Атомные станции малой мощности (АСММ) — одно из перспективных направлений деятельности Госкорпорации «Росатом».
АСММ предназначены для удаленных районов с неразвитой сетевой инфраструктурой, в которых нецелесообразно сооружение более мощных АЭС.
Станции малой мощности имеют целый ряд очевидных преимуществ, связанных непосредственно с энергетической составляющей: обеспечение энергонезависимости труднодоступных территорий, а также экологически чистое производство энергии.
Наличие стабильного источника энергии, способного работать в режиме 24/7, обеспечивает преимущества для развития местного бизнеса и удовлетворения потребностей недропользователей, что может обеспечить синергетический эффект для развития труднодоступных территорий.
Также АСММ обладает возможностью производства тепловой энергии, что важно для районов с холодным климатом. С учетом всех этих факторов у АСММ существует значительный экспортный потенциал.
Современные проекты АСММ с реакторами серии РИТМ (разработчик — «ОКБМ Африкантов», предприятие Госкорпорации «Росатом») имеют высокий уровень безопасности, достигаемый за счет многоуровневых систем и барьеров-оболочек. Комбинация активных (для которых нужны источники энергоснабжения) и пассивных (работающих без источника энергии) систем безопасности позволяет достигать максимально высокого уровня безопасности станции.
Запуск нового реактора скоро произойдет в России. БРЕСТ ОД 300
Указанные системы предотвращают возможность аварии, а несколько уровней барьеров, заложенных в конструкцию станции, исключают выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. АСММ позволяют обеспечить энергонезависимость региона, стабильное электро- и теплоснабжение чистой энергией (в том числе для энергоемких производств), снижение выбросов вредных веществ в атмосферу вследствие замещения действующих источников генерации (дизельных, в частности).
В прошлом году вышло Постановление Правительства РФ от 28 сентября 2022 года № 1705 «О внесении изменений в часть 1 государственной программы РФ «Развитие атомного энергопромышленного комплекса».
В документе отмечено, что в рамках федерального проекта «Новая атомная энергетика, в том числе малые атомные реакторы для удаленных территорий» будут осуществлены мероприятия по сооружению пилотной АССМ на базе реакторных установок «РИТМ-200Н».
Как известно, уже имеется проект по размещению такой АССМ в поселке Усть-Куйга Усть-Янского района. Кроме того, в Постановлении Правительства РФ ведется речь о необходимости разработки технических проектов АССМ на базе реакторной установки «Шельф-М», а также атомной термоэлектрической станции теплоснабжения (АТЭС) «Елена-АМ». Подчеркивается, что это будет способствовать развитию удаленных регионов, в том числе изолированных от единой энергосистемы страны.
Отмечается, что у больших атомных станций коэффициент сгорания топлива уран-235 — 2-5%, а в случае с «РИТМ-200Н» этот коэффициент выгорания близок к 50%. Это уникальный показатель, равного которому нет в мире.
- Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали покрытие для повышения энергоэффективности солнечных батарей
- В ТПУ создали генераторную установку, совмещающую дизель с другими источниками энергии
- Сейсмомонстр: новейшая разработка компании «Росгеология»
Источник: sdelanounas.ru
Ядерный реактор для дома. Реально?
Атомные компакты Малые ректоры как перспектива энергетики
Атомная энергетика экологична, безопасна и надежна, позволяет получить очень стабильную генерацию и обеспечивать энергией целые регионы. Однако можно ли получить ее, не строя комплекс размером с город?
Н а протяжении всей своей истории ядерная энергетика наращивала мощности — больше энергоблоков, больше мегаватт. У реактора первой АЭС в Обнинске было всего 5 МВт, а у построенного в 2018 году блока китайской АЭС «Тайшань» — 1660 МВт. Людям надо все больше энергии, и атомные станции готовы ее дать. Однако все имеет и свою обратную сторону — АЭС огромны, очень дороги, их строительство длится десятилетия, они занимают большие территории и требуют развитой инфраструктуры, от дорог до кадровых ресурсов.
Современная атомная электрическая станция — не только энергоблок, где находятся реакторная установка и турбогенератор. Это масштабное скопление цехов и производств, служащих для обеспечения работы, безопасности, резервирования и так далее. Кроме того, обычно на территории АЭС размещаются комплекс по переработке, отдельное хранилище отработавшего топлива или даже опреснительная станция. Численность персонала — около 1000 человек на энергоблок. Это комплекс размером и населенностью с большой поселок, так что возвести его можно далеко не везде.
Отдельная проблема ждет владельцев АЭС после окончания срока эксплуатации, когда станцию нужно разбирать, перерабатывать и утилизовать отходы — это астрономические расходы, которые тоже надо учитывать при расчете рентабельности атомной генерации.
Получается, что на территориях с небольшим потреблением электроэнергии атомные электрические станции экономически невыгодны, причем в качестве таких территорий выступают целые страны, не имеющие тяжелой промышленности, которая окупает работу АЭС. Однако лишать их преимуществ атомной генерации было бы обидно, поэтому новый тренд в энергетике – компактные АЭС малой мощности.
Модульные и небольшие
Ничего принципиально нового атомщикам изобретать не пришлось, ведь одновременно с АЭС развивались реакторы для подводных лодок, ледоколов, исследовательские реакторы небольшой мощности. Надо было только их доработать.
В определении МАГАТЭ, «малые» — это реакторы электрической мощностью до 300 МВт, «средние» — до 700 МВт. Основная идея «малой атомной генерации» сейчас состоит в ММР («SMR», small modular reactors ) — малых модульных реакторах, которые можно не строить в чистом поле, как города, а выпускать на заводах, как машины. Такой модуль, в идеале, можно просто привезти и поставить. Если мало одного – поставить несколько, соединив в одну систему.
При этом поставить их можно куда угодно — есть проекты подземного и даже подводного размещения, не занимающие места там, где земля в дефиците.
Преимущества ММР
ММР считаются более безопасными, чем большие реакторы, хотя бы с точки зрения энергонапряженности. Чем меньше мощность, тем меньшее остаточное тепловыделение после останова. Кроме того, они имеют большое количество пассивных систем безопасности.
Они менее требовательны к месту установки, например, не требуют огромных объемов пресной воды для охлаждения. Это позволяет строить их в удаленных регионах с не лучшими климатическими условиями.
Плюс — минимум технически сложных строительно-монтажных работ, в идеале, «привезли — поставили — работает».
Малые АЭС высокоманевренны. В отличие от своих больших собратьев они могут оперативно снижать и наращивать генерацию, дополняя и буферизируя возобновляемые источники энергии — ветер и солнце.
Еще одно преимущество ММР — в сравнении с большими реакторами они малообслуживаемы. Это и длительный интервал между перегрузками топлива (от 2 до 10 лет), и совсем небольшое количество персонала.
И главное, они значительно (на порядки) дешевле, чем большие АЭС, и могут наращивать мощность последовательно, путем строительства новых модулей, что сильно упрощает поиск инвестиций.
Проекты и технологии
Технологически ММР делятся на две группы. Первая — водо-водяные реакторы, использующие в качестве топлива диоксид урана. Проверенная, отработанная технология. К ним относятся проекты Westinghouse SMR, корейский KAERI SMART, китайский ACP100, отечественный КЛТ-40С и РИТМ-200 или французский подводный Flexblue.
Вторая группа — это реакторы инновационных конструкций, использующие новые виды топлива. Относительно небольшие размеры и капиталовложения при строительстве опытного блока позволяют доводить до практики многие идеи конструкций и технологий ядерных реакторов, проигравших в свое время соревнование традиционным.
Так, среди АСММ (атомные станции малой мощности) можно найти быстрые натриевые реакторы (проект Toshiba 4S и General Electric PRISM), реакторы, использующие в качестве топлива расплав урановой или ториевой соли (американско-канадский проект IMSR от Terrestrial Energy, LTFR от Flibe Energy). Представлены в этой категории и отечественные свинцово-висмутовые и свинцовые проекты СВБР-100 и БРЕСТ-300-ОД. Есть и совсем революционные идеи вроде «реактора-свечи» от стартапа TerraPower, финансировавшегося Биллом Гейтсом.
Большая часть проектов пока на стадии концепции. А те, что уже получили лицензии (свидетельства о безопасности конструкции) от национальных регуляторов, относительно немногочисленны.
Российские АСММ
«Росатом», являясь одним из мировых лидеров в атомной энергетике, делает ставку на строительство АСММ здесь и сейчас на основе отработанных технологий. Это, например, ледокольные реакторы КЛТ-40С и РИТМ-200.
Ну и, разумеется, все слышали про плавучий энергетический блок «Академик Ломоносов» (ПЭБ «Академик Ломоносов») — головной проект серии мобильных транспортабельных энергоблоков малой мощности.
Ведется также разработка новых типов малых реакторов. Это проекты «Шельф», «Витязь», АТГОР, СВБР-100, БРЕСТ-300 и другие. Большинство этих реакторов остаются в стадиях технического предложения или эскизного проекта, но в прошлом году стартовало строительство первого в мире энергоблока четвертого поколения с быстрым реактором естественной безопасности БРЕСТ-ОД-300. Это прорывной проект, который в случае успеха может стать новой вехой для ядерной энергетики.
