Plovoucí jaderné elektrárny v Rusku - projekt domácích konstruktérů na vytvoření mobilních bloků nízký výkon... Na vývoji se podílí státní korporace "Rosatom", podniky "Baltic Plant" a řada dalších organizací.

Historický odkaz

Na počáteční fáze rozvoj jaderné energetiky byl uvažován především ve vztahu k vojenskému průmyslu. V posledních desetiletích se však stále více projevují výhody mobilních zdrojů, vhodných pro provoz ve vzdálených a nezastavěných oblastech. Změna priorit byla do značné míry způsobena rozvojem civilních jaderných technologií, instalací reaktorů na válečných lodích, ledoborcích a ponorkách.

USA začaly poprvé používat mobilní jednotky. Poskytovaly také energii pro americkou výzkumnou základnu v Antarktidě.

Relativně nedávno se v médiích objevila otázka, zda bude na Krymu instalována plovoucí jaderná elektrárna. Názory na tuto věc jsou různé. Žádná vyjádření státní korporace koordinující program k této problematice však nezazněla. Někteří odborníci tvrdí, že plovoucí jaderná elektrárna na Krymu není potřeba. Svůj postoj vysvětlují tím, že taková zařízení jsou navržena pro provoz ve vzdálených, nepřístupných oblastech. Zásobování poloostrova lze provádět i jinými způsoby. Z pevniny země se například staví energetický most.

Domácí průmysl

Podle federálního cílového programu "Energeticky efektivní hospodářství" 2002-2005. a v budoucnu do roku 2010 probíhalo výběrové řízení na vytvoření plovoucí jaderné elektrárny nízkého výkonu. V polovině května 2006 se stal vítězem Sevmash. Příští rok, 2007, se správa Státní technické univerzity v Nižním Novgorodu a Federální agentura pro atomovou energii dohodly, že institut bude fungovat jako základní univerzita pro přípravu příslušných odborníků. V roce 2008 koordinátoři projektu oznámili, že část zakázek na jednotky a sestavy bude převedena do baltské loděnice. Elektrárna Sevmash však o něco později oznámila, že plovoucí jaderná elektrárna bude uvedena do provozu o 5 měsíců později, než bylo plánované datum. V tomto ohledu byla zakázka Baltské loděnici předána v plném rozsahu.

Zahájení stavby

Jak uvedl v roce 2010 zástupce vedoucího Rosenergoatomu Sergej Zavjalov, první plovoucí jaderná elektrárna byla postavena v souladu s harmonogramem. Připravenost instalace byla plánována na konec roku 2012 a uvedení do provozu mělo být v roce 2013. V červnu 2010 byla spuštěna první pohonná jednotka. Stalo se to v Baltské loděnici. Ale v té době turbínový generátor a reaktor nebyly instalovány. Instalační práce měly být provedeny na plovoucí energetické jednotce. V září 2011 získal projekt v Pevek kladný závěr posouzení vlivů na životní prostředí. V současné době je ve fázi studií proveditelnosti investice. Koncem září - začátkem října 2013 byly vyrobeny bloky na výrobu páry o hmotnosti 220 tun, vyrobené podle projektů OKBM im. Afrikantov, byly na vystrojovací nábřeží převezeny z loděnice šesté dílny baltského závodu. Tam je za přítomnosti zástupců Rosenergoatomu naložili plovoucím jeřábem do reaktorových prostor. Petrohradská elektrárna musí v souladu s podmínkami smlouvy předat FPU připravenou k přepravě na místo provozu dne 9. září 2016. Poslední zprávy o plovoucí jaderné elektrárně naznačují, že by měla být plně uvedena do provozu v roce 2018.

Klíčový projekt

Plovoucí JE Akademik Lomonosov je považována za hlavní z řady mobilních přepravitelných bloků nízkého výkonu. Jeho maximální výkon je více než 70 MW. Instalace zahrnuje dva reaktory KLT-40S. Hlavním konstruktérem je Afrikantov OKBM as. Stejný podnik je hlavním výrobcem a dodavatelem zařízení pro reaktorová zařízení. Patří sem zejména čerpadla, jednotky pro manipulaci s palivem, řídicí systémy, pomocné stroje atd. Plovoucí JE „Akademik Lomonosov“ byla vytvořena na základě sériové instalace používané v ledoborcích, testované při dlouhodobém provozu v arktických podmínkách.

Jmenování

Projekční činnosti prováděné podniky a výzkumnými ústavy Rosatomu ukázaly možnost vybudování kvalitativně nové třídy energetických zdrojů na základě již zvládnutých lodních reaktorů. Budou sloužit k výrobě odsolené vody, elektřiny, domácího i průmyslového tepla. Počítá se s rozšířením plovoucích jaderných elektráren o výkonu 3,5 až 70 a více MW. Jsou určeny pro zásobování přístavních měst, velkých průmyslových podniků, produkujících plynové a ropné komplexy umístěné v šelfové zóně.

Specifičnost

Mobilní JE jsou autonomní objekty. Jsou zcela vytvořeny v loděnici jako plavidlo bez vlastního pohonu. Hotové jednotky jsou přepravovány po řece nebo po moři na místo operace. Zákazník obdrží předmět v provozuschopném stavu. Plovoucí jaderné elektrárny zahrnují komplex obytných prostor a kompletní infrastrukturu, která poskytuje ubytování pro personál provádějící provoz a údržbu zařízení. Výrobce a dodavatel tak plní zakázku na klíč. Konstrukce v továrně poskytuje maximální zkrácení doby výstavby. Ruská plovoucí jaderná elektrárna přitom splňuje všechny mezinárodní požadavky na kvalitu a bezpečnost.

Výhody

Plovoucí jaderná elektrárna se nejlépe hodí pro provoz v těžko dostupných oblastech podél břehů řek nebo moří, daleko od centrálních zásobovacích systémů. V Ruské federaci jsou to především regiony Dálného východu a Dálného severu. V těchto regionech neexistuje jednotný energetický systém. To vyžaduje ekonomicky životaschopný a spolehlivý zdroj dodávek. V současné době je v těchto regionech velmi akutní potřeba několika desítek nízkoenergetických elektráren. instalace podpoří hospodářskou činnost a zajistí obyvatelstvu přiměřenou životní úroveň.

