Разработка мощностного ряда реакторных установок блочного

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ «АТОМЭКСПО 2009»
Разработка мощностного
ряда реакторных установок
блочного
типа
для
региональной энергетики
ОАО «ОКБМ Африкантов»
Технология ВБЭР и рынок
1
ТЕХНОЛОГИЯ
ВБЭР
РЫНОК
СЕГМЕНТЫ
РЫНКА
 Водо-водяные блочные ядерные реакторы разработаны и применяются в
составе энергетических установок АПЛ и атомных ледоколов. Общий опыт
эксплуатации АЭУ такого типа– более 6500 реакторо-лет
 На основе сочетания апробированных технических решений конструкции блочных транспортных РУ и топливного цикла реакторов
ВВЭР предусматривается разработка РУ с водо-водяными блочными
энергетическими реакторами (ВБЭР) для АС региональной энергетики.
При этом на базе унифицированного основного оборудования возможно
создание энергоблоков мощностного ряда 100…600 МВт (эл.). В качестве
базового варианта принят энергоблок мощностью 325 МВт (эл.) с РУ
ВБЭР-300.
 Возможность организации серийного производства оборудования РУ и
«серийного» строительства АС за счет унификации технических решений и
оборудования энергоблоков различной единичной мощности
 Развитые свойства внутренней самозащищенности и пассивной безопасности
РУ, повышенная устойчивость к экстремальным внешним воздействиям
(продемонстрировано на аналоге при катастрофе АПЛ "КУРСК")
 Полная интеграция с топливным циклом АС с ВВЭР - снижение
эксплуатационных затрат
Целевой рынок для энергоблоков на основе РУ ВБЭР – региональная
атомная энергетика (АС 100 – 600 МВт(э)
Диверсификация потенциального спроса за счет широкого мощностного
диапазона и возможности различного исполнения (наземного и плавучего)
способствует снижению рыночных рисков
 Региональные АС и АТЭЦ в непосредственной близости от потребителей
электроэнергии и тепла
 Плавучие АС различного назначения
 Опреснительные энергокомплексы
Проект ВБЭР
2
ЦЕЛИ
ПРОЕКТА
 Генеральная цель проекта ВБЭР – создание бизнеса с
компетенциями в проектировании, инжиниринге и производстве
реакторного оборудования для сооружения АС с РУ ВБЭР в РФ,
Республике Казахстан и третьих странах.
 Цель №2 – Разработка проекта, сооружение и запуск головной АС с двумя
энергоблоками мощностью по 325 МВт(э) в г.Актау, Республика Казахстан для
демонстрации технологии, подтверждения технико-экономических показателей и
безопасности
 Начало проекта ВБЭР-300 в РК – 2007 г
 Разработка технического проекта РУ ВБЭР-300 и завершение ОКР – 2013 г
ОСНОВНЫЕ
ВЕХИ
 Разработка проекта двухблочной АС в г.Актау, Республика Казахстан – 2009 г2012 г
 Готовность производственной инфраструктуры к серийному производству
оборудования и строительству - 2018 г
РЕАЛИЗАЦИЯ
 Для реализации проекта создано совместное российско-казахстанское
предприятие ЗАО «Атомстройэкспорт» (РФ)/НАК «Казатомпром» (РК)
 Головным разработчиком проекта назначено ОАО «ОКБМ Африкантов»
ИНВЕСТИЦИИ
 Финансирование разработки технического проекта РУ ВБЭР-300 с ОКР - на
паритетной основе российской (в форме передачи прав на предшествующие
объекты интеллектуальной собственности) и казахстанской сторонами
 Финансирование сооружения головной АС в г.Актау - Республика Казахстан
Продукт проекта
3

ПРОДУКТ
Технический проект РУ ВБЭР- 300 МВт (базовый) и мощностной ряд РУ на его
основе для энергоблоков АС единичной мощностью 100…600 МВт (эл.)
ТРЕХПЕТЛЕВАЯ РУ
ПЯТИПЕТЛЕВАЯ РУ
N=260 МВт эл.
N=460 МВт эл.
ЧЕТЫРЕХПЕТЛЕВАЯ РУ
N=325 МВт эл.
(Базовый проект)
ДВУХПЕТЛЕВАЯ РУ
ШЕСТИПЕТЛЕВАЯ РУ
N=100…170 МВт эл.
N=600 МВт эл.
