Международный форум «Атомэкспо-2009» Инновационный коммерческий энергоблок с реактором на быстрых нейтронах: концепция и проблемы реализации. О.М. Сараев, - презентация

1 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.

2 2 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.

3 3 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 кВт 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.

4 4 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 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.

5 5

6 6 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;

7 7 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.

8 8 Сравнительные характеристики энергоблоков реакторов на быстрых нейтронах Параметры БН-600БН-800БН Электрическая мощность энергоблока, МВт Параметры теплоносителя 3 контура, Твх/вых, о С 240/505210/430240/510 3Давление пара на выходе из ПГ, МПа13,7 14,0 4Конструкция парогенератора Секционно- модульная Корпусная 5 Срок службы основного оборудования (незаменяемого), лет КПД АЭС (брутто), %42,541,942,86 7 Число часов использования установленной мощности, ч/год КИУМ, % Удельная металлоемкость РУ, т/МВт(тепл)5,84,12,4 10 Удельная кубатура главного корпуса, м 3 /МВт 1150,0750,0560,0

9 9 Сравнительные проектные характеристики БН-1200 и ВВЭР-1200 (в ценах 2007 года) п/ п Наименование БН-1200 (БАЭС-2) 2хВВЭР-1200 (ЛАЭС-2) 1Установленная мощность АЭС Параметры острого пара (на выходе из ПГ): - давление, МПа - температура, о С 14, , Температура питательной воды, о С Число часов использования установленной мощности, ч/год Срок службы основного оборудования, (незаменяемого) лет КПД АЭС (брутто), %42,8636,56 7Капитальные вложения на строительство АЭС, млн. руб ,062720,0 8Удельная стоимость «кВт», руб./кВт51594,253606,8 9Себестоимость электроэнергии, коп./кВт·ч, без топливной составляющей 34,233,4

10

11 11 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.

12 12 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.

13 13 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.

14 14 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, г.