Во вторник, 14 ноября 2023 года, в Москве начала работу международная
научно-техническая конференция МНТК НИКИЭТ - 2023.
На пленарном заседании с докладом на тему "Перспективы развития технологии
ВВЭР" выступил советник генерального директора ГК "Росатом" Владимир
Григорьевич Асмолов.
Роль ВВЭР в XXI веке
Если быстрые реакторы - это светлое будущее атомной энергетики, то реакторы
ВВЭР по праву следует называть "прекрасным сегодня" нашей отрасли, причём
легководная технология ещё не достигла пределов своих возможностей.
В соответствии с принятой в "Росатоме" стратегией развития легководные
реакторы в XXI веке должны стать неотъемлемой частью двухкомпонентной
атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом.
Для этого необходимо продолжать развивать технологии ВВЭР и создавать
новые реакторные проекты, которым предстоит постепенно замещать
действующие легководные блоки, а также увязать топливные балансы ВВЭР и
быстрых реакторов.
Стратегические цели развития технологии ВВЭР, перечисленные докладчиком,
таковы:
• встраивание в двухкомпонентную систему;
• обеспечение высокой безопасности;
• повышение КПД и КВ, возможность работы на 100%-ной загрузке МОКС-
топливом;
• конкурентоспособность экспортных продуктов в долгосрочном горизонте.
Конечно, сегодня рано говорить о том, сколько именно блоков с ВВЭР
различных проектов будет построено в России до конца XXI века. Однако
Владимир Асмолов отметил, что развитие технологии ВВЭР будет хеджировать
возможные отставания темпов и/или масщтаба ввода блоков с быстрыми
реакторами.
Текущие задачи
Прежде чем переходить к проектам ВВЭР завтрашнего дня докладчик
остановился на программе "Росэнергоатома" и поддерживающих организаций
по повышению уровня производства электроэнергии на действующих блоках с
ВВЭР.
В рамках программы рассматриваются четыре основных направления:
• повышение эффективности технического обслуживания и ремонта (ТОиР);
• оптимизация ремонтных циклов;
• модернизация с целью повышения располагаемой мощности энергоблоков;
• снижение потерь в теплообменном оборудовании энергоблоков,
модернизация турбогенераторов.
Программа рассчитана до 2028 года. В случае её успешного выполнения атомный
парк России возрастёт на 1 ГВт(э), что эквивалентно вводу одного блока-
тысячника.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Развитие ВВЭР-ТОИ
В обозримом будущем в планы "Росатома" входит совершенствование проекта
АЭС с ВВЭР-ТОИ с точки зрения повышения безопасности, КПД и
манёвренности, снижения капитальных и эксплуатационных затрат, а также
сокращения сроков сооружения.
В имеющемся проекте ВВЭР-ТОИ были заложены некоторые "излишне
консервативные" решения, которые надо снимать.
В качестве примера можно привести заложенное в проект требование "72 часа
без вмешательства оператора при полном обесточивании станции и
двухстороннем гильотинном разрыве ГЦТ". Такое событие можно с полным
правом считать нереализуемым.
Усовершенствованный проект ВВЭР-ТОИ можно будет увидеть на Смоленской
АЭС-2. По действующей генеральной схеме первый блок этой станции должен
быть введён в 2033 году.
Спектральные ВВЭР
На смену ВВЭР-ТОИ должны прийти реакторы ВВЭР-С со спектральным
регулированием. Их внедрение позволит повысить коэффициенты
воспроизводства ядерного топлива и, соответственно, снизить расход
природного урана в легководной части атомной энергетики России.
Ещё одной принципиальной особенностью спектральных ВВЭР станет отказ от
борного регулирования. Докладчик отметил, что в разрабатываемых проектах на
сегодняшний день уже решена задача отказа от борного регулирования на
мощности (но не в холодном режиме!).
На данный момент рассматриваются два варианта ВВЭР-С - средней и большой
мощностью, ВВЭР-С-СМ и ВВЭР-С-БМ, соответственно.
ВВЭР-С-СМ использует корпус реактора ВВЭР-1000 (163 ТВС) и технические
решения из проекта ВВЭР-600. Первый блок с таким реактором (ВВЭР-С-600)
будет построен на площадке Кольской АЭС (ввод по генсхеме в 2035 году).
В проекте ВВЭР-С-БМ предполагается использовать корпус ВВЭР-1500 (241 ТВС)
и технические решения из проекта ВВЭР-ТОИ. В период с 2019 по 2021 год была
разработана концепция ВВЭР-С-1200, по результатам реализации проекта
ВВЭР-С-600 она может быть уточнена.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Физика спектральных ВВЭР достаточно проста - необходимо увеличить захват в
уране-238 в начале кампании по сравнению со штатной зоной. Один из
вариантов практической реализации - установка вытеснителей.
В примере, который привёл Владимир Асмолов, за счёт присутствия
вытеснителей в активной зоне в первой части кампании водо-урановое
отношение составляет 1,5, а после вывода вытеснителей по ходу кампании оно
возрастает до обычных 2,0.
График ниже демонстрирует на качественном уровне получаемый выигрыш в
длине кампании и экономии топлива.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Второй вариант организации спектрального регулирования - увеличение
количества поглощающих стержней в ТВС. На фотографиях ниже показана
кассета под условным названием ТВС-600+ в сравнении с кассетой АЭС-2006 и
сравниваются картограммы загрузки соответствующих активных зон.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра
Переход на активные зоны ВВЭР-С с вытеснителями позволят поднять
коэффициент воспроизводства до значений порядка 0,7.
Зоны с увеличенным количеством поглотителей дадут меньший, но тоже
ощутимый эффект с точки зрения воспроизводства ядерного топлива (КВ
порядка 0,6).