Bezpečnostní

Plovoucí jaderná elektrárna splňuje všechny mezinárodní ekologické požadavky. Obohacení paliva nepřekračuje limit pro dodržování režimu nešíření nukleární zbraně... Vzhledem k tomu, že provoz má probíhat v pobřežní zóně světového oceánu, je otázka stability zařízení vůči působení extrémních přírodních faktorů (tornáda, tsunami atd.) poměrně aktuální.

OKMB Afrikantov disponuje komplexem inovativních technologií, díky nimž plovoucí JE odolá libovolnému dynamickému zatížení uvedenému v projektu. Schéma budoucí instalace je vytvořeno s určitým "bezpečnostním faktorem". Překračuje maximální možné zatížení v oblasti provozu. Předvídá se například pravděpodobnost úderu vlny tsunami, srážky s pobřežní strukturou nebo jiným plavidlem. Po 40 letech provozu bude hlavní pohonná jednotka plovoucí jaderné elektrárny nahrazena novou. V tomto případě bude starý vrácen technologickému podniku k využití. Během provozu ani po jeho skončení nebude v prostoru instalace plováku vznikat ekologicky nebezpečný odpad. Oprava a překládka PHM bude prováděna v podmínkách stávajících tuzemských specializovaných podniků. Je na nich přítomno veškeré potřebné vybavení a také kvalifikovaný personál.

Atomový expert: plovoucí jaderné elektrárny. Dobrý postřeh

V současnosti na toto téma vychází mnoho článků. Mnohé z nich představují některé z vývoje řady předních výzkumných a konstrukčních ústavů. Například v roce 2015 vyzdvihli jeden koncept vědci z Massachusetts Institute of Technology. Předpokládá se, že plovoucí jaderná elektrárna (foto zařízení lze vidět v článku) je jednou z nejslibnějších možností zásobování osad, ve kterých není dostatek zdrojů pobřežní zóny. Koncepce ústavu spojuje dvě známé technologie. Zejména se uvažuje o návrhu hlubinné ropné plošiny.

Do konce roku hodlá ROSATOM otestovat transceiverové zařízení první plovoucí jaderné tepelné elektrárny na světě Akademik Lomonosov a v září zahájit výcvik prvních členů posádky. Zprovoznění celého zařízení je plánováno do roku 2019, poté bude plovoucí jaderná elektrárna odtažena do přístavu Pevek na Čukotce, aby nahradila vyčerpanou jadernou elektrárnu Bilibino. Úspěšná realizace tohoto projektu umožní otestovat technologii vytváření kompaktních jaderných bloků „dopravníkové sestavy“ pro různé účely – od výroby elektřiny až po odsolování vody – a snížit její náklady na polovinu. Minulý týden novináři poprvé navštívili plovoucí jadernou elektrárnu, která se staví v zařízeních baltské elektrárny v Petrohradu.

Dorazí na Krym

Role průvodce plovoucí jadernou elektrárnou se ujal Aleksandr Kovalev, hlavní stavitel plovoucí jaderné elektrárny Akademik Lomonosov. Ze všech stran jsme obklopeni dráty a zařízením neznámého účelu a operátoři s kamerami se tísní v úzké chodbě, v jediném souboru překračujícím přepážky mezi oddíly.

"Tady budeme mít tělocvičnu, je tu bazén, dále než chatky," ukazuje Kovalev. I když je těžké si představit všechnu tu nádheru, manévrování mezi visícími kabely podél nekonečných úzkých schodišť a chodeb stanice. Největší místností plovoucí elektrárny je prostor pro překládku vyhořelého jaderného paliva. „Když se podíváte doleva a doprava, jsou to jen prostory pro čerstvé palivo,“ vysvětluje Kovalev. V místnosti pod námi budou dva jaderné reaktory a na levé a pravé straně dole - sklady vyhořelého paliva. Posádku první plovoucí jaderné elektrárny bude tvořit 78 lidí, z nichž každý bude mít jednu kabinu. Na spodních palubách jsou pro hosty k dispozici také dvoupodlažní.

FNPP Akademik Lomonosov, založená již v roce 2006, je hlavním projektem Rosatomu na vytvoření řady mobilních přenosných energetických jednotek s nízkým výkonem. Od roku 2009 je plovoucí stanice postavena na objednávku státní korporace v Baltic Shipyard (součást United Shipbuilding Corporation) v Petrohradě, předtím projekt řešil Sevmash. Aktivní fáze výstavby podle zástupců Rosatomu trvá asi tři a půl roku: výstavba plovoucí jaderné elektrárny byla na několik let pozastavena z důvodů, které jaderný průmysl nemůže ovlivnit, na pozadí bankrotu Mezhprombank Sergeje Pugačeva (Baltzavod se dostal pod kontrolu USC v roce 2011).

Akademik Lomonosov je mobilní jaderná tepelná elektrárna s elektrickým výkonem více než 70 megawattů, včetně dvou reaktorových bloků KLT-40S. Plovoucí jaderná elektrárna je budována na bázi sériové elektrárny pro jaderné ledoborce operující v Arktidě, na rozdíl od nich však není samohybná – na místo určení ji musí odtáhnout voda. Tam je plovoucí jaderná elektrárna napojena na pobřežní infrastrukturu, aby osadám poskytovala elektřinu a teplo. Plovoucí pohonná jednotka je určena k napájení přístavních měst, velkých průmyslových podniků a komplexů na těžbu ropy a plynu na mořském šelfu.

Rosatom věří, že v Rusku je využití atomové energie nejdůležitější pro zásobování teplem a energií odlehlými oblastmi severu (takové regiony a jim ekvivalentní regiony zabírají asi 50 procent území Ruské federace s 20 miliony obyvatel). ). „Jednotný energetický systém Ruska pokrývá pouze 15 procent území země, proto se severní regiony nacházejí v zóně decentralizovaného zásobování energií, kde převažují nízkoenergetické energetické zdroje založené na dováženém organickém palivu,“ poznamenává Rosatom. První ruská plovoucí jaderná elektrárna je navržena pro provoz na Dálném severu a Dálném východě. Podobná zařízení, s patřičným „doladěním“, lze použít v jiných regionech s nedostatkem energie – dokonce i na Krymu, říká Kovalev. V konstrukci Akademika Lomonosova nebudou provedeny žádné globální změny, ale následné plovoucí JE se budou moci přizpůsobit prakticky jakékoli klimatické podmínky a požadavky zákazníků. Například na mezinárodním trhu bude pravděpodobně poptávka po dalším odsolovacím zařízení.

