Полная версия (русский)

Настоящее и будущее
технологии ВВЭР
В.А. Пиминов
Генеральный конструктор
ОКБ «ГИДРОПРЕСС»
9-я международная научно-техническая конференция
"Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" (МНТК-2015)
Подольск, 19-22 мая 2015
1
СОДЕРЖАНИЕ
1. УСПЕХИ МИРОВОЙ ЭКСПАНСИИ ТЕХНОЛОГИИ
ВВЭР
2. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ
ПРОЕКТОВ
3. НАПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ РАЗРАБОТОК:
- ЭВОЛЮЦИОННЫЕ;
- ИННОВАЦИОННЫЕ;
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
2
ГЕОГРАФИЯ РУ ВВЭР
China
NPP Tianwan
India
NPP Kudankulam
Turkey
Russia
Leningrad NPP – 2
Baltic NPP
Novovoronezh NPP -2
Nizhegorodskaya NPP
Kurskaya NPP – 2
Smolenskaya NPP – 2
NPP Akkuyu
Finland
NPP Hanhikivi-1
Hungary
NPP Paks
Egypt
NPP El Dabaa
ВВЭР-1000
ВВЭР-1200
ВВЭР-ТОИ
Belorus
Belorus NPP
Jordan
NPP Majdal
Iran
NPP Bushehr
Bangladesh
NPP Ruppur
3
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЕКТОВ
Технология
Безопасность
Референтность и опыт
Оптимизированная концепция
Требования Заказчика УНИКАЛЬНЫ.
НЕИЗМЕННО качество проектов.
Проект
Улучшенные характеристики
4
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЕКТОВ
ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ
Участие ОКБ «ГИДРОПРЕСС» при подготовке и реализации
зарубежных проектов происходит на различных этапах:
Подготовка тендерных
материалов
Уточнение с заказчиком
требований к проекту
(подготовка ТЗ на РУ)
Подготовка материалов
приложений к EPC контракту
Разработка
Технического проекта РУ
5
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЕКТОВ
ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ
ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ
Закон
ПНАЭ
YVL
NSC
NRRA
rules
Требования
Заказчика
EPC
EPC
EPC
EPC
База для требований
EUR
EUR
EUR
EUR
Нормы
6
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЕКТОВ
ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ
ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ
Несмотря на то, что база
для требований
Заказчика, являющихся
приложением к ЕРС
контракту одна – EUR,
степень переработки
требований в
значительной мере
различна и связана с:
- Степенью развития
нормативной базы страны
Заказчика;
- Контингентом участников
разработки требований
Заказчика
(«практики»/«теоретики»).
ПНАЭ
YVL
NSC
NRRA
rules
EPC
EPC
EPC
EPC
EUR
EUR
EUR
EUR
7
ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ
ПРОЕКТОВ
ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ
ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОЕКТОВ
В основном можно выделить
несколько главных направлений
по которым наблюдается индивидуальность
при формировании требований Заказчиков:
- Классификация систем и оборудования;
- Концепция безопасности (уровни ГЭЗ);
- Использование нормативной документации России;
- Выбор конструкционных материалов;
- Подходы к анализам безопасности и классификация
событий;
АЭС-2006
- Обоснование прочности оборудования;
- Требования к топливной части проекта (вид топлива,
циклы, длительность);
- Требования к манёвренности энергоблока.
8
НАПРАВЛЕНИЯ НОВЫХ
РАЗРАБОТОК
ЭВОЛЮЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ:
- РУ ВВЭР-600 для энергоблока средней мощности;
- Парогенератор ПГВ-1300А с горизонтальными коллекторами 1го контура;
- РУ ВВЭР-1300А (двухпетлевая РУ с новым ПГ);
- РУ ВВЭР-1800 (трехпетлевая РУ с новым ПГ).
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ:
- РУ ВВЭР-И с интегральной компоновкой для энергоблока малой
мощности;
- ВВЭР-С со спектральным регулированием активной зоны;
- РУ со сверхкритическими параметрами теплоносителя.
