Режим маневрирования: «ЗА» и «ПРОТИВ»

После введения чрезвычайного положения в энергетике общественностью и специалистами данной сферы активно обсуждается вопрос о необходимости и возможности эксплуатации энергоблоков атомных станций в режиме суточного маневрирования. Редакции веб-сайта Uatom.org удалось пообщаться с экспертами в отрасли и выяснить, при каких условиях Украина может позволить себе суточное регулирование мощности на отечественных АЭС.

УЧЕНЫЕ – «ЗА». ПРЕДПОСЫЛКИ ЕСТЬ

По информации Государственного научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности (ГНТЦ ЯРБ), вопрос возможной эксплуатации отечественных энергоблоков в режиме маневрирования возник в связи с колебаниями потребления электроэнергии в течение суток при дефиците маневренных мощностей.

Дефицит маневренных мощностей – характерный признак отечественной энергосистемы в связи с имеющейся структурой энергетики. Последние три года эта проблема была осложнена рекордно маловодными весной и летом, в результате чего гидроэлектростанции сократили производство электроэнергии почти вдвое. В этом году важной причиной дефицита стала сложная ситуация с использованием тепловой генерации для маневрирования, в том числе в связи с блокадой поставок угля с неподконтрольных территорий.

Функционирование объединенной энергосистемы государства в условиях изменения экономической ситуации, физическое старение основного оборудования тепловых станций, запланированное объединение с энергосистемой ЕС, ограниченная пропускная способность линий электропередач заставляют серьезно задуматься над целесообразностью привлечения АЭС к работе в режиме суточного регулирования мощности.

На сегодняшний день в Украине эксплуатируется 15 энергоблоков АЭС. Запорожская АЭС (6 энергоблоков ВВЭР-1000 мощностью 1000 МВт каждый) размещена в промышленно развитом регионе, и все же имеет значительные ограничения пропускной способности линий электропередач (около 5300 МВт). Это не позволяет одновременно эксплуатировать сразу 6 энергоблоков на номинальной мощности. На данный момент планируется принятие технических решений (введение в эксплуатацию еще одной воздушной линии), что позволит обеспечить выдачу необходимой мощности ЗАЭС.

Ровенская АЭС (2 энергоблока ВВЭР-440 и 2 энергоблока ВВЭР-1000) и Хмельницкая АЭС (2 энергоблока ВВЭР-1000) находятся в регионе, который характеризуется определенным избытком электроэнергии. В свою очередь это требует перераспределения электроэнергии с другими регионами. Недавно эта проблема была решена путем введения в эксплуатацию новой линии электропередач ВЛ-750 РАЭС-ХАЭС-ПС «Киевская».

Южно-Украинская АЭС (3 энергоблока ВВЭР-1000 мощностью 1000 МВт каждый) имеет возможность значительную часть электроэнергии перераспределять между ближайшими потребителями. Суточные колебания будут нивелироваться за счет Ташлыкской ГАЭС.

Существующая энергосистема Украины, с учетом запланированных мероприятий по ее усовершенствованию в части выдачи полной мощности ЗАЭС, позволяет эффективно использовать мощности атомных станций и рассматривать вопрос использования энергоблоков в режиме суточного регулирования. Этот вопрос наиболее актуален для АЭС, расположенных в северо-западном регионе.

МИРОВОЙ ОПЫТ

Суточное регулирование мощности на энергоблоках не является уникальным явлением. В 2002-2004 годах с использованием таких режимов осуществлялась эксплуатация первого и второго энергоблоков Ростовской АЭС. В 2005-2008 годах режим суточного маневрирования действовал на третьем и четвертом энергоблоках Кольской АЭС в России. Такой же режим был применен на первом и втором энергоблоках АЭС Тяньвань в Китае. Следует отметить, что серия данных энергоблоков ВВЭР – 1000.

Во Франции, где более 75% электроэнергии вырабатывается на АЭС (реакторы типа PWR – аналоги ВВЭР), маневровые режимы внедрены с середины 70-х годов прошлого века. Пример режима маневрирования некоторых ядерных реакторов Франции изображен ниже.

В целом, стоит отметить, что эксплуатация АЭС в режиме суточного регулирования используется в тех странах, где высокий процент электроэнергии производится на АЭС; при этом существует нехватка маневренных мощностей. Это напрямую касается ситуации, которая сейчас сложилась в энергетическом секторе Украины.

ЯДЕРНЫЙ РЕГУЛЯТОР: ПЕРВООЧЕРЕДНАЯ ЗАДАЧА – ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ

В Украине исследование режима суточного регулирования мощности выполняется на энергоблоке №2 Хмельницкой АЭС. Первый этап освоения такого режима был успешно проведен во время второй топливной кампании 2006 года. Тогда для изучения возможности эксплуатации энергоблока в режиме маневрирования был выполнен значительный объем работ по обоснованию безопасности и проведен ряд модернизаций систем и компонентов энергоблока. В частности, проведен анализ режимов управления полем энерговыделения реакторной установки ВВЭР-1000/В-320; осуществлена оценка целостности оболочки твэла при многократных циклических изменениях мощности; выполнен анализ ресурса основного оборудования реакторной установки с учетом суточного регулирования мощности и пр. Для подтверждения возможности эксплуатации энергоблока в маневренном режиме также были проведены двухэтапные испытания. Первый этап – продолжительностью 4 суток в первой половине второй топливной кампании; второй этап – продолжительностью 6 суток в середине второй топливной кампании.

