Ядерные дни 2018: встретились три соперника

В первую очередь замечание к названию семинара – две компании действительно являются новыми претендентами на строительство энергоблоков в ЧР, но «Росатом» и его проект  уже нам знаком по отмененному тендеру на сооружение второй очереди АЭС «Темелин». Среди компаний, которые проявили интерес к участию в чешском проекте, отсутствовали известные фирмы EdF/Areva и Westinghouse, а также новичок – китайская компания  CGN.

Atmea (Areva + Mitsubishi Heavy Industries – MHI)

В начале своего выступления Антуан Вердье, директор по коммерческому развитию компании Atmea, напомнил о главных событиях, которые произошли во французской атомной промышленности за последние несколько лет. В первую очередь речь идет о реструктурализации, ныне строительством новых блоков занимается компания Framatome (в собственности EdF, MHI и Assystem), а топливным циклом занимается компания Orano (оставшаяся часть компании Areva после выделения дивизиона разработка и  строительство АЭС). Следующим моментом являются цели правительства – изменение состава энергетического коктейля. До 2025 года (по мнению Вердье это произойдет, по всей видимости, позже) доля атомной энергетики должна снизиться с 71,6 на 50 %, а доля возобновляемых источников энергии (ветер, солнце, вода, биомасса) должна увеличиться с 18 на 40 %. Из этого видно, что доля ископаемых источников останется без изменений.

Антуан Вердье, директор по коммерческому развитию компании Atmea. (Фото: Владислав Ветровец)

На протяжении следующих 15 лет во Франции должно быть инвестировано более 55 млрд. евро в модернизацию АЭС. Целью программы Grand Carénage является вывести срок эксплуатации на уровень свыше 40 лет и повысить безопасность

Вердье также прокомментировал японский подход к атомной энергетике. Правительство после фукусимской аварии подтвердило ключевую роль атомной энергетики в японской энергетике и планирует до 2030 года добиться увеличения доли атомной энергетики в производстве электроэнергии до 20 – 22 %. До 2011 года доля составляла 28 %. Если учесть, что 7 энергоблоков уже возобновило эксплуатацию, 9 энергоблоков находятся на различных этапах оценки безопасности, а 7 будут выведены из эксплуатации, становится ясно, что будет необходимо построить новые энергоблоки. Мы сейчас говорим лишь о реакторах с водой под давлением, так как ни один из кипящих реакторов еще не был введен снова в эксплуатацию. С учетом актуального количества строящихся энергоблоков в мире Япония могла бы снова стать важным игроком в области атомных технологий.

Реактор Atmea-1, по словам Вердье, в области безопасности базируется на четырех составляющих: современные системы безопасности, проверенные технологии, экономичность и надежность и защита людей и окружающей среды. В основном применены активные системы безопасности, дополненные пассивными системами.

KHNP

Joonkyo Suh из чешского офиса KHNP. (Фото: Владислав Ветровец)

Предложение южно-корейской компании KHNP, которое представил Joonkyo Suh из чешского офиса KHNP, вызывает несколько вопросов. В материалах указаны две версии, EU-APR и APR-1000, что несколько усложняет ориентацию в проблематике.

На основании корейского типа  OPR-1000 был разработан реактор APR-1400, который ныне строится в Корее и ОАЭ. Для США была разработана версия US-APR, а для Европы – версия  EU-APR. Дальнейшее развитие направлено на разработку реактора APR+, речь идет о реакторе мощностью 1500 МВт эл. Реактор APR-1000 базируется в первую очередь на реакторе OPR-1000, приспособленном для Европы, но в нем применены системы безопасности из реакторов APR-1400 и APR+.

Реактор EU-APR по сравнению APR-1400 и US-APR обладает многократным резервом систем безопасности, двойной защитной оболочной и ловушкой расплава. Европейская и американская версия имеют одинарную защитную оболочку, разработчики реактора надеются на то, что расплав удержится внутри корпуса реактора. У APR-1000 по сравнению с OPR-1000 не изменилась базовая компоновка энергоблока (два контура охлаждения с четырьмя насосами), но в проект были включены пассивные системы безопасности, ловушка расплава, двойная защитная оболочка и было усилено резервирование систем безопасности.

