16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/165/12555.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 01-02 (165-166) январь 2011 года

В ногу со временем

Энергетика: генерация Руслан НОВОРЕФТОВ

Прошедший 2010 год стал особо значимым в истории Белоярской АЭС (филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом», Свердловская область): получена лицензия Ростехнадзора на продление расчетного срока эксплуатации энергоблока БН-600.

Для 600–мегаваттного энергоблока на быстрых нейтронах это сделано впервые в мире (ранее французы продлевали на пять лет срок работы маломощного опытно-демонстрационного реактора «Феникс»). Впрочем, и сам этот реактор уникален по мировым меркам: нигде, кроме СССР – России, еще не удалось осуществить тридцатилетнюю устойчивую эксплуатацию энергоблока с быстрым реактором подобного уровня мощности. К тому же в новый период эксплуатации энергоблок БН-600 вступил практически полностью обновленным.



Второе дыхание

Федеральная целевая программа по развитию атомной энергетики России наряду с сооружением новых энергоблоков предусматривает продление расчетного срока эксплуатации уже действующих. Выгода очевидна: энергетика получает «дополнительный энергоблок» при инвестиционных затратах в семь-десять раз меньших, чем сооружение нового объекта эквивалентной мощности. Эта общемировая тенденция успешно практикуется в США, Франции и Японии, а в России из тридцати двух ныне действующих блоков АЭС процедуру продления ресурса прошли уже не менее двенадцати.

Главный фактор для принятия решения о продлении расчетного срока эксплуатации – состояние незаменяемых элементов (например, корпуса реактора, внутриреакторных конструкций и т. д.): путем материаловедческих процедур выявляется возможность их эксплуатации на добавочный срок. Ничего сверхъестественного в этом нет: прогнозируя расчетный ресурс, проектировщики не имели данных о том, как в действительности поведет себя конструкционный материал с течением времени работы энергоблока (такие данные появились только на основе многолетнего опыта эксплуатации), поэтому исходили из достаточного срока для полной окупаемости капитальных вложений, а все остальное списывалось на «страховочный запас». Так «на кончике пера» и были назначены пресловутые тридцать лет. Действительную же возможность и срок дальнейшей эксплуатации незаменяемого оборудования определяют сегодня, исследуя нынешнее состояние материалов, а также тенденции и темпы изменений, произошедших под влиянием реальных условий работы.

Прочее оборудование, выработавшее ресурс, подлежит замене. При этом для получения лицензии на добавочный срок эксплуатации необходимо, чтобы «продляемый» энергоблок соответствовал современным требованиям безопасности, надежности и экологичности, предъявляемым к блокам-новостройкам. Невзирая на то что построен он был несколько десятилетий назад, а за истекший период эти нормативы неоднократно ужесточались. Возникает потребность не в простой замене, а в существенной модернизации оборудования «продляемого» энергоблока.

Впрочем, атомщики на эти условия соглашаются охотно: ведь, кроме приведения к современным требованиям безопасности, модернизация позволяет существенно улучшить технико-экономические характеристики энергоблока, обретающего не только второе дыхание, но и прирост мощности и эффективности. Одним из наиболее ярких примеров может служить АЭС «Ловиса» (Финляндия) с советскими реакторами ВВЭР-440: в результате модернизации теплоэнергетического оборудования финнам удалось увеличить выработку электроэнергии почти на 25 процентов по сравнению с аналогичным энергоблоком Кольской АЭС. Подобные тенденции прослеживаются и на других АЭС советского дизайна, эксплуатируемых в европейских странах.



Белоярский опыт

С учетом того, что атомная энергетика действует в рыночных условиях, продление срока эксплуатации и сопутствующая модернизация энергоблоков кроме технической возможности рассматриваются с точки зрения окупаемости затрат. Так, например, энергоблок № 2 Белоярской АЭС с канальным реактором АМБ-200 был остановлен в 1989 году, проработав всего двадцать один год: объем инвестиций, необходимых для его приведения к новым требованиям безопасности, существенно ужесточившимся после Чернобыльской аварии, по сравнению с объемом дохода от вырабатываемой им электроэнергии сочли экономически нецелесообразным. Впрочем, первый энергоблок этой атомной станции с канальным реактором АМБ-100 проработал еще меньше – семнадцать лет, но здесь причиной останова стала выработка ресурса: на первенце большой атомной энергетики России формировались и отрабатывались элементы технологии.

Вообще, Белоярская АЭС – уникальная станция в отечественной атомной энергетике. Обнинская АЭС (1954 год) продемонстрировала принципиальную возможность выработки электричества за счет атомной энергии. В 1958 году выработку тепловой и электрической энергии начал ядерный реактор в Северске Томской области, первоначально предназначенный для военных целей. А первой АЭС для выработки электроэнергии в промышленных масштабах стала Белоярская, включенная в энергосистему в апреле 1964 года.

На сегодня эта станция является единственной в России АЭС с реакторами разных типов на одной площадке: следом за водографитовыми канальными АМБ-100 и АМБ-200 пришел быстрый натриевый БН-600, а сейчас строится более мощный БН-800. Персонал станции имеет большой опыт в инновационной деятельности: так, на АМБ-100 впервые был осуществлен ядерный перегрев пара, на АМБ-200 отрабатывалась более экономичная одноконтурная схема, а БН-600 стал воплощением целого комплекса инновационных научно-технологических и проектно-конструкторских разработок.