По результатам опытной эксплуатации получены положительные заключения.

В рамках выполнения работ по дальнейшему исследованию возможности эксплуатации энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 в режиме маневрирования эксплуатирующей организацией был разработан ряд документов, прошедших государственную экспертизу ядерной и радиационной безопасности и были согласованы с Госатомрегулированием.

Учитывая важность детального исследования регламента работы при режиме регулирования и обоснования вопросов безопасности, было принято решение о реализации этапов дополнительной опытной эксплуатации.

Первый этап возобновленной эксплуатации на втором энергоблоке ХАЭС проведен в период с 21 апреля по 11 мая 2015 года. За это время реализован 21 цикл изменения мощности в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.

Замечаний к работе персонала и оборудования второго энергоблока Хмельницкой АЭС не было выявлено. Положительные результаты эксплуатации освещены в Отчете ХАЭС, который был рассмотрен Госатомрегулированием и отправлен на доработку. Замечания касались необходимости внедрения ряда модификаций, связанных с автоматизацией процессов, оптимизацией работы оборудования реакторной установки, совершенствования эксплуатационной документации и пересмотра детерминистического анализа безопасности.

Сейчас НАЭК «Энергоатом» работает над подготовкой ко второму этапу возобновленной эксплуатации (50 циклов). Кроме того, в Госатомрегулирования поступило на согласование Техническое решение относительно использования первого энергоблока ЗАЭС в режиме первичного регулирования мощности.

Эксперты Госатомрегулирования считают, что с технической точки зрения, одним из важнейших требований для внедрения режима суточного маневрирования является достаточный уровень надежности ядерного топлива. Поэтому, НАЭК «Энергоатом» должен провести оценку возможных последствий для состояния топлива и основного оборудования энергоблока во время длительного использования режима суточного регулирования мощности.

Также специалисты Госатомрегулирования отмечают, что кроме аспектов безопасности, целесообразно проанализировать экономическую составляющую, разработать Технико-экономическое обоснование использования этого режима. Без этого определить истинную эффективность режима маневрирования не удастся.

Подытоживая, специалисты ядерного регулятора отметили, режим суточного маневрирования на отечественных энергоблоках АЭС может быть внедрен исключительно после получения окончательного заключения Государственной инспекции ядерного регулирования Украины относительно обеспечения ядерной и радиационной безопасности. Среди обязательных требований: внедрение модификаций, определенных по результатам опытной эксплуатации энергоблока в режиме суточного регулирования мощности, внесение необходимых изменений в эксплуатационную документацию, пересмотр анализов безопасности, а также успешное проведение индивидуальных и комплексных испытаний оборудования, систем энергоблока.

ЭКСПЛУАТИРУЮЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПОСЧИТАЛА РАСХОДЫ

Президент НАЭК «Энергоатом» Юрий Недашковский отметил, что эксплуатирующая организация заинтересована во внедрении маневренных режимов на отечественных энергоблоках, потому что это способствует надежной работе энергетической системы Украины, а также при надлежащем экономическом подходе может повысить экономические показатели работы НАЭК. При этом указанный режим работы должен происходить, конечно, с соблюдением всех норм и стандартов ядерной и радиационной безопасности.

Глава «Энергоатома» констатировал, что вопрос работы энергоблоков АЭС в режиме маневрирования всегда был узкопрофессиональной темой, но в последнее время он получил всеобщий резонанс и очень живо обсуждается не только в средствах массовой информации, но и во властных коридорах. «Диапазон мнений, которые высказываются по этому поводу очень широк, к сожалению, нередко можно услышать чрезмерно категоричные утверждения – вплоть до спекуляций на тему «второго Чернобыля», который якобы возможен из-за внедрения маневренных режимов. Поэтому я хочу еще раз четко сказать, что никакого «второго Чернобыля» не будет – разгрузки или нагрузки энергоблоков в настоящее время происходят в проектных режимах, безопасность которых обоснована», – подчеркнул Юрий Недашковский.

По оценкам специалистов, для перехода на суточный маневренный режим компании необходимо не менее 3-4 лет. Для полной отработки возможности эксплуатации энергоблока в режиме суточного регулирования мощности необходимо пройти 200 циклов разгрузок-нагрузок. Для обеспечения безопасности эксплуатации в таких режимах необходимо обязательно осуществить модернизацию энергоблока. Стоимость таких работ около 300 млн. грн. для одного энергоблока. Для того, чтобы быть эффективными в условиях новой модели энергорынка, эксплуатирующей организации необходимо внедрить режим маневрирования на 5 энергоблоках из 15. При этом, в первую очередь нужно завершить опытную эксплуатацию маневренного режима на энергоблоке №2 Хмельницкой АЭС. Для привлечения других энергоблоков к суточному регулированию мощности следует осуществить всю необходимую деятельность с учетом опыта внедрения режима на втором энергоблоке ХАЭС.

Редакция веб-сайта Uatom.org