрабатываются по особым методикам. Одна из уникальных операций, которая проводится на ВВЭР, – отжиг корпуса, который позволяет убедиться в надежности сварки и металла: плавный разогрев и остывание корпуса в особом режиме под контролем компьютера. Уже сейчас повторно продлеваются сроки службы реакторов ВВЭР-440. Энергоблок № 1 Кольской АЭС в настоящее время готовится к повторному продлению еще на 15 лет – планируется, что он доработает до 60, хотя изначально планировалось 30. Фактически благодаря ремонтам блоки получают вторую жизнь, отпадает надобность в строительстве с нуля, экономятся огромные средства, сохраняется вклад АЭС в экономику регионов. Современные материаловедческие исследования атомщиков направлены на то, чтобы новые мощные реакторы серии ВВЭР служили уже до 100 лет.
Строить, чтобы меньше ремонтировать
Но атомщики понимают, что советское наследие не вечно. Эксплуатировать «блоки-ветераны» становится все дороже, есть возможность и обязанность заместить их более современным оборудованием. Уже остановлены первые графитовые блоки на Белоярской АЭС, предстоит вывод из эксплуатации очередного блока на Нововоронежской АЭС. Подходит к концу срок эксплуатации Билибинской АЭС. Приближается и выход «миллионников» – РБМК. Что делается, чтобы доля атомной генерации не снижалась?
Прежде всего это строительство новых энергоблоков, более того – развитие новой парадигмы атомной энергетики, переход к «реакторным системам четвертого поколения». Одним из ключевых событий 2016 года стал ввод в промышленную эксплуатацию энергоблока № 4 Белоярской АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800. Он уже успешно вырабатывает электроэнергию. Уникальная особенность этого блока (который является прототипом, предшественником ближайшего перспективного БН-1200) – способность обеспечить работу в замкнутом топливном цикле. Уникальное свойство «быстрых» реакторов – это способность воспроизводить дефицитное ядерное топливо. И это не фантастика, а законы ядерной физики, способность «быстрых» нейтронов превращать в ядерное топливо обычный «обедненный» уран. Наша страна реализует проект замыкания топливного цикла, мы лидеры, и на эту работу глядит весь мир. Еще одна перспектива «быстрой» технологии – способность эффективно и с пользой «сжечь» в реакторе почти все ядерные отходы, накопленные и в оборонной программе, и в мирной ядерной энергетике. Сегодня трудно оценить эффект этой работы для всей цивилизации, но, пожалуй, он сопоставим с приручением огня, изобретением колеса, открытием электроэнергии – словом, сменой целой парадигмы развития. Замкнутый топливный цикл – это шанс уйти от массового сжигания органического топлива, технологии возрастом в миллионы лет.
Важным событием года не только для атомной энергетики России, но и для мирового атомного сообщества стал энергопуск энергоблока с реактором ВВЭР-1200 на Нововоронежской АЭС – самого мощного атомного энергоблока в России, единственного в мире энергоблока поколения «3+». Сейчас идет завершающий этап перед сдачей в промышленную эксплуатацию. Особенность этого блока в том, что он продолжает традиции реакторов ВВЭР, по эксплуатации которых накоплено огромное количество реакторолет. В то же время это первый полностью «цифровой» блок, он управляется автоматикой, которую контролирует человек. Системы безопасности выполнены так, что срабатывают даже в случае полного обесточивания блока – в этом учтен и реализован опыт фукусимской аварии. В «Росатоме» не скрывают, что работа по освоению 3+ идет не так быстро, как бы хотелось любителям рекордов. Но задача атомщиков – сделать не быстро, а надежно. Уже на энергоблоке № 7 Нововоронежской АЭС они собираются избежать тех сложностей, что были неизбежны на строительстве первого, головного блока № 6. Учитывается опыт и на других площадках.
Следующий шаг в оптимизации реакторов ВВЭР нового поколения – это переход к серии ТОИ (типизированный оптимизированный информатизированный). Этот проект объединяет лучшие решения по безопасности и одновременно обеспечивает конкурентоспособные экономические параметры строительства. Уже получена лицензия Ростехнадзора на сооружение энергоблоков № 1 и 2 Курской АЭС-2 со сроками ввода 1-го и 2-го энергоблоков – в 2022 и 2023 годах соответственно. На Курской площадке начались подготовительные работы к первому бетону для ядерного острова.
Самое важное в проекте ВВЭР-ТОИ – это проектные решения, которые значительно сокращают стоимость и сроки сооружения энергоблоков АЭС. Для атомщиков это принципиальный вопрос конкурентоспособности на рынке.
В 2016 году в «Росатоме» была запущена специальная программа повышения эффективности отраслевой системы проектирования. В итоге за год на новых проектных решениях удалось сэкономить 8,8 млрд руб., еще 0,6 млрд руб. составило снижение за счет качества контроля начальных цен при закупках. Снижение издержек использует различные механизмы. Суть – «сокращай, соблюдай, совершенствуй».
Как сообщил «НГ» директор по капитальным вложениям госкорпорации «Росатом» Геннадий Сахаров, «до конца года мы планируем сэкономить 29 млрд руб., а за последние девять лет, с 2008 года, мы сэкономили громадную сумму – 246 млрд руб. Это почти сопоставимо со стоимостью АЭС».
Не только в России, не только энергия
Перспективы развития атомной энергетики в России упираются в объективный фактор: энергопотребление страны не растет такими темпами, как ожидалось. Однако основа экономической эффективности в этой сфере – это возможность строить серийно. Рецепт прост – в составе единой команды «Росатома» (проектировщики, строители) концерн «Росэнергоатом» идет за рубеж и предлагает обслуживание, эксплуатацию энергоблоков российского дизайна. Российский подход – это экспорт ядерной цивилизации, комплексная услуга – от создания ядерного образования и науки, государственных органов регулирования, системы подготовки национальных кадров, вовлечения местных производств в цепочку поставок до бэк-энда. Работники концерна участвуют в пусконаладке, ремонтных кампаниях, передают опыт как на российских площадках, так и выезжая за рубеж. Прогноз выручки по новым продуктам (сервис АЭС за рубежом) за 2016 год – 6,4 млрд руб. Портфель заказов на 10 лет по новым продуктам (сервис АЭС за рубежом) – 57,8 млрд руб.
Новое важное направление работы атомных энергетиков – создание изотопной продукции. Особые возможности в этом отношении связаны с «канальными» реакторами – уже упоминавшимися РБМК. Ленинградская АЭС удерживает 30% мирового рынка поставок радиоизотопа кобальта-60, далее внедрение технологии наработки кобальта-60 запланировано на реакторах РБМК-1000 Смоленской и Курской АЭС.
Получаемый сегодня кобальт-60 используется в производстве источников гамма-излучения, которое широко применяется для стерилизации медицинских инструментов и материалов, стимуляции роста и урожайности зерновых и овощных культур, упрочения стекла специального назначения и его окраски. Закрытые источники гамма-излучения с кобальтом-60, используемые в коммерческих целях, имеют высокую коммерческую стоимость и устойчивый спрос во многих промышленно развитых странах.
Отдельный важный продукт, актуальный и для «Росатома», и для информационной безопасности России в целом, – предстоящий запуск в 2017 году Центра обработки данных, который возведен вблизи Калининской АЭС. И предприятия «Росатома», и органы государственной власти Российской Федерации получат возможность хранить критически важные данные на территории страны. Это существенно изменит проблему кибербезопасности страны, даст возможность не зависеть от внешних поставщиков критически важной услуги.
