История российских проектов аэс за рубежом

Атомные электростанции США

АЭС Шиппингпорт с номинальной мощностью 60 МВт, открыта в 1958 году в штате Пенсильвания. После 1965 года произошло интенсивное сооружение атомных электростанций по всей территории Штатов.

Основная часть атомных станций Америки была сооружена в дальнейшие после 1965 года 15 лет, до наступления первой серьезной аварии на АЭС на планете.

Если в качестве первой аварии вспоминается авария на Чернобыльской АЭС, то это не так.

Первая авария произошла в штате Пенсильвания на станции Три-Майл-Айленд 28 марта 1979 года.

Причиной аварии стали нарушения в системе охлаждения реактора и многочисленные ошибки обслуживающего персонала. В итоге расплавилось ядерное топливо. На устранение последствий аварии ушло около одного миллиарда долларов, процесс ликвидации занял 14 лет.

После авария правительство Соединенных Штатов Америки откорректировало условия безопасности функционирования всех АЭС в государстве.

Это соответственно привело к продолжению периода строительства и значительному подорожанию объектов «мирного атома». Такие изменения затормозили развитие общей индустрии в США.

В конце двадцатого века в Соединенных Штатах было104 работающих реактора. На сегодняшний день США занимают первое место на земле по численности ядерных реакторов.

С начала 21 столетия в Америке было остановлено четыре реактора в 2013 году, и начато строительство ещё четырех.

Фактически на сегодняшний момент в США функционирует 100 реакторов на 62 атомных электростанциях, которыми производится 20% от всей энергии в государстве.

Последний сооруженный реактор в США был введен в эксплуатацию в 1996 году на электростанции Уотс-Бар.

Власти США в 2001 году приняли новое руководство по энергетической политике. В нее внесен вектор развития атомной энергетики, посредствам разработки новых видов реакторов, с более подходящим коэффициентом экономности, новых вариантов переработки отслужившего ядерного топлива.

В планах до 2020 года было сооружение нескольких десятков новых атомных реакторов, совокупной мощностью 50 000 МВт. Кроме того, достичь поднятия мощности уже имеющихся АЭС приблизительно на 10 000 МВт.

США — лидер по количеству атомных станций в мире

Благодаря внедрению данной программы, в Америке в 2013 году было начато строительство четырех новых реакторов – два из которых на АЭС Вогтль, а два других на Ви-Си Саммер.

Эти четыре реактора новейшего образца – АР-1000, производства Westinghouse.

Что препятствует развитию атомной энергетики в России?

Развитие атомной энергетики в РФ сталкивается с определенными трудностями. Вот основные из них:

Безопасность

Важно сделать профессиональный вывод конструкции, имеющий надежную внутреннюю систему защиту. Это позволит избежать серьезных аварий по вине неопытных специалистов либо при совершении террористического нападения

Экономичность вырабатываемой энергии. При детальном изучении схемы финансирования атомной энергетики России обнаруживается, что строительство станции и безопасная работа обходятся дороже, чем стоимость энергии, вырабатываемой на угольных и даже газовых станциях. Следовательно, нужно искать варианты минимизации затрат без ущерба качества и безопасности. Снижение выпуска диоксида углерода. Уровень выброса вредных веществ АЭС намного выше электростанций с комбинированным циклом на природном газе. Чтобы избежать негативных последствий от глобального потепления климата на планете, необходимо построить не менее 85 атомных реакторов, уменьшающих выпуск диоксида углерода. Снятие с эксплуатации реакторов на АЭС. В настоящее время обостряется проблема по безопасной утилизации радиоактивных отходов. Приблизительно через 20 лет большинство реакторов выработают свои ресурсы. Их понадобится остановить, а отходы надо надежно утилизировать на длительный срок. Все это потребует немалых финансовых вложений. Опасность использования АЭС для распространения ядерного оружия. При обращении с отработавшим ядерным топливом нередко происходят серьезные сбои. В результате совершенных ошибок террористы могут создать множество грязных ядерных взрывных устройств. Предотвращение усиливающейся угрозы больших государственных затрат. Вложение средств не на развитие систем энергетики. При создании новых реакторов инвестиции не направляются на создание эффективных и менее опасных технологий. Рассматривая энергетическую стратегию, Правительство РФ не видит способов создать действительно экологичную и безопасную систему.

В России атомная энергетика является одним из важных секторов экономики. Успешная реализация разрабатываемых проектов способна помочь развить остальные отрасли, но для этого нужно приложить немало усилий.