Таким образом, на Белоярской АЭС была сформирована необходимая база для успешного решения непростых задач: продления срока эксплуатации и сопутствующей модернизации уникального энергоблока.



Путем модернизации

Подготовительные работы начались заблаговременно, еще в 1997 году, когда до окончания расчетного срока эксплуатации БН-600 оставалось тринадцать лет. Кроме специалистов Белоярской АЭС, в них приняли участие Обнинский физико-энергетический институт (научный руководитель проекта), Опытное конструкторское бюро машиностроения им. Африкантова (главный конструктор реактора), «СПб-Атомэнергопроект» (генеральный проектировщик) и многие другие организации.

Задачей начального периода было технико-экономическое обоснование возможности и целесообразности продления эксплуатации блока на дополнительный срок. Для этого были выполнены комплексное обследование энергоблока, анализ состояния агрегатов и систем. Основное внимание уделялось незаменяемым элементам: тщательно обследовался корпус реактора, а для исследования состояния внутриреакторных элементов провели замену одного из промежуточных теплообменников «натрий – натрий»: извлеченный из реактора, он послужил объектом для материаловедческой экспертизы.

Когда результаты обследований подтвердили возможность добавочного срока эксплуатации, начался следующий этап: собственно выполнение работ на оборудовании. Замену и модернизацию решили проводить без дополнительного вывода энергоблока из работы, поставив задачу уложиться в периоды обычных плановых остановов для перегрузки ядерного топлива и технического обслуживания оборудования, которые по регламенту осуществляются на БН-600 дважды в год (весной и осенью).

Однако сделать это было не так просто. Энергоблок БН-600 – это совокупность одного реактора на быстрых нейтронах, трех секционных парогенераторов (в сумме семьдесят два модуля), а также трех турбогенераторов. То есть тепловая схема блока подразделяется на три параллельные «петли». При этом в силу спе­цифики реактора с натриевым теплоносителем одна «петля» должна продолжать отвод тепла даже на остановленном реакторе, вторая – находиться в резерве, с готовностью заменить первую «петлю» в случае ее отключения. И лишь третья «петля» может полностью выводиться для тех­обслуживания с разборкой оборудования. Таким образом, персоналу приходится ремонтировать не один энергоблок мощностью 600 МВт, а поочередно как бы три энергоблока по 200 МВт каждый. Однако работники Белоярской АЭС и привлеченных организаций практически за пять лет сумели качественно выполнить все работы, подтверждением чему стала лицензия Ростехнадзора на продление эксплуатации.



Основные направления

Перечислим лишь наиболее значительные и объемные модернизационные работы. Совместно с Машиностроительным заводом (Электросталь) была выполнена модернизация активной зоны реактора БН-600: увеличен ресурс тепловыделяющих сборок, возросла глубина «выгорания» ядерного топлива. Были модернизированы система перегрузки топлива в реакторе, существующие комплекты аппаратуры аварийной защиты и надежного электроснабжения особо важного оборудования, система радиационного контроля.

Наиболее масштабной стала замена модулей парогенераторов, в которых натрий промежуточного контура передает тепло воде, преобразуя ее в пар, вращающий турбогенераторы.

Существенной модернизации подверглись сами турбогенераторы. Электрические генераторы переведены на новую (тиристорную) систему возбуждения. А у турбин модернизация цилиндров низкого давления позволила при неизменных параметрах и расходе пара повысить общий КПД энергоблока и прирастить его мощность почти на 15 МВт. Произошло это за счет того, что современная промышленность научилась изготавливать более длинные лопатки турбин. В процессе модернизации был задействован изготовитель турбин –
Ленинградский металлический завод (ныне предприятие концерна «Силовые машины»).

Были использованы возможности международного сотрудничества со странами Евросоюза в рамках программы TACIS. Благодаря этому свыше двухсот единиц арматуры в системах пароводяного контура были заменены на современные немецкие задвижки, а в электрических сетях 0,4 кВ установлено более двухсот быстродействующих выключателей итальянского производства.

Существенной модернизации подверглась информационно-вычислительная система (ИВС) энергоблока. Тендер на замену устаревшего оборудования тоже проводился в рамках программ международного сотрудничества TACIS, однако российским атомщикам необходимо было осуществить работу так, чтобы в дальнейшей эксплуатации новой ИВС не зависеть от иностранного производителя.



С новым сроком!

Стоимость многолетней модернизации БН-600 – коммерческая тайна, но по объему и уровню сложности выполняемых работ можно представить ее масштабы.

Однако результат оправдывает вложенные средства: в дополнительный срок эксплуатации вступил практически полностью обновленный энергоблок, приведенный к современным стандартам мирового образца.

Лицензия выдана Ростехнадзором на десять лет с правом последующего продления, и атомщики уже сегодня говорят, что это далеко не предел. Специалисты начинают готовиться к дальнейшему увеличению срока работы энергоблока.

Учитывая серьезность и многогранность подхода, модернизация будет продолжаться, чтобы энергоблок и дальше шагал «в ногу со временем».


Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 01-02 (165-166) январь 2011 года: