Математика Электротехника Лабораторные по электронике Строительная механика Машиностроительное черчение Атомная энергетика Ядерные реакторы История искусства На главную

Атомная энергетика Атомная энергетика

Действующие реакторные технологии

Большинство из действующих атомных энергоблоков используют легководные реакторы (LWR) - 82% от общего числа блоков. На долю тяжёловодных установок приходится 10%, газоохлаждаемых - 4%, и реакторов с водным охлаждением и графитовым замедлителем - 4%. В мире действуют также несколько быстрых реакторов с натриевым теплоносителем [5].

Возраст большинства действующих реакторов превышает 20-30 лет (рис.1). Сроки эксплуатации многих энергоблоков были продлены по сравнению с проектными, причём сроки продления составили до 20 лет. Средняя мощность действующих энергетических реакторов в 2006 году составила 850 МВт(эл.) [6].

Рис 1 - Распределение действующих энергоблоков по их возрасту (по состоянию на 31 декабря 2007) [7]

Рис 2 - Распределение действующих быстрых реакторов по возрасту (по состоянию на 2009 год)

Международное сотрудничество в области сохранения знаний по быстрым реакторам В последние годы наблюдается международная кооперация в области ядерной энергетики. При активном участии российских специалистов МАГАТЭ развивает крупный международный проект INPRO [1]. Его цель – выработка принципов обеспечения безопасности и эффективности крупномасштабной ядерной энергетики, а также объединение обладателей ядерных технологий и будущих пользователей для совместных действий, направленных на усовершенствование ядерных реакторов и их топливных циклов.

Перспективы развития быстрых реакторов Главными факторами, влияющими на развитие ядерно-энергетических систем нового поколения в XXI веке, будут: экономика, безопасность, устойчивость с точки зрения нераспространения и защита окружающей среды, включая улучшение использования ресурсов и сокращение образования отходов. Многие будущие инновации будут сосредоточены на системах на быстрых нейтронах, которые могут производить больше делящегося материала в форме плутония-239, чем они потребляют

Технико-экономические показатели быстрых реакторов Пока запасы органического топлива продолжали стремительно иссякать, миллиарды долларов в развитых странах были истрачены на разработку альтернативных способов получения энергии, но эффективных технологий так и не нашли. Американцы, например, потратили несколько миллиардов долларов на развитие ветряных станций, но в итоге признали, что их доля едва ли когда-нибудь превысит 5% от общего объема производимого в стране электричества.

Сложности, связанные с быстрыми реакторами Удивляться тому, что внедрение столь привлекательного на первый взгляд ноу-хау в массовое производство так и не состоялось, не стоит.

Российская программа по быстрым реакторам Первый отечественный демонстрационный энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 тепловой мощностью 1000 МВт был введен в строй в 1973 году на восточном побережье Каспийского моря [14]. Он имел традиционную для атомной энергетики петлевую схему передачи теплоты и паротурбинный комплекс для преобразования тепловой энергии. Часть тепловой мощности реактора использовалась для выработки электроэнергии, остальная шла на опреснение морской воды. Одна из отличительных особенностей схемы этой и последующих реакторных установок с натриевым теплоносителем - наличие промежуточного контура передачи теплоты между реактором и пароводяным контуром, продиктованное соображениями безопасности.

Система организации знаний по быстрым реакторам Одним из результатов, достигнутых человечеством в начале 21 века, является осознание того, что знания - это ресурс, необходимый для его дальнейшего развития. Ядерные знания - это тот особый значимый ресурс, без которого невозможно устойчивое развитие ядерной энергетики.

Исследование метаданных технических документов Главной целью Системы Организации Знаний по Быстрым Реакторам (СОЗ БР) является гарантированное сохранения знаний и опыта по быстрым реакторам, полученных в различных странах, в той форме, которая будет содействовать эффективному поиску и использованию информации.

Источники знаний по быстрым реакторам МАГАТЭ не ставит своей целью собирать и накапливать все знания по быстрым реакторам как таковые. Цель другая - аккумулировать информацию о том, какие знания по быстрым реакторам существуют в мире, и где они могут быть получены или приобретены. Иными словами, накапливаться будет информация об информации – метаданные, а при возможности и сами документы.

Разработка системы поиска документов по таксономии СОЗ БР Подразделение по Управлению Знаниями Департамента Ядерной Энергетики МАГАТЭ проводит активную работу, которая, по моему мнению, способна изменить ситуацию и помочь коллективной работе по созданию единого хранилища знаний по быстрым реакторам на основе таксономии СОЗ БР

Реакторные технологии, предлагающиеся в наше время на рынках, базируются на предшествующих проектах, однако учитывают следующие дополнительные принципы:

увеличенный срок эксплуатации;

упрощённое обслуживание - online или во время остановок;

упрощение строительства и сокращение его сроков;

включение соображений по безопасности блока на ранних этапах проектирования;

применение современных технологий цифрового управления и человеко-машинного интерфейса;

проектирование систем безопасности, исходя из оценок риска;

упрощение проектов за счёт снижения числа вращающихся компонентов;

повышенное внимание к пассивным системам (гравитация, естественная циркуляция, аккумулированное давление и т.д.);

включение в проект дополнительного оборудования для борьбы с последствиями серьёзных инцидентов;

стандартизация проектов с этапом предварительного лицензирования.

Исторически, атомные отрасли ориентировались на экономию масштаба. Тем не менее, продолжаются работы по созданию малых (менее 300 МВт(эл.)) и средних (300-700 МВт(эл.)) реакторов. Такие установки могут использоваться для следующих целей:

для работы в малых сетях, в том числе, в развивающихся странах;

для обслуживания изолированных регионов;

для снижения финансовых рисков путём постепенного наращивания мощности атомных станций, состоящих из блоков малой мощности.

Планы государств по развитию атомной энергетики

Позиции государств, имеющих АЭС, по отношению к атомной энергетике таковы[8]:

число стран, собирающихся отказаться от атомной энергетики по окончанию срока службы имеющихся у них энергетических реакторов - 6;

число стран, готовых разрешить строительство новых блоков, но не предоставляющих компаниям в этой связи никаких льгот - 5;

число стран, собирающихся поддерживать строительство новых блоков - 6;

число стран, поддерживающих строительство одного нового блока - 4;

число стран, поддерживающих программу по строительству новых блоков и АЭС - 9.

Статистика по странам-новичкам, не располагающим атомными станциями, выглядит следующим образом:

число стран, не планирующих строительство АЭС, но заинтересованных в различных сопутствующих программах - 16;

число стран, имеющих серьёзные намерения по строительству АЭС - 14;

число стран, ведущих активную подготовку к строительству АЭС, но не принявших окончательного решения - 7;

число стран, принявших решение по строительству АЭС и начавших подготовку инфраструктуры - 4;

число стран, стартовавших тендер по выбору генподрядчиков для строительства АЭС - 1;

число стран, ведущих строительство своей первой АЭС - 1.

Прогнозные оценки, дающиеся в МАГАТЭ по масштабам развития атомной энергетики, следующие [8]:

оптимистический прогноз - суммарный атомный парк возрастёт от 372,2 ГВт(эл.) в 2007 году до 747,5 ГВт(эл.) в 2030 году;

пессимистический прогноз - суммарный атомный парк возрастёт от 372,2 ГВт(эл.) в 2007 году до 473,2 ГВт(эл.) в 2030 году.


На главную