Предыстория

28 сентября 1942 года Госкомитет обороны СССР утвердил создание специальной ядерной лаборатории в Академии наук, а также принял решение разрешить производство урана. С 2005 года эта дата отмечается как День ядерной науки.

Российская атомная промышленность относится к 1940-м годам, когда она имела стратегическое значение – главным образом потому, что ее соперники пытались создать ядерное оружие.

После окончания ВОВ государство активизировало исследования и финансировало инициативу по созданию подобного оружия в СССР.

20 августа 1945 года специальный комитет начал исследования, посвященные урановому проекту. Главой Комитета стал Лаврентий Берия.

Это событие стало поворотным моментом. На следующий год развернули обширную программу.

Проект контролировал Игорь Курчатов, также известный как отец атомной бомбы и пионер ядерной энергии для гражданского использования.

Новая программа позволила использовать ядерную энергию в различных секторах экономики, таких как транспорт и энергетика.

Это был рассвет новой российской ядерной эры. В последующие десятилетия у нее были максимумы и минимумы, среди которых  Чернобыльская катастрофа.

Российские ученые-ядерщики работали над крупномасштабными проектами, производя технологические достижения и превращая ядерный сектор в одну из самых успешных частей экономики.

История и особенности ядерной энергетики

«Энергия — всему голова» — именно так можно перефразировать известную пословицу, учитывая объективные реалии XXI века. С каждым новым витком технического прогресса человечеству необходимо всё большее ее количество. Сегодня энергия «мирного атома» активно используется в экономике и производстве, и не только в энергетике.

Электроэнергия, производимая на так называемых АЭС (принцип работы которых весьма прост по своей сути), широко используется в промышленности, освоении космоса, медицине и сельском хозяйстве.

Ядерной энергетикой называется отрасль тяжелой промышленности, извлекающая тепловую и электроэнергию из кинетической энергии атома.

Когда же появились первые АЭС? Принцип работы подобных электростанций советские ученые изучали еще в 40-х годах. Кстати, параллельно они же изобретали и первую атомную бомбу. Таким образом, атом был одновременно и «мирным», и смертельным.

В 1948 году И. В. Курчатов предложил советскому правительству начать проводить непосредственные работы по извлечению атомной энергии. Двумя годами позже в Советском Союзе (в городе Обнинске Калужской области) начинается строительство самой первой на планете АЭС.

Принцип работы всех атомных электростанций схож, а разобраться в нем совсем не трудно. Об этом пойдет речь далее.

АЭС Циньшань (Китай)

Китайская Народная Республика является домом для десятой крупнейшей оперативной атомной электростанции в мире – Циньшанской атомной электростанции.

Находящаяся в округе Хайян провинции Чжэцзян АЭС «Циньшань» имеет общую установленную мощность 4 310 МВт и чистую пропускную способность 4 038 МВт.

Строительство АЭС «Циньшань» началось в 1985 году. Объект вступил в строй в 1992 году.

В настоящее время он работает с семью реакторами, в том числе с двумя PWR и двумя PHWR.

Энергоблоки были построены в трех разных фазах и теперь имеется АЭС «Циньшань» – 1, 2, 3.

Владелец завода “Китайская национальная ядерная корпорация” в настоящее время осуществляет дальнейшее расширение, чтобы добавить еще 2 единицы по 1 000 МВт каждая.

Ожидается, что проект расширения составит 3,82 млрд долларов.

АЭС Фукусима-2 (Япония)

Фукусима 2 (не путайте с Фукусима 1) – атомная электростанция в Японии, которая будет считаться десятой крупнейшей атомной электростанцией в мире, если она заработает на полную мощность.

АЭС мощностью в 4 268 МВт (нетто) принадлежит и управляется TEPCO. Объект состоит из четырех блоков BWR с общей мощностью 1 100 МВт и чистой мощностью 1 067 МВт каждый.

Мощные волны цунами, вызванные подводным землетрясением 9,0 баллов, привели к краху на трех реакторах на АЭС Фукусима-Дайити.

Фукусима Дайни также пережил катастрофу из-за аварийного отключения своих реакторов.

Принцип работы атомной электростанции

Использование атомной энергии началось практически одновременно с созданием ядерного оружия. Пока шли военные разработки, начались исследования возможности применения атомной энергии и в мирных целях, прежде всего для производства электроэнергии. Началом мирного использования ядерной энергии принято считать 1954 г., когда в подмосковном Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция.

