Будівництво нових енергоблоків в Україні - Юрій Черепанов

Заместитель директора по новым ядерным

установкам – начальник управления

главных специалистов

ОП «Атомпроектинжиниринг»

Черепанов Ю.В.

Необходимость создания новых энергоблоков АЭС в УкраинеГрафик продления эксплуатации двенадцати энергоблоков АЭС Украины

Начиная с 2030 по 2040 года генерация электроэнергии на АЭС Украины уменьшится с 13,8 ГВт до 3 ГВт (принимая во внимание пессимистический сценарий) в связи с выведением из эксплуатации действующих энергоблоков. При планировании строительства замещающих мощностей необходимо учитывать длительность цикла сооружения энергоблока АЭС, которая составляет 8-12 лет (активная фаза строительства 6-7 лет). Следует учитывать, что при одновременном строительстве трех энергоблоков для создания 11 ГВт замещающих мощностей будет необходимо более 20 лет. Стоимость программы замещения при средней стоимости 5000 дол. США за кВт ∙ час. составляет 11 ГВт × 5000 $ / кВт ∙ час = 55 млрд. $, что эквивалентно ежегодному освоению (до 2040 року) приблизительно 2,2 млрд. $ капиталовложений. Поэтому строительство энергоблоков Хмельницкой АЭС и освоение новых площадок АЭС имеет наиважнейшее значение для сохранения атомной энергетики в Украине и обеспечению энергетической безопасности.

Строительство новых энергоблоков АЭС Энергетической стратегией помимо замещающих мощностей предусматривается

дополнительное размещение на территории Украины энергоблоков АЭС общей установленной мощностью 3-5 ГВт. Исходя из мировых тенденций это должны быть энергоблоки АЭС с реакторами III-го поколения или III+. Считается, что реакторы этих поколений являются передовыми, и имеют усовершенствованные системы безопасности. Выбор типа энергоблока АЭС будет осуществлен на основании международного конкурса.

Проекты новых АЭС будут разрабатываться так, чтобы в полной мере было обеспечено выполнение основных целей безопасности в соответствии с законодательством и требованиями Украины и международных стандартов по ядерной и радиационной безопасности. Энергоблоки АЭС на новых площадках планируется ввести в эксплуатацию в период 2023–2029 гг., при этом сроки сооружения могут быть ускорены в случае значительного повышения спроса на электроэнергию по сравнению с прогнозируемым.

Для выбора места расположения новых АЭС в Украине был разработан Кадастр, в котором обоснован выбор 7-ми площадок для строительства новых АЭС.

Процесс выбора новой площадки включает в себя длительную работу по согласованию с территориальными громадами возможности дальнейших мероприятий по рассмотрению площадок для размещения новой АЭС.

История реализации проекта ХАЭС-3,4

В марте 1973 г. было принято решение о строительстве Хмельницкой АЭС в составе 4-х энергоблоков общей мощностью 4000 МВт (е);

Начало строительства энергоблока №3 - сентябрь 1985 г., а энергоблока №4 - июнь 1986 г.;

Строительство ХАЭС приостановлено в 1990 году, в связи с введением в Украине моратория на строительство новых энергоблоков АЭС;

В составе действующей ХАЭС создана и эксплуатируется инфраструктура, которая рассчитана на 4-х блочную станцию;

В 2005 году Правительством принято решение “Про підготовчі заходи щодо будівництва нових енергоблоків Хмельницької АЕС” (распоряжение КМУ от 21 июля 2005 г. N 281-р) .

История реализации проекта ХАЭС-3,4

В 2008 году проведен международный конкурс по выбору типа РУ для строительства энергоблоков №3,4 ХАЭС. Конкурсной комиссией выбран проект ВВЭР-1000/В-392Б, который был представлен ЗАО «Атомстройэкспорт», ГК “Росатом” (РФ).

9 июня 2010 года между Кабинетом Министров Украины и Правительством Российской Федерации было подписано Соглашение о сотрудничестве при строительстве энергоблоков № 3 и №4 Хмельницкой АЭС;

Кабинетом Министров Украины одобрено технико-экономическое обоснование (ТЭО) распоряжение от 4 июля 2012 г. № 498-р ;

принят Закон Украины от 6 сентября 2012 года № 5217-VI «Про розміщення, проектування і будівництво енергоблоків № 3 и 4 Хмельницької АЕС».

Общий вид энергоблоков ХАЭС

План энергоблоков ХАЭС

Состояние существующих строительных конструкций на площадке ХАЭС-3,4

В 2005 году было Украиной было принято решение о продолжении сооружения этих энергоблоков. Для подтверждения использования существующих строительных конструкций, зданий и сооружений в

2006-2009 годах были выполнены обследования и оценка их технического состояния. Вывод главной экспертной организации в области строительства был таким: подтверждена возможность

обеспечения требований к проектной долговечности и надежности эксплуатации существующих строительных конструкций с учетом проведения комплекса ремонтно-восстановительных работ.

На момент приостановки строительства в 1990 г. выполнено :Энергоблок №3 – 75% готовности СК Энергоблок №4 – 28% готовности СК

Состояние существующего оборудования предназначеного для строительства энергоблоков ХАЭС-3,4

Проведено обследование оборудования ранее поставленного для проекта РУ В-320.

Выполняется мониторинг и мероприятия по поддержанию состояния строительных конструкций и оборудования.

10

Оборудование, которое может быть применено для дальнейшего использования в технологических

системах блока №3, 4

Состояние существующих строительных конструкций на площадке ХАЭС-3,4

Примеры строительных конструкций созданных для строительства энергоблоков ХАЭС-3,4.

Состояние дел при реализации проекта “Создание энергоблоков №3, 4 Хмельницкой АЭС

В 2014 году проведен анализ возможности завершения строительства энергоблоков №3, 4 Хмельницкой АЭС. Разработано Концептуальное решение «Будівництво енергоблоків №3,4 на Хмельницькій АЕС» №КР.46.001-14, которое утверждено ГИЯРУ, Минэнергоуголь и Минрегионстрой;

Анализ показал, что альтернативными поставщиками реакторной технологии и оборудования РУ ВВЭР-1000 могут быть чешские компании;

Концептуальным решением установлено обеспечение необходимого уровня безопасности энергоблоков №3,4 Хмельницкой АЭС и учтена локализация производства оборудования в Украине на уровне 70%;

В 2014 году НАЭК «Энергоатом» и компанией Skoda JS подписан Меморандум о сотрудничестве.

Примеры реализации проектов с использованием строительных конструкций

Завершение сооружения АЭС с использованием строительных конструкций, которые были построены в 1985 - 1990-х годах является распространенной практикой, в частности в странах ЕС: • Чехия - АЭС Темелин,• Словакия - АЭС Моховце, • Румыния - АЭС Черновода; • в Российской Федерации - Ростовская АЭС и Калининская АЭС, • США - АЭС «Watts Bar» .

В настоящее время в мире идет сооружение либо находятся в эксплуатации более 10 таких энергоблоков.


Хмельницкая АЭС ,энергоблок №2, ВВЭР-1000

Ровенская АЭС , энергоблок №4, ВВЭР-1000


Ростовская АЭС, блоки № 2,3,4 с ВВЭР-1000

Строительная готовность на момент принятия решения о достройке -2006г.

После окончания строительства: энергопуск в марте 2010 г


Калининская АЭС, энергоблоки № 3,4 ВВЭР-1000

Строительная готовность после вынужденного простоя 1985-1997 годов

После окончания строительства: ввод в эксплуатацию в 2005 г.


АЭС «Моховце», энергоблоки №3, 4, ВВЭР-440

Общий вид АЭС на момент принятия решения о достройке в 2009г.

Монтаж корпуса реактора на блоке Моховце-3


АЭС «Темелин», энергоблоки №1, 2, ВВЭР-1000.

АЭС Чернавода в 2006 году. Единственным действующим на тот момент был 1-й блок станции (крайний справа). 2-й энергоблок пустили в 2007 году.


АЭС Watts Bar в штате Теннеси, США; Два блока PWR-1200 (Westinghouse);

Начало строительства в 1972 году. Строительство приостановлено в 1985 году.

Блок №1:Строительство возобновлено в 1990 году;Ввод в промышленную эксплуатацию в мае 1996 года. Блок №2:Строительная готовность блока оценена на 80%;В 2007 году принято решение про достройку;В конце 2015 года КЯР США выдано разрешение на ввод в эксплуатацию.

Предпосылки для корректировки Технико-экономического обоснования энергоблоков №3,4 ХАЕС

Закон Украины от 16.09.2015 № 696-VIII «Про припинення дії Угоди між Кабінетом Міністрів України та Урядом Російської Федерації про співробітництво в будівництві енергоблоків № 3 та 4 Хмельницької АЕС» ;

Закон Украины от 16.09.2015 № 697-VIII «Про визначенням таким, що втратив чинність, Закону України «Про розміщення, проектування та будівництво енергоблоків № 3 і 4 Хмельницької атомної електричної станції».

Разработаны и согласованы:o «Технічні вимоги до реакторної установки типу ВВЕР-1000 для

енергоблоків №3,4 Хмельницької АЕС», учитывающие использование РУ ВВЭР-1000 изготовителя Skoda JS

o «Технічні вимоги до тепломеханічної частини турбінного відділення енергоблоків № 3, 4 Хмельницької АЕС». Планируется, что Изготовителем турбогенератора выступит украинский производитель.

Корректировка Технико-экономического обоснования ТЭО строительства энергоблоков № 3, 4 ХАЭС одобрено распоряжением КМУ от 04

июля 2012 года № 498-р;

Корректировка ТЭО выполнена в соответствии с «Порядком розробки проектної документації на будівництво об'єктів», утвержденного Приказом Минрегионстроя от 16.05.2011 №45;

В соответствии с Заданием на проектирование при корректировке ТЭО учтены:o замена поставщика реакторной установки ВВЭР-1000;o необходимость реализации мероприятий по повышению безопасности,

предусмотренные «Комплексной программой повышения безопасности и надежности действующих АЭС Украины» и «Дополнительными требованиями по безопасности к проектам новых энергоблоков АЭС»;

o необходимость реализации положений нормативно-правовых актов и нормативных документов измененных или введенных в действие после одобрения ТЭО.

Технические решения не связанные с изменениями соответствуют одобренному ТЭО по всем объектам и сооружениям комплекса энергоблоков № 3 и 4 ХАЭС.

Преимущества реализации варианта сооружения энергоблоков с привлечением чешской компании

Преимущества реализации конфигурации энергоблоков № 3, 4 Хмельницкой АЭС предложенной в корректированном ТЭО подтверждается следующим: o Использованием референтного основного и вспомогательного оборудования, в том

числе: Реакторная установка ВВЭР-1000 модернизированная с учетом опыта эксплуатации и

мероприятий, которые реализованы и планируются к реализации на действующих энергоблоках АЭС Украины, в том числе в части приведения к действующим нормам и правилам.

Турбинная установка типа К-1000-60/1500-2М производства ОАО «Турбоатом». o Использование современно вспомогательного оборудования с учетом максимально

возможного использования оборудования изготавливаемого в Украине (ожидается, что уровень локализации составит около 70%).

o Предусмотренные в проекте технические решения позволяют полностью заменить номенклатуру оборудования энергоблока российский предприятий оборудованием изготовляемым на предприятиях Чехии и Украины и отвечает действующим правилам и стандартам по ядерной и радиационной безопасности.

o Возможность разработки всех проектных решений (в том числе по безопасности и в части необходимых анализов и обоснований) собственными силами с привлечением чешских партнеров, включая дальнейшее сопровождение эксплуатации и обеспечения продления проектных сроков.

Оценка финансово-коммерческой эффективности строительства энергоблоков № 3, 4 Хмельницкой АЭС

В корректированном ТЭО рассчитаны такие показатели финансово-коммерческой эффективности строительства энергоблоков №3,4 Хмельницкой АЭС:

Стоимость двух энергоблоков ХАЭС-3,4 составит 84,15 млрд. грн. (3,4 млрд. $);

Простой срок окупаемости, рассчитанный от момента пуска второй очереди ХАЭС до промышленной эксплуатации (01.01.2024) составит 11,75 лет;

Фактический дисконтированный срок окупаемости составит 22,21 лет;

Индекс прибыльности составляет 1,34;

Внутренняя норма рентабельности составит 7,32%.

Сводные технико-экономические показатели по проекту строительства энергоблоков № 3, 4 Хмельницкой АЭС

Наименование параметра Единица измерения

Значення показниківРазом I черга II черга

Длительность эксплуатации лет 50 50

Основное технологическое оборудование :• реакторная установка мощность, МВт (т) 6264 3132 3132

• турбинная установка, турбогенератор мощность, МВт (е)2178 1089 1089

Годовая выработка электроэнергии млн. кВт-ч16226,100 8113,050 8113,050

Годовой доход от продажи электроэнергии без НДС

тыс. грн.10009930,582 5004965,291 5004965,291

Годовой доход от продажи тепловой энергии без НДС

тыс. грн.103190,700 51595,350 51595,350

Общая сметная стоимость строительства, в т.ч.:

тыс. грн.84150562,935 42948664,778 41201898,157

• строительных работ тыс. грн. 15899555,225 8185637,783 7713917,442

• оборудование тыс. грн. 50129784,756 25491458,546 24638326,210

• другие затраты тыс. грн. 18121222,954 9271568,449 8849654,505

Удельная стоимость строительства грн./кВт38637 39439 37835

Длительность строительства мес. 60 60

Сводный график строительства энергоблоков №3, 4 Хмельницкой АЭС

Инновационные системы безопасности реализация которых запланирована

в рамках проекта ХАЭС-3,4

В рамках реализации проекта «Сооружение энергоблоков №3, 4 Хмельницкой АЭС запланировано по применение системы охлаждения корпуса реактора (СОКР)

Основное назначение СОКР Предотвращение повреждения корпуса реактора при тяжелых авариях с

разрушением АЗ и исключение выхода кориума за пределы корпуса реактора.

Сохранение локализирующих свойств ЗО, что решающим образом влияет на минимизацию радиационного воздействия на население и окружающую среду при авариях, включая ТА с повреждением ЯТ.

Назначение системы: Система охлаждения корпуса реактора (СОКР) предназначена для удержания расплава активной зоны в корпусе реактора при тяжелых авариях за счет:• обеспечения остаточного съема энергии с внешней стенки и днища корпуса реактора;• поддержания температуры корпуса реактора ниже температуры, при которой не

обеспечивается его целостность;• снижения давления в корпусе реактора до значений, при которых обеспечивается

целостность корпуса.Задания системы: обеспечение заполнения помещения под корпусом реактора с целью охлаждения самого корпуса реактора.Охлаждающая среда : используется теплоноситель из запасов в реакторном отделении (заполненные шахты ревизии ВКУ и БЗТ), а также от внешних источников.Управление и запуск: осуществляется с БЩУ (РЩУ).Защита от ошибочного срабатывания: Для исключения срабатывания СОКР при ПА и при ЗПА без тяжелого повреждения активной зоны предусматриваются специальные клапаны, открытие которых происходит с БЩУ (РЩУ) после формирования сигналов, согласно которых оператор идентифицирует переход аварии в тяжелую стадию.Внешние источники охлаждающей среды: пассивная часть системы от емкостей запаса воды и активная часть системы от мобильных насосных установок.

Принцип действия системы охлаждения корпуса реактора

Способ доставки охлаждающей среды

29

Для доставки среды используются воздуховоды системы охлаждения шахты реактора TL05. Для исключения влияния СОКР на работу вентиляционных каналов при НУЭ РУ предусматриваются : запорная арматура, обратные клапаны на трубопроводе между шахтой ревизии ВКУ и БЗТ и помещением под днищем корпуса реактора, а также арматура на самом соединении трубопровода. Предусматривается надежное электропитание арматуры и возможность дистанционного управления из помещения за пределами гермообъема.

Базовый запас охлаждающей воды

Начальное положение при НУЭ: функционируют шахты ревизии ВКУ и БЗТ.Общий объем шахт - 328 м3. Дополнительный запас теплоносителя в емкостях на отметках 28,8 РО (помещения А-910 / 1,2, А-913), и на отметке 45,6 (перекрытие обстройки РО)Шахты соединяются между собой проходным люком диаметром 900 мм.Шахты ревизии ВКУ и БЗТ затоплены (дренажные линии перекрыты).Для СОКР организовывается : соединение шахты ревизии ВКУ и воздуховода TL-05 путем выполнения в бетоне канала и соединительного трубопровода (канал показан условно).Техническими средствами исключена подача воды в шахту реактора во всех режимах кроме режимов устранения тяжелых аварий

30

Контур естественной циркуляции охлаждения корпуса реактора

Контур создается следующими элементами систем нормальной эксплуатации и систем безопасности :

помещением под корпусом реактора (при работе является накопителем охлаждающей среды и обеспечивает залив корпуса снаружи до необходимого уровня);

«подреакторной» металлоконструкцией (при работе обеспечивает профильный канал для движения пароводяной смеси под днищем корпуса);

элементами (средствами) интенсификации теплообмена между корпусом і охлаждающей средой;

трубопроводами технологических систем, которые обеспечивают подачу теплоносителя из ШР ВКУ, от источников за пределами герметичной оболочки;

системами управления исполнительными элементами системы;

технологическими каналами для отвода пара из кольцевого зазора между нижней частью корпуса реактора и тепловой изоляцией.

31

Пассивная часть

32

Функции: пассивный источник охлаждающей среды в течении шести часов обеспечивает возможность подключения активной частиНа крыше надстройки (на отметке +45,6 м) размещаются 9 резервуаров общим объемом 648 м3.

Дополнительно : емкости в помещениях А910 / 1,2, А913 (на месте баков технической воды гр. «А»), общим объемом около 300м3.

В емкостях создается избыточное давление (при помощи сжатого азота) для преодоления сопротивлению движения теплоносителя в трубопроводах и противодавления в контайнмент.Емкости теплоизолированные с электрическим подогревом.

Активная часть

Функции активной части : обеспечение источника воды от канала пруда-охладителя.

Предусматривается использование мобильных насосных установок (МНУ), с подачей теплоносителя в шахту реактора при помощи насосов с дизельным приводом.

Такое решение позволяет поставлять охлаждающую среду в шахту реактора после расходования запасов теплоносителя в пассивных стационарных источниках.

МНУ предусматривается из расчета одна на два энергоблока.

Как источник запаса воды используется существующий канал от пруда-охладителя.

33

Показатели безопасности

В рамках корректировки ТЭО были использованы результаты ВАБ 1-го и ВАБ 2-го уровней для полного спектра исходных событий при работе энергоблока №2 ХАЭС на всех уровнях мощности и для состояния остановки с учетом мероприятий КСПБ, реализованных и запланированных к реализации до 2020 года, влияющих на результаты ВАБ (базовая модель). В результате реализации всех указанных мероприятий для энергоблоков № 3 и 4 ХАЭС, для полного спектра влияний при всех эксплуатационных состояниях ЧПАЗ снизилась на 84,48%, ЧПАВ снизилась на 96,46% от значений полученных в «базовой модели» (ХАЭС 2):• ЧПАЗ 1,89E-06 1/год;• ЧПАВ 1,21E-07 1/год. Прогнозные значения интегральных ЧПАЗ и ЧПАВ для полного спектра исходных событий для всех регламентных состояниях РУ энергоблоков № 3 и 4 ХАЭС удовлетворяют критериям безопасности для новых строящихся на Украине энергоблоков АЭС, определенных в ОПБУ. Учитывая, что для энергоблоков №№3 и 4 предусматривается использование оборудования с лучшими характеристиками по надежности, а также квалифицированного на условия работы при авариях, ожидается, что показатели ЧПАЗ и ЧПАВ будут лучше.

34

ОПБУ (требуемые) ТЭО 2016 (расчетные для ХАЭС-3,4)

ЧПАЗ, 1/год 1Е-05 1,89E-06ЧПАВ, 1/год 1Е-06 1,21E-07

Выводы относительно строительства энергоблоков №3,4 ХАЭС

Реализация проекта “Строительство энергоблоков №3,4 Хмельницкой АЭС” в соответствии с ТЭО позволит решить следующие вопросы:o повысить энергетическую безопасность Украины;o обеспечить энергетический баланс Украины в 2025-2035 годах в условиях сокращения

тепловой генерации и возможного снятия с эксплуатации энергоблоков АЭС;o способствовать решению социально-демографических проблем региона путем

создания дополнительных рабочих мест при строительстве, монтаже и эксплуатации;o уменьшить выбросы в атмосферу вредных и парниковых газов;o генерировать значительные поступления в бюджет в периоды строительства и

эксплуатации энергоблоков.

Расширение Хмельницкой АЭС будет способствовать развитию современных наукоемких ядерных и смежных неядерных технологий. Выполнение заказов для атомной станции позволит поднять технический, технологический уровень промышленных предприятий и повысить квалификацию кадров.

При реализации проекта “Строительство энергоблоков № 3, 4 Хмельницкой АЭС” обеспечиваются показатели финансово-коммерческой эффективности.

Education

Будівництво нових енергоблоків в Україні - Юрій Черепанов