Европейский энергетический флагман дожил до физпуска
29.04.2018 655 0 0 tnenergy

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска

---
0
В закладки

10 апреля начался физпуск реактора EPR-1600 на блоке Taishan-1. Это событие завершает 13 лет строительства EPR-1600 в разных уголках мира, по мере которого проект этого реактора казался все более проклятым а судьба его разработчиков все более мрачной. Можно ожидать, что в ближайшие месяцы будут пройдены этапы минимальной контролируемой мощности (т.е. достижения реактором критичного состояния) и энергопуска, что перевернет страницу в судьбе этого проекта.


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Представители китайского атомного надзора NNSA подписывают разрешение на загрузку топлива в первом EPR

European Pressurized water Reactor (EPR-1600) электрической мощностью около 1650 мегаватт  - это наследник той эпохи, когда в Европе атомную энергетику считали прогрессивной и полезной. Разработка реактора началась еще в начале 90х объединением немецких и французских разработчиков Siemens NP  и Framatome (в 2000 году слившихся в компанию Areva). Проект EPR вобрал в свой проект множество прогрессивных решений и виделся в на рубеже веков как вершина эволюции реакторов типа PWR, из-за чего маркетологам Areva пришлось придумать деление реакторов на поколения и выделить самое свежее из них “III+”, а затем вписать в него на тот момент один единственный тип, соответствующий высокому званию, EPR-1600.


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Первый и второй блок АЭС Taishan

Надо отметить, что технически проект весьма впечатляющий (о чем ниже), но еще больше впечатляет количество проблем, с которыми этот тип реакторов столкнется при воплощении в жизнь. Не смотря на то, что, фактически, у Евросоюза с середины 90х и по сегодняшний день не было никаких альтернативных типов энергетических реакторов, поэтому EPR имел большие или меньшие преимущества во всех тендерах европейских заказчиков, судьба его оказалась невеселой. С 2000 года, когда EPR начал заявляться на тендеры, ситуация с новыми атомными стройками в Европе уже была кардинально иной, чем когда этот проект задумывался (впрочем стоит оговорится, что Siemens NP пошел на слияние не от хорошей жизни, и признаки надвигающихся черных дней были уже на старте разработки). Франция достигла потолка по доле атомных электростанций в энергетике, северная Европа разворачивалась в сторону “зеленой энергетики”, а в Восточной Европе не было достаточного количества денег, чтобы позволить себе EPR.

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

План АЭС с EPR-1600 1 - Контайнтмент, 2 – Здание бассейна выдержки топлива, 3 – Здание систем безопасности, 4 – Здания аварийных дизельных генераторов,
5 – Здание водоподготовки и спецводоочистки, 6 – Здание переработки радиоактивных отходов, 7 - Санпропускник,
8 – Насосы технической воды систем безопасности, 9 -  Здание турбины, 10 – Здание электрораспределительного оборудования (Switchgear)
11 – Здание насосов  охлаждающей воды, 12 – Вспомогательный бойлер и баки для хранения дистиллята, 14 – Трансформаторы 15 – Офисное здание

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов


План этажа ядерного острова ERP-1600

Тем не менее, в компании Framatome/Areva, в 2000 году только закончившей грандиозную 30 летнюю стройку французской атомной энергетики, а также выполнившего несколько экспортных контрактов в Китае были позитивные ожидания по продажам своего детища. Китай и Индия, США и Великобритания, Скандинавские страны и Восточная Европа - везде Framatome собирался предлагать “единственный в мире реактор поколения III+” с “заманчиво низкой стоимостью киловатта установленной мощности за счет рекордной мощности блока”. Первый тендер Areva взяла в Финляндии, обещая построить меньше чем за 5 лет и за 3,3 млрд евро 3 блок АЭС Олкилуото. Чуть позже французский оператор АЭС EDF тоже разместил заказ на строительство 3 блока АЭС Фламавиль с реактором EPR-1700. Areva уверенно лидировала в тендере на строительство АЭС Барака в ОАЭ. Шли переговоры по строительству 2 блоков в Китае, рассматривались площадки в Индии и США (в т.ч. было начало получение лицензии от американского атомнадзора NRC на строительство EPR в США).


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Строительство контейнмента 3 блока АЭС Олкилуото в сентябре 2007

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Установленный к концу 2009 года турбоагрегат мощностью 1700 мегаватт с тихоходной турбиной является мировым рекордом по мощности.