В отличие от ядерной бомбы, при взрыве которой происходит неуправляемая цепная реакция деления атомных ядер с одномоментным высвобождением колоссального количества энергии, в ядерном реакторе происходит регулируемая ядерная реакция деления – топливо медленно отдает нам свою энергию. Тем самым для того, чтобы использовать цепную реакцию деления атома в мирных целях, ученым пришлось придумать, как ее приручить.

Атомная электростанция – это целый комплекс технических сооружений, предназначенных для выработки электрической энергии. Ядерная реакция происходит в самом сердце атомной электростанции – ядерном реакторе. Но само электричество вырабатывает совсем не он.

На АЭС происходит три взаимных преобразования форм энергии: ядерная энергия переходит в тепловую, тепловая – в механическую, а уже механическая энергия преобразуется в электрическую. И для каждого преобразования предусмотрен свой технологический «остров» – комплекс оборудования, где происходят эти превращения. Пройдемся вдоль технологической цепочки и подробно посмотрим, как рождается электричество.

Башкирский проект стоимостью $800 млн

В 1980 году по решению правительства СССР стартовало строительство Башкирской атомной электростанции с начальной мощностью в 4 ГВт и возможностью её наращивания до 6 ГВт. Одновременно строился город-спутник Агидель. По проекту, аналогичному башкирскому, создавалась действующая Балаковская АЭС, в ходе возведения которой был отработан принцип поточного строительства. На площадке в Краснокамском районе Башкирии планировалось установить четыре реактора ВВЭР-1000 с их последовательным запуском по мере возведения станции.

Строительство города Агидель

Место для станции было выбрано по ряду критериев, первоочередными из которых являлись наличие стабильного источника воды, соответствующие геологические условия, ветровой режим и доступность района для транспорта. К 1990 году началось строительство машинного зала энергоблока № 1 и реакторного отделения. Велись работы по возведению второго блока.

Готовность АЭС была высокой — необходимая инфраструктура была подготовлена в полном объёме — построен городок, налажена работа вспомогательных служб, появилась пускорезервная котельная. Поскольку топливо для станции к моменту остановки строительства не завозили, объект был полностью безопасен в радиационном отношении. Затраты же достигли $800 млн.

В том же году республиканские власти приняли решение прекратить реализацию проекта, поскольку, по заявлениям экологических служб, он являлся устаревшим и не учитывал возможное воздействие станции на окружающую среду. Также упоминалось о недопустимой сейсмоактивности в зоне АЭС, однако позже это было опровергнуто в результате дополнительного обследования. В 1993 году было остановлено строительство обоих реакторов. Возможно, обеспокоенность была оправданной. Напомним, Пронедра писали ранее, что угрозы аварий существуют на любой атомной станции.

Тем не менее, всего пять лет спустя парламентарии Башкортостана отменили запрет на реализацию проекта, в 2001 году на уровне правительства России было принято решение о возобновлении строительства. По выводам экспертов, башкирская площадка представляется наиболее перспективной в сравнении с остальными недостроенными АЭС. Подготовленная инфраструктура позволит застройщику сократить расходы на 20% — в пределах $200 млн.

Кабмин страны согласовал стратегию развития атомной энергетики на первую половину 21-го века, в соответствии с которой в Агидели всё же будет возведена АЭС. Станцию оснастят двумя реакторами ВВЭР-1200 совокупной мощностью 2,4 ГВт, однако место для их строительства сместится на 200 метров относительно зоны станции устаревшего проекта. Уже построенные сооружения будут выполнять роль вспомогательных. По данным «Росатома», строительство продолжится после 2020 года, поскольку до этого срока начинать работы нецелесообразно экономически. Первый блок планируется запустить в 2021 году, второй — в 2026 году.

[править] Принцип работы атомной электростанции

Атомная электростанция представляет собой комплекс технических сооружений, предназначенных для выработки электрической энергии путем использования энергии, выделяемой при контролируемой ядерной реакции. Атомные электростанции различаются по типу реактора (на быстрых и на медленных нейтронах), по виду отпускаемой энергии (АЭС и АТЭЦ), по количеству контуров (одноконтурные, двухконтурные, трехконтурные). В зависимости от типа конструкции в состав атомной электростанции могут входить: ядерный реактор, турбина, конденсатор, электрогенератор, парогенератор и др.

Ядерная реакция возникает при делении ядра атома. Ядра атомов разделяют нейтроны, которые попадающие в них извне. При этом возникают новые нейтроны и осколки деления, которые имеют огромную кинетическую энергию. Эта энергия передается теплоносителю, который поступает в парогенератор, где нагревает до кипения воду. Полученный при кипении пар вращает турбины, связанные с электрогенератором.