Недостатки ММР
Главный недостаток АСММ — генерируемое малыми реакторами электричество обходится заметно дороже, чем на больших АЭС. Так, в проекте строительства реакторного модуля Toshiba 4S (10 МВт) в городке Галена (штат Аляска) стоимость электроэнергии получалась на уровне 56 центов за кВт·ч — дороже даже электроэнергии с дизель-генераторов. АЭС (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» в бездотационном варианте имел бы стоимость электроэнергии в районе 60 рублей за кВт·ч, уступая угольной ТЭС, которая работала ранее в месте его дислокации. Это следствие как малосерийности новых технологий, так и отношения государственных регуляторов, которые спрашивают с малых, как с больших, хотя они куда менее опасны.
Перспективы
На сегодня рынка АЭС малой мощности в мире пока нет. Однако экологическое давление на традиционную энергетику и врожденные недостатки «нетрадиционной» создают перспективную нишу для АСММ. Кто первым ее захватит, тот и определит объем рынка и его возможную роль для мировой атомной промышленности.
По оценкам МАГАТЭ, мировая потребность в маломощных реакторах до 2040 года составляет от 0,5 до 1 тыс. блоков. По данным британской Национальной ядерной лаборатории, к 2035 году рынок малых модульных реакторов гражданского назначения достигнет 400 млрд фунтов стерлингов (около 517,5 млрд долларов).
Источник: digitalocean.ru
Shidao bay-1. В Китае подключили к сети первый в мире малый модульный ядерный реактор
Москва, 21 дек — ИА Neftegaz.RU. В Китае подключили к сети 1 й в мире малый модульный ядерный реактор (ММР или SMR), сообщила Китайская ассоциация ядерной энергетики.
Атомная станция малой мощности (АСММ) — атомная электростанция (АЭС), предназначенная для удаленных районов с неразвитой сетевой инфраструктурой, где нецелесообразно сооружение более мощных АЭС.
Может состоять из 1 или несколько малых модульных ядерных реакторов (ММР или SMR).
Реактор Shidao bay-1
Тип реактора — HTGR
Модель — HTR-PM
Владелец — China Huaneng Group
Оператор — Huaneng Shandong Shidao Bay Nuclear Power Company.
Расчетная полезная мощность электрическая — 200 МВт
Полная мощность — 211 МВт
Тепловая мощность — 500 МВт
Дата начала строительства — 09 декабря 2012 г.
Дата начала коммерческой эксплуатации — 20 декабря, 2021
Реактор на 1 м энергоблоке в заливе Шидао в настоящее время подает электроэнергию в сеть в провинции Шаньдун.
2 й реактор проходит испытания перед подключением и вводом станции в полную промышленную эксплуатацию в середине 2022 г.
Эта установка представляет собой 1 й в мире модульный высокотемпературный реактор с газовым охлаждением с галечным слоем, нагревающий гелий вместо воды для производства электроэнергии.
Это реактор 4 го поколения, способный к автономному отключению в случае сбоя работы.
ММР в отличие от традиционных активных систем, которые могут не принять меры безопасности в случае сбоя питания, что произошло во время аварии на АЭС Фукусима Дайичи в Японии 10 лет назад, срабатывает автоматически.
Технология HTGR
- ядерный высокотемпературный реактор использует графитовый замедлитель с прямоточным циклом уранового топлива.
- теоретически может иметь температуру на выходе 750 °C;
- активная зона реактора может быть либо «призматическим блоком» (напоминающий обычную активную зону реактора) или — галька-кровать ядро.
- графит — замедлитель нейтронов, хотя конфигурация активной зоны реактора в виде графитовых призматических блоков или графитовых галек зависит от конструкции HTGR.
- ядерное топливо:
- покрытые топливные частицы, такие как TRISO,
- топливные частицы с покрытием имеют топливные ядра, обычно сделанные из диоксида урана, однако также возможны карбид урана или оксикарбид урана
- использовался в качестве теплоносителя в большинстве HTGR,
- инертный газ, поэтому он обычно не вступает в химическую реакцию с какими-либо материалами,
- воздействие нейтронного излучения на гелий не делает его радиоактивным, в отличие от большинства других возможных теплоносителей,
- по данным Fitch Solutions — США, Великобритания и Россия также находятся на продвинутой стадии разработки технологии малых ядерных реакторов;
- по данным Wood Mackenzie:
- в будущей электроэнергетической системе, в которой доминирующая роль отводится ветровой и солнечной генерация, ММР позволят сбалансировать перебои с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ),
- благодаря своим размерам и характеристикам безопасности они могут быть собраны и доставлены на место установки, что потенциально позволяет добиться экономии за счет масштаба для снижения затрат на строительство.
- SMR должны быть менее дорогостоящими в строительстве и эксплуатации,
- быстрее внедряться,
- иметь более короткое время отключения во время дозаправки, чем традиционные АЭС.
Источник: neftegaz.ru