Test na sílu

„Akademik Lomonosov“ má kotvit v přístavu Pevek na Čukotce v roce 2019 a dosáhnout plné kapacity do roku 2021, čímž nahradí jadernou elektrárnu Bilibino, která bude do té doby vyřazena z provozu. Plovoucí jaderná elektrárna je projektována na 40 let provozu, ale každých 10-12 let potřebuje plánované opravy trvající zhruba rok. To znamená, že zdroj elektřiny a tepla v přístavu Pevek bude muset do roku 2030 nahradit druhou plovoucí jadernou elektrárnu s podobnými vlastnostmi.

Foto: Volobuev Alexander / "Lenta.ru"

„Stanice je schopna zajistit fungování energeticky izolovaných regionů a spotřebitelů v těchto oblastech a vytvořit pro ně kvalitativně odlišné podmínky pro život. FNPP je absolutně nezávislá energetická jednotka, kterou lze přemístit kamkoli na světě, “říká Sergej Zavjalov, vedoucí pobočky Rosenergoatom – ředitelství pro výstavbu FNPP. Kapacita plovoucí jaderné elektrárny Akademik Lomonosov podle něj umožní zachovat podporu života osady až pro 100 tisíc lidí. Míru připravenosti energetického bloku plovoucí jaderné elektrárny odhaduje „až na 70 procent“, což odpovídá plánované době výstavby. Zavjalov podotýká, že dokončení stavby plovoucí jaderné elektrárny trvá ještě jeden a půl až dva roky, stavitelé mají čas do plánovaného roku 2019.

V další fázi, říká Zavjalov, budou testována všechna transceiverová zařízení stanice: "Musíme zajistit nejen pevné uvázání [plavidla], ale také dynamické pohyby spojené se změnami hladiny moře, ledem a zatížením větrem." Vrcholový manažer Rosenergoatomu zdůraznil, že roky 2015-2016 jsou klíčové z hlediska načasování uvedení plovoucí jaderné elektrárny do provozu: do konce prosince plánují vypracovat technologie pro přenos elektřiny na břeh a připravit se na testy kotvení. . Bylo pro něj obtížné pojmenovat přesná data vyvazovacích zkoušek.

Plovoucí jaderné elektrárny přidají energii

Vývojáři očekávají, že kromě ruského Dálného severu budou plovoucí jaderné elektrárny žádané i v zahraničí: především v ostrovních státech a v rozvojových zemích s nedostatkem energetických zdrojů.

Číňané mají zájem o nový mobilní zdroj elektřiny. V létě 2014 čínské CNNC New Energy a Rusatom Overseas (dceřiná společnost Rosatomu) vytvořily pracovní skupinu, která měla zorganizovat společný podnik na vytvoření plovoucích jaderných elektráren. Zavjalov potvrdil, že jednání o spolupráci Ruska a Číny při výstavbě plovoucích jaderných elektráren probíhají úspěšně a „spíše dříve než později“ se promění v praktickou rovinu. Hovoříme podle něj především o spolupráci při stavbě lodí, protože Číňané „byli velmi úspěšní“ ve vytváření velkotonážních plavidel. "Loděnice v Číně jsou výkonné, vyspělé technologie a vedení země podporuje stavitele lodí tím nejserióznějším způsobem," vysvětlil. Ruská strana si zároveň hodlá udržet vedoucí roli ve výrobě jaderné elektrárny, má v této oblasti výjimečné znalosti a unikátní technologie.

Foto: Volobuev Alexander / "Lenta.ru"

Aby ale plovoucí jaderná elektrárna chtěla nakupovat od třetích zemí, je potřeba plovoucí jadernou elektrárnu přivést k rozumu, spustit ji, otestovat a její sériovou výrobou výrazně zlevnit. Zavjalov upozorňuje na skutečnost, že nový model jaderné elektrárny lze využít nejen k výrobě tepla a elektřiny, ale také k odsolování vody (podle prognóz UNESCO do roku 2050 s problémem nedostatku čerstvou vodu může postihnout 2 až 7 miliard lidí). To může dále rozšířit trh pro potenciální zákazníky.

Do budoucna plánují tvůrci optimalizovat velikost a funkčnost stanic: omezit se například pouze na výrobu elektřiny (to lze provést již při výstavbě druhé plovoucí jaderné elektrárny pro přístav Čukotka r. Pevek). Tento přístup, věří Zavyalov, sníží náklady na plovoucí jaderné elektrárny o polovinu (náklady na první plovoucí jadernou elektrárnu jsou asi 20 miliard rublů) a také zkrátí dobu výstavby o 40 procent. Plovoucí stanice „Akademik Lomonosov“ se stane jakýmsi testovacím terénem pro vývoj technologií a interakci s energetickými společnostmi, což umožní uvést do provozu výrobu plovoucích jaderných elektráren. „V budoucnu můžeme optimalizovat technická řešení: vytvořit zařízení s několikanásobně menším výtlakem, opustit řadu funkcí, jako je sklad vyhořelého paliva, tankovací zařízení, obytný modul pro posádku,“ vysvětluje Zavjalov. To, jak je koncipováno vývojáři, umožní vytvořit kompaktní, maximálně automatizované plovoucí JE „sestavy dopravníků“ s výkonnějšími reaktorovými bloky (RITM-200 a VBR) schopnými produkovat od 200 do 500 megawattů. Pro takové plovoucí stanice již existují předběžné návrhy, dodal Zavyalov. Náklady lze snížit i odstraněním výroby tepla – nové plovoucí jaderné elektrárny mohou vyrábět pouze elektřinu.

Školení prvních 17 lidí, kteří budou tvořit tým specialistů pro Akademika Lomonosova, začne v září a potrvá zhruba dva roky. Za tímto účelem byla vytvořena přesná kopie centrálního řídicího centra FJF v Centrálním institutu pro pokročilé vzdělávání Rosatomu, kde se modelují a testují různé havarijní situace. Tým správy položek se skládá z pěti lidí v čele s hlavním inženýrem. Plovoucí jaderná elektrárna bude mít i svého ředitele. Kapitán bude odpovědný pouze za otázky bezpečnosti lodi.

První plovoucí jaderná elektrárna na světě už vzbudila zájem ze zahraničí

V Petrohradě v Baltské loděnici se dokončuje stavba unikátního plavidla. První plovoucí energetický blok na světě (FPU, součást plovoucí jaderné tepelné elektrárny) „Akademik Lomonosov“ by měl dorazit do nejsevernějšího přístavu Pevek v autonomním okruhu Čukotka v roce 2019 a nahradit jadernou elektrárnu Bilibino a CHPP Chaunskaya.

Loď je jako město

Nebýt plovoucí jaderné elektrárny (FNPP), pak by obyvatelé Čukotky mohli mít v blízké budoucnosti problémy. Faktem je, že jaderná elektrárna Bilibino a CHPP Chaunskaya, které dodávaly elektřinu a teplo, by měly být brzy vyřazeny z provozu. První funguje v permafrostu více než 40 let, druhý - více než 70. Za tuto dobu oba stihli pěkně zestárnout. Na Čukotce by se samozřejmě dala postavit nová jaderná elektrárna, ale to je dlouhé, drahé a obtížné. Místo toho přišli ruští jaderní vědci s mnohem krásnějším řešením: jadernou elektrárnu lze postavit ne v nesnesitelném klimatu stejné Čukotky, ale třeba v Petrohradu, stanici pak dopravit do jakýchkoli vzdálených měst, kotvit tam a poté přenášet energii místním obyvatelům, podnikům a dokonce i plynárenským a ropným plošinám, které se nacházejí na moři. Toto je plovoucí jaderná elektrárna.

Plovoucí jaderná elektrárna zahrnuje plovoucí jadernou elektrárnu (FPU) „Akademik Lomonosov“, tedy sloupové plavidlo s jadernými reaktory KLT-40S, – říká hlavní stavitel FPU Alexander Kovalev. - Nádoba je navržena tak, aby dodávala 70 MW elektrické energie a 50 GW za hodinu tepla. Druhou součástí plovoucí jaderné elektrárny je pobřežní a hydrotechnická infrastruktura v místě, kde má FPU kotvit. Díky tomu bude možné vyrábět elektřinu a tepelnou energii na souši.

"Akademik Lomonosov" - obrovská loď vysoká téměř 12 pater a dlouhá 144 metrů - je téměř připravena. Trochu se to podobá městu, kde jsou místo spletitých uliček labyrinty chodeb, místo radnice centrální stanoviště, odkud lze ovládat veškeré technologické procesy probíhající na lodi, a místo obytných budov komfortní jednolůžkové kajuty se sociálním zařízením a manažeři také se vstupní halou a kanceláří. „Akademik...“ má dokonce i vlastní „sociální zázemí“ – knihovnu, tělocvičnu a sportovní halu, saunu, bazén, tiskovou místnost pro komunikaci s tiskem. To vše je nepostradatelné.

Na lodi je 96 členů posádky, - říká zástupce zákazníka, ředitel pobočky Rosenergoatom Concern JSC Sergey Zavyalov. - Tito lidé budou pracovat na směny na základě rotace po dobu tří měsíců. Posádce proto musí být poskytnuty komfortní podmínky. To se provádí na jakýchkoli velkých lodích, které plují do moří a oceánů na mnoho měsíců a slouží tam v izolaci od pevniny.

12 let sedm dní v týdnu

Ale srdcem Akademika Lomonosova není knihovna s bazénem nebo dokonce centrální pošta. Jedná se o dva jaderné reaktory, kterým se nyní dostává zvýšené pozornosti pracovníků Baltzavodu: připravují se na příjem a první nakládku jaderného paliva, která je naplánována na začátek roku 2017. Teprve poté - po fyzickém spuštění reaktorů, všemožných kontrolách a testech - bude loď odtažena do Peveku ("Akademik Lomonosov" nemůže sám odplout).

FPU je druh baterie pro dodávání energie na břeh. A je určen pro 12letou práci bez továrních oprav, - říká Alexander Kovalev. - Ale v tomto období je nutné přebíjet jaderné palivo alespoň jednou za tři roky. Proto jsou na palubě plavidla k dispozici speciální místnosti pro skladování již vyhořelého paliva. Jak vidíte, vše je zajištěno.

Zvláštní pozornost je ale věnována bezpečnosti. Přesto je Akademik Lomonosov jadernou elektrárnou, která se bude nacházet v blízkosti osad. Proto je reaktorová elektrárna PES vybavena novou aktivní zónou s nízkým obohacením uranu. A na Akademik Lomonosov vznikly další systémy aktivní a pasivní ochrany, které neumožní nouzovou situaci. Nad reaktorovými minami jsou navíc speciální sudy – nouzové přelévací nádrže. Pokud teplota v reaktorech příliš stoupne, existují mechanismy pro odvod přebytečného tepla.

Vítr není překážkou

Stavba Akademika Lomonosova je stále polovinou bitvy. Před jeho příjezdem do Peveku je potřeba připravit komplex pobřežních staveb včetně 600metrového mola, díky kterému vznikne v místě „parkoviště“ SEB uzavřená vodní plocha. To ochrání jadernou elektrárnu v případě klimatické nouze.

Do 2-3 měsíců musíme zajistit dodávku materiálů od Velká země do města Pevek, což nám umožní postavit molo - gigantickou stavbu-dok pro parkoviště PEB, - říká Sergej Zavyalov. - V současné době jsou na cestě dvě transportní lodě: "Constanta" a "Anisimov". Tyto lodě přepravují stavební zařízení a vrtací stroje. Obecně musíme zajistit zásobu stavebních materiálů na celé meziplavební období roku 2017. To znamená, že se řeší vážný, dokonce bych řekl, grandiózní úkol. Již 4. října na staveništi v Peveku důležitá událost: tzv. ceremonie zarážení vedoucích pilotů. Jedná se o tradiční akci, která doprovází výstavbu takových zařízení a je počátkem výstavby velkého zařízení v Arktidě.

Postavit 600metrové molo nebude jednoduché. Jedním z hlavních problémů je drsné klimaČukotka.

Čukotka je známá svým větrem yuzhak, jehož rychlost dosahuje 80 metrů za sekundu, “říká Sergej Zavyalov. - Snadno zdemoluje 90tunové jeřáby! Za takových podmínek budou muset Rosenergoatom Concern a náš dodavatel provést veškerou práci co nejdříve. Odhadované náklady na vytvoření pobřežních zařízení pro plovoucí jadernou elektrárnu jsou 7,2 miliardy rublů a energetická jednotka (FPU) - 21,5 miliardy. To je hodně peněz, ale mnohem levnější, když postavíte jadernou elektrárnu na Čukotce na zemi. Navíc postavit unikátní objekt napoprvé je vždy dražší. Typické plovoucí jaderné elektrárny budou výrazně levnější.

Svět čeká na plovoucí jadernou elektrárnu

O plovoucí jaderné elektrárny se již začalo zajímat i zahraničí. Je to pochopitelné, protože plovoucí jadernou elektrárnu lze sklouznout téměř kamkoli na Zemi.

Poptávka po takových zdrojích energie je v dnešním světě velmi vysoká, - připouští Sergej Zavyalov. - V letech 2009-2012 jsem se podílel na podepisování memorand o záměru s řadou zemí jihovýchodní Asie a Blízkého východu. Zájem o mobilní výrobu elektrického tepla je patrný v Malajsii, Indonésii, Thajsku, Saudská arábie, Spojené arabské emiráty, Katar, Čína. Zástupci z těchto zemí uvedli, že jakmile dokončíme stavbu hlavní pohonné jednotky a budou viditelné první výsledky práce, mohou s námi začít spolupracovat. Čím dříve tedy předvedeme světové komunitě naše nové technologie, tím dříve budeme moci přijímat objednávky na komerční využití takových produktů.

Samozřejmě je možné stavět sériové plovoucí jaderné elektrárny s nižšími náklady a s využitím již vylepšených technologií. Podle Sergeje Zavjalova může typická plovoucí jaderná elektrárna stát o 40–50 procent méně. Další plovoucí jaderná elektrárna se s největší pravděpodobností začne stavět ihned poté, co začne fungovat „referenční vzorek“. Plánuje se, že podobné stanice v Rusku mohou být použity v Taimyru a Kamčatce.

Jekatěrina Kuzněcovová

Cvičení pro nejlepší

Budoucí členové posádky "Akademik Lomonosov" jsou vyškoleni v petrohradské pobočce Centrálního institutu pro pokročilá studia (CIPC) Rosatomu. Školení trvá dva roky. Během této doby musí posádka projít jak teorií, tak praxí u samotné pohonné jednotky. Součástí „lekcí“ je dokonce i záchrana osob na vodě, akce při požáru, odtlakování reaktoru nebo vniknutí vody. Zhruba třetina času je věnována výcviku na simulátoru. V Ústředním ústavu pokročilých studií byl vytvořen speciální simulátor, který plně napodobuje ovládací panel na Akademiku Lomonosově. Lze jej naprogramovat na 250 systémových poruch. Díky tomu bude posádka do konce výcviku vědět, jak se zachovat v případě nouze.

Nyní tvoříme tým, - říká Sergej Zavjalov, - Synchronizujeme nábor personálu s plánem výstavby schváleným Baltzavodem. To znamená, že připravujeme určité specialisty na určitou dobu výstavby. Mohu říci, že lidí ochotných pracovat v Akademiku Lomonosově je hodně. Obsazujeme a vybíráme jen ty nejlepší.

Plovoucí JE „Akademik Lomonosov“ je projektem mobilních dopravních energetických jednotek malého výkonu. Jde jen o první elektrárenský blok, který je součástí kompletní plovoucí jaderné elektrárny. Už v roce 2019 by měl dorazit do severního přístavu Pevek. Hlavním účelem tohoto bloku je nahradit jadernou elektrárnu Bilibino a CHPP Chaunskaya.

Účel

Plovoucí jaderná elektrárna v Peveku by měla obyvatelům Čukotky poskytovat teplo a elektřinu. Provozující jaderná elektrárna Bilibino a CHPP Chaunskaya by měly být vyřazeny z provozu, protože jejich životnost se blíží ke konci kvůli zastaralému zařízení. Na Čukotce by se samozřejmě dala postavit nová jaderná elektrárna, ale kvůli silným mrazům je to drahé a obtížné. Místo toho probíhá na žádost ruské společnosti Rosatom stavba plovoucí jaderné elektrárny. Tato myšlenka ležela na povrchu, protože za normálních podmínek je jednodušší postavit pohonnou jednotku než v permafrostu. Již hotové bloky lze dopravit po vodě do vzdálených měst, tam kotvit a zajistit místním obyvatelům elektřinu. Tyto pohonné jednotky lze také použít k napájení ropných a plynových platforem a podniků.

Kromě toho je plovoucí jaderná elektrárna schopna poskytovat obyvatelům a podnikům tepelnou energii a také produkovat odsolování mořskou vodou... Za den je možné zpracovat od 40 do 240 metrů krychlových mořské vody, poté se stává čerstvou a vhodnou ke konzumaci. To vše umožňuje zvýšit průmyslový potenciál regionů a dokonce přilákat investice zlevněním elektřiny.

Loď jako město

Plovoucí JE "Akademik Lomonosov" je obrovská loď o velikosti 12patrové budovy a délce 144 metrů. Dá se to přirovnat k malému městu. Místo spletitých uliček na lodi jsou labyrinty chodeb, místo radnice centrální stanoviště - odtud se řídí technologické procesy. Místo domů má loď pohodlné samostatné kajuty pro personál. K dispozici jsou také kanceláře pro vedoucí pracovníky.

Také na této plovoucí jaderné elektrárně se nachází sociální zařízení: knihovna, sportoviště a tělocvična, sauna a také speciální tisková místnost pro komunikaci s tiskem.

Na palubě je celkem 96 členů posádky, kteří střídavě pracují po dobu tří měsíců. Toto provozní schéma je standardní a používá se na mnoha velkých plavidlech, která jsou na moři mnoho měsíců.