Ядерный реактор

Ядерным реактором называется устройство, осуществляющее управляемую реакцию деления ядра. Ядерный реактор состоит из многих элементов, таких как: ядерное горючее, замедлитель нейтронов, теплоноситель для вывода энергии и устройство для регулирования скорости реакции. Энергия, выделяемая из ядерного топлива, нагревает теплоноситель, который затем следует в парогенератор. Реактор окружают защитной оболочкой, задерживающей гамма-излучение.

Обычно в качестве горючего для ядерного реактора используются ядра изотопа урана, наиболее эффективно захватывающее медленные нейтроны. Захват медленных нейтронов происходит с гораздо большей вероятностью чем быстрых, поэтому в ядерных реакторах, которые работают на естественном уране, используются замедлители (вода, тяжёлая вода, бериллий, графит).

В качестве теплоносителей в ядерных реакторах на быстрых нейтронах используют жидкие металлы и газы, они дают возможность получить на выходе из реактора высокие температуры, позволяющие вырабатывать в парогенераторах пар высоких, сверхвысоких и закритических параметров. Теплоносители в реакторах на тепловых(медленных) нейтронах используют обычную и тяжелую воду, водяной пар, двуокись углерода.

Устройство для вывода энергии состоит из регулирующих и компенсирующих стержней. Регулирующие стержни предназначены для поддержания критического состояния в любой момент времени, для остановки, пуска реактора, перехода с одного уровня мощности на другой. Все эти операции требуют малых изменений реактивности. Компенсирующие стержни постепенно выводятся из активной зоны реактора, обеспечивая критическое состояние в течение всего времени его работы.

Парогенератор

Парогенератором называется теплообменный аппарат, использующий теплоту первичного теплоносителя ядерного реактора, для производства водяного пара с давлением выше атмосферного. Теплоноситель из реактора, прокачивающийся насосами через парогенератор, отдает часть тепла, а затем снова возвращается в реактор. В парогенераторе это тепло передается воде второго контура, находящейся под гораздо меньшим давлением, вследствие чего вода закипает. Образовавшийся пар поступает на паровую турбину, которая вращает электрогенератор, а затем в конденсатор, где пар охлаждают. Пар конденсируется и снова поступает в парогенератор. В конденсаторе используется вода из внешнего открытого источника.

Турбина и электрогенератор

Подавляющее большинство паровых турбин, устанавливаемых на АЭС с водоохлаждаемыми реакторами предназначены для работы на насыщенном паре. Тепловая энергия пара при его расширении в проточной части турбины превращается в кинетическую энергию потока пара, которая используется для вращения ротора турбины электрогенератора.

Конденсатор

В конденсатор поступают перегретые пары теплоносителя, охлаждающиеся до температуры насыщения, они конденсируются и переходят в жидкую фазу. Для конденсации пара от каждой единицы его массы отводят теплоту равную удельной теплоте конденсации. В качестве охлаждающей жидкости на АЭС используется большое количество воды, поступающее из водохранилища.

Энергия для заводов Татарстана

Руководство страны с 1978 года приступило к изучению возможности строительства атомной станции в Татарстане. Необходимость ввода крупных генерирующих мощностей была связана с запуском ряда промышленных предприятий на территории региона, в том числе «КамАЗа», «Нижнекамскшины» и Нижнекамского химического комбината. Участок для строительства был выбран в полусотне километров от Нижнекамска.

При этом учли энергетические потребности не только Нижнекамска, но и Набережных Челнов, а также Чистополя. Проект предусматривал возведение четырёх энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 совокупной мощностью в 4 ГВт. Подготовка к возведению станции началась в 1980 году, строительство первого энергоблока — в 1987 году и второго — в 1988 году. К 1990 году стартовало обустройство реакторных залов блоков № 1 и № 2, заложили фундамент для третьего реактора, однако ядерное топливо ещё не завозили.

Была обустроена вся вспомогательная инфраструктура. Готовность АЭС оценивалась в 80%. Её запуск запланировали на 1992 год. Реализации этих намерений также помешала Чернобыльская катастрофа, а точнее — реакция на неё общественности. Первые митинги против запуска станции прошли в Казани в 1987 году. По мнению активистов, последствия от возможной аварии на АЭС в регионе были бы особенно тяжёлыми, поскольку площадка расположена на слиянии крупных рек — Вятки, Камы, Волги, рядом расположен ряд населённых пунктов, крупные промышленные предприятия.

Кроме того, в случае прорыва Камской плотины возможно затопление станции. В качестве одного из доводов против строительства АЭС приводилось расположение объекта на тектоническом разломе. Под давлением сопротивления активной части населения и общественных организаций республиканское правительство приняло решение прекратить строительство станции.