Реактор EU-APR может попасть в невыгодное положение, так как официально на площадке Дукованы планируются энергоблоки мощностью не более 1200 МВт  эл. Целью является, чтобы первый новый энергоблок мог эксплуатироваться наряду с существующими в случае, если бы удалось продлить срок эксплуатации существующих энергоблоков.  Второй энергоблок можно было бы ввести в эксплуатацию только после вывода из эксплуатации существующих энергоблоков, так как иначе может не хватить воды в реке Иглаве для охлаждения реакторов. Если бы на  АЭС «Темелин» строились новые энергоблоки иного типа, чем на АЭС «Дукованы», это увеличило бы стоимость как строительства, так эксплуатации и технического обслуживания. Был бы невозможен обмен опытом между двумя АЭС, чешским фирмам пришлось бы обеспечивать два различных комплекта запчастей. Второй аспект верен лишь в случае, если чешские фирмы будут привлечены к поставкам хотя бы каких-то компонентов, таких как, например, насосы, арматуры, теплообменники, пока в пользу данного варианта говорит как давление со стороны промышленности, так и обещания поставщиков технологии.

Предлагаемый вариант строительства EU-APR на АЭС «Темелин» и APR-1000 на АЭС «Дукованы» может давать смысл, но необходимо подробно изучить, насколько блоки технически подобны. Следующий момент тот, что на АЭС «Дукованы» строительство должно быть начато раньше, а южно-корейский реактор меньшей мощности пока не лицензирован даже в стране происхождения.

«Росатом» 

Леош Томичек, вице-президент по ядерным проектам в компании Rusatom Overseas. (Фото: Владислав Ветровец)

Реактор ВВЭР-1200 с технической точки зрения нет необходимости представлять. Более важной темой, на которую сосредоточился Леош Томичек, вице-президент по ядерным проектам компании Rusatom Overseas, являются подрядные модели и различия в затратах на два энергоблока на одной площадке или два энергоблока на разных площадках. Леош Томичек продолжил мысль, прозвучавшую в выступлении Франтишка Гезоучкого (Машиностроительный факультет Западно-Чешского университета) на вводном семинаре Ядерных дней 2018. Конкретно, Гезоучкий сказал, что строительство двух энергоблоков на двух площадках будет приблизительно на 40 млрд. дороже, чем строительство таких же двух энергоблоков на одной площадке.

Томичек дополнил, что по оценке компании «Росатом» затраты на один отдельный энергоблок составят 55-60 %  затрат на двухблочную электростанцию, так как для одноблочной и двухблочной АЭС необходимы вспомогательные системы приблизительно одинакового объема. Таким образом, их необходимо строить практически одинаково как для одного блока, так и для двух. Томичек также обратил внимание и на то, что удорожание проекта может иметь место и в случае, если энергоблоки будут строиться хоть и на одной площадке, но со значительным разрывом по времени. Речь идет о реакции на редакцию Национального плана действий по развитию атомной энергетики и Государственной энергетической концепции, согласно которым должны строиться 1-2 энергоблока на каждой из площадок без спецификации очередности строительства.

Сравнение проектов 

Защитная оболочка

Сечение энергоблока типа Atmea-1. (Источник: World-nuclear-exhibition.com)

В то время как реакторы ВВЭР-1200 и EU-APR (и APR1000) обладают полноценной двойной защитной оболочкой, реактор Atmea-1 на куполе имеет защитную оболочку одинарную (цилиндрическая часть двойная, вентилируемая через фильтры). Вердье указывает, что толщина стены купола защитной оболочки составляет 1,8 м, что по расчетам достаточно для защиты первого контура в случае падения самолета. Сообщил о двух подходах, которые дают одинаковый результат.

Ловушка расплава

Во всех проектах (Atmea-1, EU-APR, APR-1000 и ВВЭР-1200) применена ловушка расплава. Если бы произошла настолько серьезная авария, которая привела бы к неработоспособности многократно резервированных и диверсифицированных систем безопасности и системы по борьбе с тяжелыми авариями, что в свою очередь привело бы к расплавлению ядерного топлива, то для этого случая под реактором расположена система, которая локализирует расплав и обеспечивает его длительное охлаждение. Различные компании к данной проблеме подходят по-разному.

Atmea-1 применяет подобную ловушку как EPR, то есть расплав после проплавления корпуса реактора стекает в бетонную шахту, где разливается по большой площади и будет охлаждаться как водой, протекающей в каналах в стене шахты, а также водой, которая затопит шахту. Подобный подход применен и в южно-корейских реакторах, однако нужно подчеркнуть, что до сих пор ни один из реакторов компании KHNP ловушкой расплава не оснащен. Наоборот, ловушка в проекте ВВЭР-1200 представляет собой стальной сосуд, заполненный специальным материалом, с которым расплав смешивается, что упрощает охлаждение расплава. Ловушка расплава является стандартным элементом проекта ВВЭР-1200 и была применена на АЭС «Тайвань» (Китай) и на АЭС «Куданкулам» (Индия) с реактором ВВЭР-1000.

Сечение энергоблока EU-APR. (Источник: Newsworld.co.kr)

Референции

Несмотря на то, что реактор Atmea-1 пока еще нигде не эксплуатируется и даже не строится (первый должен строиться в Турции, ныне разрабатывается рабочий проект), важно то, что все базовые элементы уже были применены на других АЭС. Например, речь идет о парогенераторах с экономайзером, применяемых с 1996 года на четырех французских электростанциях серии N4, кованном главном циркуляционном трубопроводе, применяемом на трех энергоблоках с 1997 года, материале корпуса реактора, применяемом уже более 40 лет и т.д.

KHNP применяет референции реактора APR-1400, однако из вышеуказанных отличий между южно-корейскими реакторами следует, что референции не являются применимыми без ограничений для проектов, предлагаемых для Чехии. Например, ловушка расплава до сих пор нигде не была применена.

Действительно референтной АЭС располагает ныне лишь «Росатом». Речь идет о первом энергоблоке второй очереди Ленинградской АЭС, который ныне находится на этапе пуска (достигнуто 50 % мощности).

Сечение энергоблока ВВЭР-1200 V491. (Источник: Rosatom)

Локализация

Atmea отмечает, что располагает обширным опытом строительства за рубежом и опытом локализации. Вернье сообщил, что осознают силу чешской атомной промышленности и ищут возможности для сотрудничества. Рассчитывают на то, что Чехии на строительстве будет применен чешский персонал, а не люди, привезенные из-за границы. В каждом случае Atmea оставила бы в своей компетенции ядерную систему для производства пара (т.е. сердце АЭС: реактор, парогенератор и т.д.), остальную часть можно локализировать. Atmea исходит из опыта компании Arevа с поставками внутрикорпусных частей реактора EPR, опорного кольца реактора EPR и оборудования для транспортировки отработанного топлива, которые обеспечивала Škoda JS.

Корейская компания KHNP также отмечает, что осознает потенциал чешских компаний для вовлечения в свой проект.

Томичек обратил внимание на особенность чешского проекта. Из опыта компании «Росатом», полученного в ходе заключения последних договоров видно, что локализация всегда стоит на первом месте. У нас до сих пор поставщиками технологии обещалась, по сути, на добровольных началах, так как официально не требовалась.

«Росатом» по словам Томичка в информации, в прошлом году предоставленной Министерству промышленности и торговли, сообщил о нескольких возможных подрядных моделях, которые позволяют различную меру участия чешских компаний. Возможны различные варианты: от поставки комплектной электростанции под ключ (пример Ирана и т.д.) через поставку ядерного острова (первоначально в Индии и Китае) вплоть до поставки только ключевых компонентов (строительство блоков № 7 и 8 на АЭС «Тяньвань» в Китае – локализация 80 % и остальные блоки в Индии). Томичек сообщил, что поставка компонентов в ходе строительства предоставляет наибольшую гарантию будущей технологической независимости. Аналогичная ситуация на существующих чешских АЭС: преимущественная часть поставок была осуществлена чешскими компаниями, которые и ныне поставляют запчасти, поэтому нет необходимости надеяться только на иностранных поставщиков.

Далее Томичек сообщил, что чешские компании уже относятся к важным поставщикам Росатома. Они участвуют в строительстве всех АЭС на территории России, и практически в строительстве всех АЭС, сооружаемых Росатомом за рубежом (за исключением АЭС «Бушер», где чешским фирмам запрещено осуществлять поставки из-за санкций). Томичек сообщил, что все АЭС в Чехии работают очень хорошо и используют технологии компании «Росатом», что является наилучшей визитной карточкой для Росатома, который предлагает эволюционный проект, основанный на тех же самых технологиях.