Náklady a účastníci projektu

Náklady na první blok plovoucí jaderné elektrárny stály 16,5 miliardy rublů. To zahrnuje vše: konstrukci, vybavení, reaktorovou elektrárnu, vytvoření speciálních konstrukcí na pevnině pro kotvení lodi. Pokud z této částky vyřadíme všechny nepotřebné věci, pak cena „čisté“ plovoucí elektrárny bude činit 14,1 miliardy rublů. V důsledku toho bylo vynaloženo 2,4 miliardy rublů na výstavbu hydraulických a pobřežních struktur, které jsou také nezbytné k zajištění provozu plavidla.

Účastníky projektu jsou tyto společnosti:

1. Zákazníkem je Rosatom.
2. Atomenergo je konstruktérem plovoucí jaderné elektrárny.
3. JSC "Baltic Plant" - výrobce.
4. Výrobu turbín převzala Kaluga Turbine Works.
5. Za dodávku zařízení reaktoru odpovídal II Afrikantov OKBM.

Plány do budoucna

Je třeba poznamenat, že projekt plovoucí jaderné elektrárny v Petrohradě, pokud bude úspěšný, se stává velmi slibným. Mnoho zemí čeká na zahájení provozu této stanice, aby bylo možné určit její účinnost a proveditelnost použití ve vlastních zemích. Ještě v roce 2002 Rosatom podepsal deklaraci o výstavbě plovoucích jaderných elektráren pro použití ve Viljučinsku (Kamčatka), Dudince (Taimyr), Peveku. Také by se tyto „plováky“ měly objevit v Jakutsku a na Krasnojarském území.

Bezpečnostní

Vzhledem k tomu, jaký druh „nákladu“ je na palubě takové plovoucí stanice, je otázka bezpečnosti jednou z nejnaléhavějších. Možná stojí za to začít s tím, že obohacení paliva používaného v plovoucí pohonné jednotce nepřesahuje úroveň stanovenou MAAE. Všechny stanice tak vznikají v úzkém rámci mezinárodní legislativy.

Druhým aktuálním problémem je odolnost plovoucí instalace vůči přírodním vlivům. Tornádo, tsunami, silný vítr – to vše musí plovoucí jaderná elektrárna odolat. O "OKBM pojmenovaném po Afrikantov" mají k dispozici technologie pro výrobu jaderných zařízení, které odolají jakémukoli přirozenému dynamickému zatížení. Tyto technologie byly použity k vytvoření plovoucí jaderné elektrárny. Nepřímým potvrzením toho jsou zařízení jaderného reaktoru křižníku "Kursk". Odolaly silnému výbuchu, následně zajistily stažení reaktoru a udržely jej v bezpečném stavu, proto radioaktivní látky neunikly do okolí.

Jako každé jiné zařízení je plovoucí pohonná jednotka také navržena s bezpečnostní rezervou, která přesahuje možné zatížení v oblasti, kde je plánován provoz jednotky. Výpočet také bere v úvahu zatížení, která mohou pravděpodobně vzniknout v důsledku srážky s jinou lodí nebo konstrukcí na pevnině.

Obecně se ve flotilách Ruska, USA, Číny, Francie a Anglie používají stovky lodí s jadernými elektrárnami. Ledoborec, letadlové lodě, křižníky, ponorky – mnoho z těchto lodí má jaderné elektrárny a sídlí v přístavech, které jsou blízko velkých měst.

Servis

Pokud jde o opravu a překládku paliva, všechny tyto operace se provádějí v Rusku se zapojením specializovaných podniků zabývajících se technologickou údržbou jaderných lodí. Patří mezi ně kvalifikovaní specialisté a samotné společnosti mají potřebné vybavení pro servis lodí.

Po dosluhování pohonné jednotky 40 let bude vyměněna za novou. Starý blok se vrací do specializovaného podniku, kde je zlikvidován. Díky tomu z něj nezůstanou žádné nebezpečné materiály a látky, které by mohly škodit životní prostředí a osoba.

Kdo je proti plovoucí jaderné elektrárně?

Stejně jako mnoho jiných ambiciózních projektů byla myšlenka na vytvoření „plovoucího Černobylu“ ekology přijata špatně. Nejenže takový nápad nevítají, ale věří, že být nad vodou s tak výkonným reaktorem je nebezpečné. Odborníci účastnící se tohoto projektu tvrdí, že žádné nebezpečí nehrozí, protože jaderné lodě jsou na hladině již mnoho let a žádné katastrofy se nestaly. Aktivisté ale trvají na svém a jako argument uvádějí skutečnost, že parametry reaktorů plovoucího zařízení byly změněny ve srovnání s parametry reaktorů používaných na ledoborcích, křižnících atd. Zejména reaktory plovoucích jaderných elektráren mají větší jádro a budou pracovat v těžších podmínkách a deklarovaná životnost 40 let přesahuje povolenou životnost takových reaktorů. Mnoho ekologů proto připouští, že se v Pomorí připravuje velký jaderný experiment, který může skončit katastrofálně nejen pro tyto regiony, ale pro celé Rusko.

Greenpeace se také připojilo k protestu tím, že na svých webových stránkách zveřejnilo obrovský seznam nehod lodí poháněných reaktory. Seznam byl působivý a byl sestaven na základě dostupných veřejných zdrojů. Tento seznam zahrnuje více než 100 nehod, ke kterým došlo na lodích, včetně nehod s únikem radioaktivních látek do životního prostředí.

Odpad

Ekologové jsou přesvědčeni, že Rusko se skrývá za problémy s dodávkou energie do vzdálených regionů pro stavbu plovoucích jaderných reaktorů, které budou v budoucnu pronajímány v zahraničí. Zároveň je vysoká pravděpodobnost, že Rusko také provede údržbu, včetně likvidace vyhořelého jaderného paliva. Člun s jaderným palivem, který vyplul ze Severodvinsku, se o 40 let později vrátí jako velká skládka jaderného odpadu. Pokud uvedeme výrobu takových jaderných elektráren do proudu, tak velmi brzy nastane problém s likvidací vyhořelého paliva a bude obtížnější jej pohřbít než klasické palivo z pozemních jaderných elektráren.