9
РУ ВВЭР-600
Максимальное заимствование
оборудования из проектов
ВВЭР-1200/ ВВЭР-ТОИ
Удержание
расплава
активной зоны
в корпусе
реактора в ходе
тяжелой ЗПА
Срок службы
оборудования
– 60 лет
Автономность -72 часа
Готовность промышленности к
изготовлению оборудования
Двухпетлевая РУ
Максимальное
расчетное
землетрясение по
системе MSK-64 –
до 9 баллов;
Оптимизация конструкции
10
РУ ВВЭР-600
Отработанная процедура лицензирования энергоблока;
Мировой опыт эксплуатации, проверенные технические, конструкционные и
технологические решения;
Отработанная технология изготовления и монтажа оборудования и
трубопроводов, подтвержденная более чем 30-летним опытом эксплуатации,
минимальное
количество
монтируемых
крупногабаритных
единиц
оборудования (5 штук);
Высокий экспортный потенциал технологии ВВЭР;
Высокая степень локализации.
По проекту энергоблока с реакторной установкой ВВЭР-600 приняты
основные проектно-конструкторские и технологические решения.
АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС», АО НИАЭП, НИЦ КИ готовы к разработке
комплектного технического проекта РУ и АЭС средней мощности с
прогнозируемым положительным результатом лицензирования, производства,
строительства и эксплуатации АЭС с ВВЭР-600.
Продолжительность
разработки
материалов
для
лицензирования – 1,5 года.
11
ПАРОГЕНЕРАТОР ПГВ-1300А
(АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ)
Преимущества горизонтального размещения коллекторов 1-го контура:
- равномерная нагрузка на зеркало испарения;
- лучшая наполняемость парогенератора трубами;
- возможность организации экономайзерного участка.
12
ПАРОГЕНЕРАТОР ПГВ-1300А
(АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ)
Характеристика
Численное значение
Площадь теплообменной
поверхности (при равных
габаритах ПГ)
7070 м2
6105 м2
Максимальная скорость
выхода пара с зеркала
испарения
0,45 м/с
1,3 м/с
Наполняемость
парогенератора трубами
13 846 труб
10 978 труб
13
РУ ВВЭР-1300А
(ДВУХПЕТЛЕВАЯ РУ С НОВЫМ ПГ)
Преимущества по сравнению с 4-х-петлевой компоновкой:
− сокращение числа ПГ;
− сокращение удельной металлоемкости и сроков сооружения;
− уменьшение диаметра ГО;
− уменьшение затрат времени и дозозатрат на контроль,
обслуживание и ремонт оборудования.
14
РУ ВВЭР-1800
(ТРЕХПЕТЛЕВАЯ РУ С НОВЫМ ПГ)
Проектные основы:
− использование
оборудования петли
циркуляции (ПГ и
ГЦНА) от ВВЭР-1300А;
− использование
результатов
разработок корпуса и
ВКУ реактора ВВЭР1500.
15
РУ интегрального типа
ВВЭР-И-200
Концепция реакторной
установки
- Двухконтурная РУ.
- Диапазон мощностей 100-200300 МВт.
- Использованы отработанные
технические
решения
технологии ВВЭР по активной
зоне
- Минимальный состав и
производительность
систем
безопасности.
16
РУ интегрального типа
ВВЭР-И-200
Инновационные решения и эффект, получаемый от их реализации
В части сокращения объемов и сроков сооружения АЭС:
- уменьшение размеров здания реакторного отделения;
- сокращение количества единиц основного оборудования РУ;
- сокращение оборудования и трубопроводов систем безопасности;
- уменьшение удельной металлоемкости РУ (тонн/МВт);
- сокращение сроков строительства и монтажа оборудования;
В части готовности производства и сооружения:
- полная заводская готовность РУ;
- небольшая продолжительность монтажа и пусконаладки;
- высокая эксплуатационная надежность.
В части электрогенерации:
- возможность встраивания в энергосистему небольшой мощности;
- возможность сооружения вблизи потребителя.
В части обеспечения безопасности:
- возможность различного размещения РО (наземная, углубленная, подземная);
- исключение аварии с большой течью;
- возможность более широко применять пассивные системы безопасности.
Стоимость сооружения РУ интегрального типа составляет ~ 5000$/кВт.
17
РУ ВВЭР-С
Привлекательность ВВЭР-С:
- эволюционное развитие реакторов ВВЭР с
улучшенным
топливоиспользованием
на
переходном этапе к замкнутому топливному
циклу с КВ = 0,7-0,8;
- низкий расход естественного урана (на уровне
130т природного урана/ГВт(э) в год);
- использование МОХ, REMIX- топлива;
- возможность эксплуатации активной зоны при
отсутствии жидкого поглотителя (бора), в том
числе при стояночных режимах и как следствие
уменьшение ЖРО.