Чем вообще был хорош EPR-1600? Как уже говорилось, он вобрал в себя всю европейскую мысль по реакторам типа PWR (подробное описание). Тепловая мощность в 4300 мегаватт и электрическая в 1650 мегаватт являются рекордными среди всех типов РУ. При этом диаметр реактор ~5,4 метра всего на метр больше ВВЭР-1200, мощность которого 3200 мегаватт (тепловых). Масса реакторной установки тоже не сильно выше, чем у реакторов мощностью 1200 мегаватт. Энергоблок имеет рекордный кпд - 37% брутто и 34% нетто. EPR-1600 должен был стать первым в мире типом реактора с полностью цифровым управлением, включая системы безопасности - за это отвечали в Siemens NP, компании, известной своими передовыми решениями в области цифровых АСУТП.

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Интересно, что у ERP входы и выходы воды первого контура сделаны на одном уровне, а не на двух, как на большинстве PWR/ВВЭР мира. Это усложняет внутриреакторную конструкцию, но укорачивает и облегчает корпус реактора.

Активная зона реактора набирается из 241 кассеты стандартного западного типа “квадрат 17х17”. Кассет заметно больше, чем в 1-1,2 гигаваттных реакторах. ERP-1600 стандартно имеет урановое топливо с обогащением по 235 изотопу чуть меньше 5%, однако система управления поддерживает 100% загрузку МОКС-топлива (это первый в мире реактор с такой возможностью). Достигается это за счет использования “серых” поглощающих кластеров, которые позволяют точнее регулировать форму нейтронного поля в АЗ и современные моделирующие алгоритмы (позволившие внедрить маневрирование в немецких блоках). Есть возможность “load-follow” маневрирования и на EPR-1600. Впрочем как минимум на финском и француском блоке полностью эти возможности внедряться не будут.

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Организация АСУТП блока


Второй контур реактора собран из 4 вертикальных парогенераторов (в отличии от AP-1000 и APR-1400, в которых их по 2). Системы безопасности представлены 4 независимыми каналами впрыска холодной борированной воды, ступенчатого расхолаживания, конечным поглотителем выступает большой бассейн с водой внутри реакторного отделения. Автономность реактора по расхолаживанию по разным данным от 48 до 72 часов. Имеется и ловушка расплава, причем в отличии от российского варианта она представляет собой большой “бассейн”, а не относительно небольшую “бочку” (что является предметом критики среди профессионалов).


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов
Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Установка парогенератора и компоновка первого контура в контейнменте (видны места под 4 парогенератора и реактор), АЭС Олкилуото. Интересно, что во всех последних проектах Framatome/Areva применяется крашенный бетон с интегрированными пластинами (как на ИТЭР) - дико трудоемкое решение, не очень понятно зачем нужное внутри контенмента.

Все эти и многие другие навороты привели к тому, что строить EPR сложно, долго и дорого. Диаметр двойного контейнемента (защитной оболочки) реакторного здания - 46 метров, всего на 2 метра больше, чем у ВВЭР-1200, однако высота контейнмента выше уже на 10 с лишним метров (оно и понятно - парогенераторы вертикальные). При этом надо помнить, что у ВВЭР в контейнменте располагаются и все системы безопасности и бассейн выдержки отработанного топлива - у EPR же это все вынесено в пристройки вокруг реактора.


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Процесс установки 500-тонного корпуса реактора на 3 блоке АЭС Олкилуото

В целом EPR-1600 получился сложным, “тяжелым”, да еще и не проработанным (не смотря на 14 предшествующих лет разработке) к началу своей первой стройки в Олкилуото. Строительство такого проекта в чужой стране, да еще и славящейся жесткостью своего атомного регулятора STUK обещало стать кошмаром, и оно им стало. Строительство третьего блока Олкилуото продолжается до сих пор (13 год) и привело к утроению изначальной стоимости, а вслед за этим - судебным тяжбам с заказчиком (финской Fortum) и банкротству Areva. Стоит назвать стоимость финского EPR - изначально планы были построить блок за 3,2 млрд евро с расчетной ценой киловатта установленной мощности в 2200$, сегодня же речь идет о 9 миллиардах евро и стоимости порядка 6000$ за киловатт. EPR с треском проиграл тендер в ОАЭ (корейским конкурентам)

Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Разрез ядерного здания EPR-1600. Слева и ниже реактора видна ловушка раслпава.

Впрочем, проблема стройки в Олкилуото не относится к чисто техническим моментам. Например, большую роль сыграл тот факт, что Framatome/Areva не имела опыта строительства АЭС - только проектирования реакторных установок и надзора за их строительством. С учетом жесточайшего контроля за качеством строительства со стороны STUK такая диспозиция стала источником большинства проблем проекта. Каждая задержка в основном прямо адресовалась к неадекватному контролю субподрядчиков, несоблюдению контроля качества, другими управленческими недоработками. Хватало и новизны и неотработанности систем и оборудования, особенно с учетом того, что пусконаладку приходилось делать не на “домашней” площадке, а в Финляндии.

Установка парогенераторов в Олкилуото


В принципе, можно оценить важность “строительных умений” в проектах АЭС - первый бетон Олкилуото 3 произошел в августе 2005, Фламавиль 3 - в январе 2007, Тайшань 1 - в  октябре 2009, при этом к загрузке топлива все эти реакторы, возможно, приступят в этом году.


Как я уже упомянул - колоссальные задержки и перерасходы привели к банкротству компании Areva, которая, впрочем, была спасена французским правительством от закрытия. Areva и ее заказчики не потеряли ни одной строящейся АЭС, в отличии от американского Westinghouse. Это играет на руку EPR-1600 при участии в будущих тендерах. С другой стороны реальный ценник на EPR оказался настолько велик, что не понятно, какой из операторов в здравом уме подпишется на этот реактор. Так, символом запредельной дороговизны нового европейского атома стала АЭС Hinkley Point C, где с прошлого года сооружается 2 блока EPR-1600. Стоимость этой двухблочной АЭС должна составить 20,3 млрд фунтов или  28 млрд долларов. Впрочем, эта стоимость оценена в фунтах 2025 года, а не сегодняшних (т.е. реальная стоимость процентов на 10-15 меньше), и по видимому задрана максимально для получения значительных субсидий от правительства Великобритании. Но все равно стоимость запредельная, приводящая к стоимости мегаватт*часа в 130 долларов - примерно на уровне ВИЭ-конкурентов с аккумуляторами. Строительство ведет французский EDF, а инвесторами (кроме EDF) выступают китайские и британские фонды и фирмы. Кстати, для второй британской АЭС Sizewell, где также планируется строительство 2 EPR обещают снижение цены на 20%, т.е. до 105 долларов за МВт*ч, что все равно мрачно для конкурентноспособности EPR.


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Проектное изображение АЭС Hincley Point C. В настоящий момент (апрель 2018) уже выполняет бетонирование фундамента HPC и можно осторожно расчитывать, что первый блок здесь будет пущен в ближайшие 10 лет.

Кроме поддерживающей на плаву свои атомные умения Великобритании перспективы по строительству АЭС  есть в Индии. 6-и(!) блочная АЭС Джайтапур должна стать самой мощной в мире, если будет когда-либо построена.


Достаточно ли это для поддержания проекта на плаву? В принципе да, 10 блоков на перспективу, плюс возможные в будущем новые стройки в Европе (в той же Франции) - это 15-20 лет работы. Однако довольно очевидно, что амбиции 20 летней давности были гораздо больше. Полностью проигранный американский рынок, где никому не нужны атомные мегаватт*часы по 100+ долларов, сложности с конкуренцией в тендерах (Например в Турции или ОАЭ, где французы проиграли более гибким и дешевым корейцам) привели к попытке создать более простой, дешевый и быстровозводимый реактор Atmea-1, однако эта попытка пришлась на постфукусимский шок и банкротсво Areva, и фактически тоже провалилась.


Европейский энергетический флагман дожил до физпуска EPR1600, реактора, Олкилуото, Areva, реактор, Здание, реакторов, мегаватт, топлива, блока, больше, проекта, безопасности, мощности, стоимость, строительство, первый, Европе, ядерного, долларов

Загрузка ядерного топлива в открытый реактор Тайшань-1 - начало эксплуатации реакторов EPR-1600

Могла ли судьба EPR сложится по другому? Безусловно да. Если бы в 2000х годах Франция бы продолжила наращивать группировку реакторов по каким-то причинам (например, на фоне общеевропейского роста энергопотребления или пришествия электротранспорта), и EPR бы был построен дома в количестве 10-15 штук, он мог бы получится значительно дешевле и интереснее для экспорта. Остается только пожалеть, что такой мощный и продвинутый реактор появился не в то время или не в том месте.

P.S. Пока я долго дописывал эту статью, появилась информация, что 25 апреля так же началась загрузка ядерного топлива в 1 блок АЭС Саньмэнь - аналогично с героем этой статьи это первый физпуск AP-1000. В очередной раз китайцы определили "доноров" технологии со скоростью реализации проекта.


уникальные шаблоны и модули для dle
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
[related-news]
{related-news}
[/related-news]