Vysoká cena

Zástupce generálního ředitele Rosatomu Sergej Krysov již dříve uvedl, že cena jedné kWh vyrobené v plovoucí jaderné elektrárně je 1,5 rublu. To je mnohem levnější než náklady na kWh získané spalováním plynu nebo uhlí na Dálném severu, protože cenu za elektřinu tvoří především dopravní složka.

Generální ředitel Malaya Energetika připouští, že ve srovnání s pozemními JE jsou náklady na výrobu jedné kWh na plovoucí stanici mnohem dražší, ale každopádně levnější než používání fosilních paliv na Dálném severu. Nutno podotknout, že náklady na stavbu plovoucí jaderné elektrárny nezohlednily náklady na likvidaci vyhořelého paliva, které bude třeba za 40 let pohřbít. Vzhledem k těmto nákladům je možné, že cena za výrobu jedné kWh elektřiny by mohla být mnohem vyšší než náklady na jednu kWh při použití plynu nebo uhlí.

Nyní však nikdo nebude platit a zohledňovat náklady na likvidaci. Je docela možné, že do 40 let budou vynalezeny levné recyklační technologie. Mohou být také vynalezeny způsoby opětovného využití vyhořelého jaderného paliva.

Konečně

Na světě jsou pouze dvě plovoucí jaderné elektrárny. První plánovali postavit v roce 1961 Američané, ale již v roce 1976 byl vyřazen z provozu kvůli ekonomické neefektivitě a nebezpečnému používání. Akademik Lomonosov je dnes jedinou fungující plovoucí jadernou elektrárnou, která je velmi dobrým řešením pro zásobování odlehlých severních oblastí Ruska energií. Postupem času použití těchto „mobilních baterií“ umožní rozvoj průmyslu a zvýšení kapacity stávajících podniků v odlehlých regionech, kde to dříve nebylo možné kvůli vysokým nákladům nebo nedostatku elektřiny.

Centrální ovládací panel plovoucí jaderné elektrárny (FNPP) "Akademik Lomonosov". Operátor stiskne na tři sekundy červené tlačítko, siréna zabzučí, světla zhasnou, čísla na teplotních čidlech klesnou.

- Nouzová ochrana byla aktivována na reaktoru, na levé straně. - vysvětluje Evgeny Gavrilov, vedoucí odboru výcviku Ředitelství pro výstavbu a provoz plovoucích jaderných elektráren. - Tyče nouzové ochrany vlétly do aktivní zóny reaktoru. Proces řetězové reakce je ukončen. Jaderný reaktor je odstaven, je v podkritickém stavu a převeden do režimu odvodu zbytkového tepla. Druhý reaktor na pravoboku nadále funguje stabilně. Zhen, vrať mě do normálu!

Zhenya "opraví" atomový reaktor, rozsvítí se světlo, zhasne siréna, teplota reaktoru se postupně vrátí k normálu.

Jsme na plnohodnotném simulátoru, přesné kopii (až do barvy stěn) CPU, která bude instalována na plovoucí pohonnou jednotku (FPU) Lomonosovovy akademie.

Výcvik na trenažéru probíhá následovně: instruktor vyvolá nouzovou situaci – nastaví určité parametry a dojde např. k „prasknutí potrubí“. Úkolem operátorů je navigovat a uvést reaktory do bezpečného stavu. To vše je zaznamenáno na videokamery, po kterých se odehraje rozbor, říká Gavrilov.

Stisk červeného tlačítka je výsadou operátora, i když podle Gavrilova „čistě nominálně – téměř nikdy se nestiskne“.
„Operátoři se bojí – nikdy nevíte, co se stane: sklo spadne nebo co. Proto na toto tlačítko nasadili speciální krytky, aby jej omylem nestiskli. A pokud to opravdu potřebujete, stáhl čepici a stiskl ji, “říká Gavrilov.

Od 1. září začne plný výcvik v Ústředním institutu pro pokročilá studia Státní korporace pro atomovou energii Rosatom, kde je simulátor umístěn.

„Prvních 17 lidí, kteří u nás začínají studovat, jsou na úrovni manažerů: hlavní inženýři, klíčoví přední specialisté související s provozem,“ říká Tair Tairov, ředitel pobočky CIPK, prorektor institutu.

Nyní se tvoří páteř budoucího týmu. „Samozřejmě existuje přání, aby se první posádka rekrutovala ze zkušených lidí. Proto nyní dáváme přednost lidem z poměrně úzkého světa ledoborců, námořních námořníků a jaderných vědců, “říká Andrey Tunimanov, vedoucí oddělení personálního řízení.

Už teď se ví, že směn bude celkem šest. Ale v jakém harmonogramu bude posádka pracovat, zatím nerozhodli: buď dva měsíce za dva, nebo jako na ledoborcích čtyři za čtyři měsíce.

- Ale ředitel a hlavní inženýr FPU nepracuje na rotační bázi. Neustále pracují a jezdí na dovolenou. V souladu s pracovní legislativou, - říká Tunimanov hlasitě.

- Uh, ano, budou také. Jsou horší než ostatní? - Gavrilov se usměje. Sám hlavní inženýr skromně mlčí.

„Když jsme v letech 2008-2009 teprve začínali s přípravou, potýkali jsme se s tím, že takové zařízení na světě ještě není. - vysvětluje rozpory v Tairovově svědectví. - Dokonce se vedly spory o to, co to je: jaderná elektrárna nebo loď s reaktorovými zařízeními. Došli jsme k závěru, že se jedná o nádobu stoického typu, která nemá vlastní průběh. Ale spory pokračují."

Místo klasických jaderných elektráren

"Akademik Lomonosov" se sám pohybovat nebude. Aby prošel například po Severní mořské cestě, bude potřebovat dva průvodce ledoborce: jeden prolomí led, druhý potáhne FPU na pevném závěsu.

Výkon jaderného reaktoru je také srovnatelný s výkonem moderních jaderných ledoborců – jsou na něm instalovány dva reaktory KLT-40S, které vyvíjí Afrikantov OKBM JSC z Rosatom State Corporation.

Hlavním rysem FPU je schopnost přenášet energii a teplo na břeh.

„Úspěchy a technologie jaderné stavby lodí poprvé na světě v takovém měřítku a objemu budou použity k výrobě tepla a elektřiny pro potřeby spotřebitelů,“ říká Sergej Zavjalov, zástupce generálního ředitele Rosenergoatom Concern, vedoucí ředitelství pro Výstavba a provoz FNPP, ne bez patosu. "Vyrobíme elektrickou a tepelnou energii v množství FPU a pomocí přenosových zařízení ji celou dopravíme do energetických sítí, které zajistí fungování energeticky izolovaných regionů."

Konkrétně Akademik Lomonosov nahradí zastaralou JE Bilibino a CHPP Chaunskaya v Peveku na Čukotce. Podle Zavyalova přijede do přístavu Pevek v roce 2019.

PEB lze připojit ke stávajícím sítím a generovat 70 MW elektrické energie, 50 GW za hodinu tepelné energie, což umožňuje podporovat potřeby města do 100 tisíc obyvatel.

„V roce 2021 bude jaderná elektrárna Belibinsk vyřazena z provozu a do té doby musíme zákazníkům dodat našich 70 MW energie,“ říká Zavjalov. Podle něj jsou ale „sítě v dost špatném stavu“ a vyžadují výměnu. „Taková rozhodnutí jsou nyní vypracovávána ve vládě. Všechny problémy musí být vyřešeny do roku 2019."

Historie "akademika Lomonosova"

FNPP nemá ve světě obdoby, říkají vývojáři. Pravda, Američané jednou, během vietnamská válka postaví na plošinu reaktor a turbínu, aby poskytly Panamskému průplavu energii pro průchod jejich jednotek. Ale je těžké to nazvat analogem.

PEB dostal jméno „akademik Lomonosov“, protože měl být připraven k 300. výročí vědce v roce 2011. V roce 2006 se vítězem stavebního řízení stal podnik Sevmash, ale po odložení zakázku obdržel závod v Baltském moři (v současné době se na výstavbě FPU - 1 \ 5 závodu) podílí 700 lidí.

"Přijeli jsme do Sevmaše, nastartovali jsme a měli jsme tam dva problémy." - říká Zavjalov. "V žádném případě by neměli být obviňováni ani Sevmashem, ani staviteli lodí, nebo ještě více, zákazníky." Jde o problém související s nedostatečností konstrukční základny Sevmash. Na takové předměty nebyli připraveni. A během této doby padl na Sevmash obrovský státní obranný příkaz a oni se prostě začali dusit.

Stavba byla obnovena až v roce 2013. Podle Zavjalova se z 8 let objekt ve skutečnosti staví jen 3,5 roku. Nyní je připraven na 70 %. "A bude to trvat ještě asi rok a půl."

Celkové náklady na projekt jsou podle Zavyalova „do 20 miliard rublů, to jsou velmi rozumné a vyvážené ukazatele“. Náklady na další blok by podle něj měly být nižší.

A ukazuje se, že bez dalšího bloku se neobejdete. „Vstaneme v Bilibinu, začneme pracovat a první cyklus dokončíme do 10 let. V souladu s tím musíme během této doby postavit druhou pohonnou jednotku, která ji nahradí. Předpokládám, že to bude stejné, i když mohou existovat jiná technická řešení,“ vysvětluje Zavjalov.

„FPU, která je na místě 10 let, zajišťuje elektřinu. Přetížení se provádí každé 2,5 - 3 roky. Vykládání paliva zajišťuje specializované zařízení, které je umístěno na FPU a je zde zajištěno i skladování vyhořelého paliva, - dodává Jurij Fadějev, hlavní konstruktér JSC Afrikantov OKBM. Podle něj je FPU po 10 letech provozu převezena do loděnice na střední opravu. Tam se vyloží staré palivo a naloží se nové. Tyto cykly je nutné opakovat po celou dobu životnosti 40 let.
Tento SEM je považován za referenční vzorek. Vypracujeme na něm všechny technologie. „Z hlediska budoucnosti nám takové zařízení spotřebovávající kovy nebude vyhovovat, je velmi drahé,“ říká Zavjalov. Pokud vše půjde dobře, sázka bude nasazena na kompaktnější produkty, které budou ochuzeny například o obytný blok s knihovnou a bazénem (které má Akademik Lomonosov), a budou naostřeny výhradně na výrobu tepla. a elektřiny.

Rosatom nepochybuje o tom, že plovoucí pohonné jednotky budou žádané i v zahraničí. Zejména s přídavnou sadou zařízení pro odsolování vody. Hlavní věcí je vypracovat technologie hromadné výroby. I dnes projevují čínští partneři přímý zájem o plovoucí jadernou elektrárnu.

Ledoborec nové generace

V Baltské loděnici zároveň probíhá výstavba jaderný ledoborec nová generace „Arktika“, která by měla být uvedena na trh 26. května příštího roku v den 160. výročí závodu (na obrázku výše). Poslední sekce příďového bloku byla instalována 22. srpna 2015.

„Tento ledoborec je největší a nejvýkonnější ledoborec na světě. Hlavní rozměry jsou 12,74 m, maximální šířka je 34 m, výška včetně nástavby, potrubí a stožáru je asi 53 m, “říká projektový manažer Sergej Chernogubovsky.

V současnosti má Rosatomflot dva typy ledoborců: velké ledoborce, například 50 Years of Victory (zdaleka největší na světě) a ledoborec s mělkým ponorem (určené pro doprovod lodí k ústím sibiřských řek) – Taimyr a Vaigach .

"Arktika" kombinuje dva typy ledoborců, protože má dvojitý ponor.

„Pracovní ponor je 10,5 m, přičemž maximální výtlak je 33 tisíc tun. Na takovém návrhu pracuje, když řídí karavany lodí v Arktidě. Minimální ponor je 8,65 m - na tomto ponoru může fungovat v ústích řek, jako je Yenisei, “říká Chernogubovsky.
Další vlastností je, že je vyrobena z vysokopevnostní oceli. „V oblasti ledového pásu je to 40 mm. V tomto ohledu může ledoborec projet rychlostí 1,5–2 uzlů, při maximální rychlosti, pájený led až do výšky 2,8 m vpředu i vzadu, “říká projektový manažer.
V současné době jsou v Baltské loděnici podepsány dvě smlouvy. První - pro stavbu vedoucího ledoborce "Arktika" a druhý - pro vytvoření dvou sériových ledoborců "Sibiř" a "Ural".