18
Реактор ВВЭР-С
Характеристка
Значение
Количество ТВС в активной зоне, шт
241
Количество ТВС с вытеснителями, шт
132
Количество ТВС с ПС СУЗ, шт
55
Высота топливного столба в
холодном состоянии, мм
4200
Топливный цикл, месяцы
12/18/24
Размер ТВС под ключ, мм
234
Характеристка
ВВЭР-С
Мощность реактора, МВт
3300
Р1к ном, МПа
16,2
Твх/вых, С
297 / 329
Р2к ном, МПа
7,0
Внутренний диаметр ГО, м
44
Корпус ВВЭР-1500
19
Реактор ВВЭР-С
Распределение
относительного
давления в ¼ части
Вытеснитель установлен – извлечен выходного
участка реактора
в ТВС (начало – конец компании)
ВВЭР-С
ВУО ≈1,5
ВУО≈2
20
Проект РУ со сверхкритическими
параметрами теплоносителя
Рассматриваются два варианта РУ:
− ПСКД-600 (быстрый спектр, двухконтурная установка);
− ВВЭР-СКД (быстро-резонансный спектр, одноконтурная
установка).
Перспективность проводимых работ по ВВЭР-СКД основывается
на преимуществах данного проекта перед традиционными ВВЭР:
– увеличение КПД до 45%;
– улучшенное топливоиспользование с ориентацией на
замкнутый топливный цикл (ПСКД-600: КВ≥1; ВВЭР-СКД: КВ  0,95);
– уменьшение металлоемкости оборудования в ВВЭР-СКД за счет
одноконтурной схемы ЯЭУ (пар от реактора подается сразу на
турбину).
21
РУ ПСКД-600
Двухконтурная схема
W=1430 МВт(тепл) /600 МВт (эл)
tвх/выхода=388/500°С,
Р1к=25МПа, G=1880кг/с
22
РУ ВВЭР-СКД
Одноконтурная схема
W=3830 МВт(тепл) /1700 МВт (эл)
tвх/вых=290/540°С, Р=25МПа,
G=1890кг/с
23
Стенд-прототип реакторов
SCWR
Актуальность создания стенда-прототипа (Test Reactor):
– В
настоящее время в мире существуют более 15
концептуальных проектов SCWR (Евросоюз, Канада, Китай,
Япония), две концепции в России. Поэтому целесообразно в
рамках международной программы «Generation-IV» создать
стенд-прототип для проведения испытаний различных
концепций и выбора варианта дальнейшего развития
технологии.
– Развитие всех реакторных технологий всегда начиналось с
создания установок-прототипов малой мощности. Примеры:
АМ-1, БР-5(10), БОР-60, ВК-50…
– Российские ФНП (ОПБ-88/97и НП-082-07) требуют наличия
опыта эксплуатации реактора-прототипа перед созданием
энергетического реактора.
24
ЛИНЕЙКА МОЩНОСТИ
И ПОКОЛЕНИЯ РУ ВВЭР
Конкурентные
сегменты
электрогенерации
Оценка
состояния
сегмента
Соответствие проектов современным
требованиям НТД и требованиям
Заказчика
ВВЭР-1800
ВВЭР-1500
Сверхбольшая мощность
Ожидание
Большая мощность
Активен
Средняя мощность
Ожидание
ВВЭР-1000 АЭС-2006
ВВЭР-ТОИ ВВЭР-1300А
ВВЭР-440
ВВЭР-600
ВВЭР-640
ВВЭР-И (200)
Малая мощность
Активно
формируется
25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Надежность и безопасность АЭС с ВВЭР, обоснованные
опытом сооружения и эксплуатации, а также высокое
совершенство
проектов
обеспечивают
конкурентоспособность технологии ВВЭР на мировом
рынке.
2. Проекты АЭС с ВВЭР могут быть реализованы в любых
странах мира с учетом особенностей национальной
нормативной базы.
3. Технология ВВЭР имеет потенциал развития как в рамках
эволюции установок поколения III+, так и по линии
создания инновационных установок поколения IV.
26