Продукт проекта
3
Мощностной ряд РУ ВБЭР
Основные технические характеристики
Наименование
ВБЭР-300
ВБЭР-600
ВБЭР-460
ВБЭР-260
ВБЭР-170
Количество циркуляционных петель
4
6
5
3
2
Максимальная
электрическая
мощность на клеммах генератора,
МВт
325
600
460
260
170
Тепловая мощность, МВт
917
1692
1297
733
480
КПД турбоустановки брутто, %
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
16.3
16.3
16.3
16.3
16.3
327.5
328
331
330.2
328
Давление пара за ПГ, МПа
6.37
6.37
6.37
6.37
6.37
Температура перегретого пара за ПГ,
ºС
305
300
305
305
305
Температура питательной воды, ºС
220
220
220
220
220
3530
3680
3680
3150
3150
32 год
41.5 год
32 год
41.5 год
32 год
41.5 год
42 год
42 год
Первый контур
Давление, МПа
ПРОДУКТ
Температура
теплоносителя
выходе из активной зоны, ºС
на
Второй контур
Активная зона
Высота активной части а.з., мм
Топливный цикл
Продукт проекта
3
КОНКУРЕНТО
СПОСОБНОСТЬ
 Стоимость КВт·ч в жизненном цикле ниже по сравнению с энергетикой на
органическом топливе (ориентир – ТЭС на угле) аналогичной мощности
 Удельная стоимость МВт установленной мощности сопоставима с крупными
АЭС
 Время строительства АС - до 3…4 х лет
 Время эксплуатации незаменяемого оборудования РУ – до 60 лет
 Большая инвестиционная привлекательность по сравнению с крупными АЭС
за счет сокращения потребных абсолютных вложений и связанных с этим
финансовых издержек
 Сокращение
эксплуатационных
издержек
за
счет
применения
унифицированных технических решений в АС различной мощности, в
частности при организации сервисного обслуживания
 Использование
освоенных
(консервативный подход)
и
проверенных
технических
решений
 Цифровая модель управления проектом и продуктом в течение всего
жизненного цикла
КОНСТРУКЦИЯ
 Разработка типовых технических решений (энергоблоки различной мощности,
для разных применений/условий эксплуатации)
 Компактная компоновка – снижение объемов, продолжительности и стоимости
строительно-монтажных работ
 Герметичный первый контур
 Минимизация жидких и твердых радиоактивных отходов
 Сокращение дозовых нагрузок на персонал при эксплуатации
 Возможность парциальной работы РУ с отключением петель
Продукт проекта
3
ПРИВОДЫ
СУЗ
ПАРОГЕНЕРАТОР
КОНСТРУКЦИЯ
ГЦН
Реакторный
блок
ТИП РЕАКТОРА
РЕАКТОР
БЛОЧНЫЙ (КОРПУСНЫЙ) С
ВОДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
КИУМ
0,91
ТИП ТОПЛИВА
UO2
ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ ПЕРЕГРУЗКАМИ, лет
1…2
ПАРОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, т/ч
16640
МАССА РЕАКТОРНОГО БЛОКА, т
1332
ГАБАРИТНАЯ ВЫСОТА, м
14,5
ОПИСАННЫЙ ДИАМЕТР, м
11,3
СРОК СЛУЖБЫ, ГОД
60
Продукт проекта
3
ВБЭР-300
ВВЭР-300
КОНСТРУКЦИЯ
Компактность
ДИАМЕТР КОРПУСА РЕАКТОРА, ММ
3810
ВВЭР-300
(4-хпетл.)
3840
ВЫСОТА РЕАКТОРА, МM
8030
11800
10850
ВНУТРЕННИЙ ДИАМЕТР ЗО, М
ВЫСОТА ЗО, М
30
42,2
36…39
~60
44
66,6
23320
~60000
~90000
УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ЗО, М /МВТ (Э)
77,7
~200
~90
УДЕЛЬНАЯ МЕТАЛЛОЕМКОСТЬ, Т/МВТ (Э)
3,17
нет
данных
2,93
УДЕЛЬНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ, М 3/МВТ (Э)
57,6
нет
данных
60
НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА
ОБЪЕМ ЗО, М3
3
ВБЭР-300
ВВЭР-1000
4290
Продукт проекта
3
Наименование
КОНСТРУКЦИЯ
Сокращение
дозовых
нагрузок
Средняя годовая коллективная доза при
ремонте парогенератора, чел.-мЗв
Годовая коллективная доза при обслуживании
главных циркуляционных насосов, чел.-мЗв
Годовая коллективная доза при обслуживании
главных циркуляционных трубопроводов, чел.мЗв
Годовая коллективная доза при диагностике
оборудования, чел.-мЗв
* По данным ОАО «Концерн «Энергоатом»
ВБЭР-300 ВВЭР-1000*
<15
>110
17
> 60
1,5
15
20
100
Продукт проекта
3
 Наличие дееспособной отечественной производственной инфраструктуры для
изготовления оборудования
 Освоенность применяемых технологий
ПРОИЗВОДСТВО
 Минимизация «пересечений» с технологической «цепочкой» по изготовлению
оборудования для «большой» атомной энергетики (ОАО «Ижорские заводы»)
 Стандартизация компонентной базы для конкурентного (OEM) производства
 Возможность серийного производство ключевых компонентов
 Оптимальное сочетание активных и пассивных систем безопасности
 Возможность размещения в непосредственной близости от потребителей
 Отсутствие класса
первого контура
больших
и
средних
течей
при
разгерметизации
- доза облучения населения в аварии с разрывом трубопровода
первого контура полным сечением для ВБЭР примерно в 1000 раз меньше,
чем для ВВЭР-1000 (проект АЭС-2006)
БЕЗОПАСНОСТЬ
- отсутствие срабатывания предохранительных устройств на втором контуре
в процессе аварии течи из первого контура во второй. Оперативная
локализация течи за счет закрытия локализующей арматуры (отсекаемые
участки второго контура рассчитаны на давление первого контура).
 Меньшие возмущения при разрыве паропровода - мощность реактора в
процессе аварии не превышает 100%Nном. (для ВВЭР-1000 - 107% Nном.).
 Более легкие последствия аварии с отказом одного ГЦН.
Этапы проекта
4
Проект АС с РУ ВБЭР-300 в г.Актау, Республика Казахстан
Разработка документации технического проекта РУ
2009-2011
Экспериментальные работы в обоснование технического
проекта РУ
2010-2014
Разработка проекта АС с РУ ВБЭР-300 в г.Актау, Республика
Казахстан
2009-2012
Разработка рабочей документации АС с РУ ВБЭР-300 в г.Актау,
Республика Казахстан
20112-2016
Подготовительные строительные работы АС с РУ ВБЭР-300 в
г.Актау, Республика Казахстан
2013-2014
Изготовление и поставка основного оборудования РУ, ТГУ и
АСУТП для АС с РУ ВБЭР-300 в г.Актау, Республика Казахстан
2013-2015
Строительно-монтажные работы и ПНР АС с РУ ВБЭР-300 в
г.Актау, Республика Казахстан
2014-2018
Энергопуск и освоение коммерческой эксплуатации АС с РУ
ВБЭР-300 в г.Актау, Республика Казахстан
2017-2018
Статус проекта (май 2009)
5
Проект РУ ВБЭР-300 (базовый )
СОСТОЯНИЕ
 2003…2006 гг
 Разработка эскизного проекта РУ
 Экспертиза эскизного проекта предприятиями Росатома (ОКБ «Гидропресс",
НИКИЭТ, ФЭИ, СПб АЭП, концерн "Росэнергоатом», ИЦП МАЭ)
 Одобрение эскизного проекта РУ НТС №1 Росатома
 Экспертиза и положительное заключение НТЦ ГАН
 2007
 Разработка и утверждение Заказчиком - АО «КРКАС» ТЗ на РУ, АС, АСУ ТП и
ТГУ
 2008

ПРОЕКТНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
Разработка ТЭО-ОБИН АС с РУ ВБЭР- 300 в г.Актау, Республика
Казахстан
Приказом Росатома (2007 г)
Назначены
- Головной разработчик АС, Главный конструктор РУ – ОАО «ОКБМ Африкантов»
- Генеральный проектировщик АС – ОАО «НИАЭП»
- Главный конструктор АСУТП - ФГУП «НИИИС»
- Научный руководитель проекта – РНЦ «Курчатовский институт»
Созданы Совет разработчиков и группа управления проектом – структуры
управления проекта
Подготовлен проект графика создания АС, определены этапы и сроки проектных
работ и объемы необходимого финансирования
Статус проекта (май 2009)
5
РУ ВБЭР-300
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬ
НАЯ
СОБСТВЕННОСТЬ
 Приказом ГК «Росатом» создана Рабочая группа и утвержден план
ее работы по подготовке к передаче АО «КРКАС» объектов
интеллектуальной собственности, относящихся к технологии РУ
ВБЭР
 Составлен предварительный
технологии РУ ВБЭР
перечень
РИД,
относящихся
к
 Проведена предварительная оценка стоимости РИД, относящихся к
технологии ВБЭР
НИОКР
 Начаты по госконтракту с Росатомом (2007 г.) и продолжаются за
счет
собственных
средств
ОАО
«ОКБМ
Африкантов»
первоочередные НИОКР по РУ с привлечением контрагентов (РНЦ
«КИ», ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ», ЦНИИТМАШ, ВНИИЭФ)
Статус проекта (май 2009)
5
Мощностной ряд РУ ВБЭР
СОСТОЯНИЕ
ПРОЕКТНОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
 2008г. Разработаны концепция АС с РУ ВБЭР-460 (600) и
проекты ТЗ на РУ, АС, АСУТП и ТГУ
 2009-2010гг. Разработка инвест-проекта двухблочной АС с РУ
ВБЭР-600
 Заказчик – ПКФ ОАО «Концерн Энергоатом»
 Головной разработчик АС, Главный конструктор РУ – ОАО «ОКБМ
Африкантов»
 Генеральный проектировщик АС – ОАО «СПбАЭП»
 Генеральный проектировщик реакторного отделения – ОАО
«НИАЭП»
 Главный конструктор АСУТП - ФГУП «НИИИС
 Научный руководитель проекта – РНЦ «Курчатовский институт»

ФИНАНСИРОВА
НИЕ
ПКФ ОАО «Концерн Энергоатом»
6
Заключение
 Инновационный проект РУ ВБЭР позволяет создать на
единой технологической платформе мощностой ряд АС
для региональной энергетики и, за счет высоких
технико-экономических показателей,
обеспечить
возможности расширения области использования в
энергетике атомной генерации
СПАСИБО за ВНИМАНИЕ!