О проекте вновь заговорили лишь в 2013 году. АЭС попала в перечень реконструируемых и строящихся энергетических объектов. В российском кабмине посчитали, что запуск двух реакторов типа ВВЭР-1200 к 2030 году даст возможность компенсировать энергетический дефицит на территории региона. При этом себестоимость реализации такого проекта эксперты оценили в пределах максимум $48 млрд. В 2016 году количество будущих реакторов в случае потенциальной достройки станции сократили до одного и заменили его тип на более новый — ВВЭР-1300. Тем не менее, в настоящее время вопрос возможности возобновления проекта всерьёз не рассматривается.

Атомные электростанции России

Балаковская АЭС

Расположена рядом с городом Балаково, Саратовской области, на левом берегу Саратовского водохранилища. Состоит из четырёх блоков ВВЭР-1000, введённых в эксплуатацию в 1985, 1987, 1988 и 1993 годах.

Балаковская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Ежегодно она вырабатывает более 30 миллиардов кВт•ч электроэнергии. В случае ввода в строй второй очереди, строительство которой было законсервировано в 1990-х, станция могла бы сравняться с самой мощной в Европе Запорожской АЭС.

Белоярская АЭС

Белоярская АЭС расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской).

На станции были сооружены четыре энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и два с реактором на быстрых нейтронах.

В настоящее время действующими энергоблоками являются 3-й и 4-й энергоблоки с реакторами БН-600 и БН-800 электрической мощностью 600 МВт и 880 МВт соответственно.

БН-600 сдан в эксплуатацию в апреле 1980 — первый в мире энергоблок промышленного масштаба с реактором на быстрых нейтронах.

БН-800 сдан в промышленную эксплуатацию в ноябре 2016 г. Он также является крупнейшим в мире энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах.

Билибинская АЭС

Расположена рядом с городом Билибино Чукотского автономного округа. Состоит из четырёх блоков ЭГП-6 мощностью по 12 МВт, введённых в эксплуатацию в 1974 (два блока), 1975 и 1976 годах.

Вырабатывает электрическую и тепловую энергию.

Калининская АЭС

Калининская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена на севере Тверской области, на южном берегу озера Удомля и около одноимённого города.

Состоит из четырёх энергоблоков, с реакторами типа ВВЭР-1000, электрической мощностью 1000 МВт, которые были введены в эксплуатацию в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.

4 июня 2006 года было подписано соглашение о строительстве четвёртого энергоблока, который ввели в строй в 2011 году.

Кольская АЭС

Кольская АЭС расположена рядом с городом Полярные Зори Мурманской области, на берегу озера Имандра.

Состоит из четырёх блоков ВВЭР-440, введённых в эксплуатацию в 1973, 1974, 1981 и 1984 годах.
Мощность станции — 1760 МВт.

Курская АЭС

Курская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена рядом с городом Курчатов Курской области, на берегу реки Сейм.

Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1976, 1979, 1983 и 1985 годах.

Мощность станции — 4000 МВт.

Ленинградская АЭС

Ленинградская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена рядом с городом Сосновый Бор Ленинградской области, на побережье Финского залива.

Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1973, 1975, 1979 и 1981 годах.

Мощность станции — 4 ГВт. В 2007 году выработка составила 24,635 млрд кВт•ч.

Нововоронежская АЭС

Расположена в Воронежской области рядом с городом Воронеж, на левом берегу реки Дон. Состоит из двух блоков ВВЭР.

На 85 % обеспечивает Воронежскую область электрической энергией, на 50 % обеспечивает город Нововоронеж теплом.

Мощность станции (без учёта Нововоронежской АЭС-2) — 1440 МВт.

Ростовская АЭС

Расположена в Ростовской области около города Волгодонск. Электрическая мощность первого энергоблока составляет 1000 МВт, в 2010 году подключен к сети второй энергоблок станции.

В 2001—2010 годах станция носила название «Волгодонская АЭС», с пуском второго энергоблока АЭС станция была официально переименована в Ростовскую АЭС.

В 2008 году АЭС произвела 8,12 млрд кВт-час электроэнергии. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составил 92,45 %. С момента пуска (2001) выработала свыше 60 млрд кВт-час электроэнергии.

Смоленская АЭС

Расположена рядом с городом Десногорск Смоленской области. Станция состоит из трёх энергоблоков, с реакторами типа РБМК-1000, которые введены в эксплуатацию в 1982, 1985 и 1990 годах.

В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый.