Для большинства людей самая хорошая новость об атомной энергетике – это отсутствие новостей. Но молчать накануне профессионального праздника, Дня энергетика, о достижениях самой инновационной и конкурентоспособной на сегодняшний день отрасли российской экономики было бы несправедливо.
Отечественный мирный атом переживает настоящий ренессанс. В России функционируют 34 энергоблока, которые дают около 16,5% всей электроэнергии, вырабатываемой в стране. В 2011 году российскими АЭС был достигнут рекордный уровень выработки электроэнергии, а ОАО «Концерн «Росэнергоатом», занимающийся эксплуатацией всех отечественных атомных станций, стал главным производителем электроэнергии, войдя в пятерку мировых лидеров по этому показателю.
Оптимальной долей атомного электричества в энергобалансе страны признана цифра 25–27%, сегодня атомные станции дают 16,5%. Правительством РФ перед госкорпорацией «Росатом» поставлена стратегическая задача – не только заместить выбывающие мощности, но и нарастить долю АЭС при учете общего роста рынка электроэнергии. По словам главы госкорпорации «Росатом» Сергея Кириенко, это означает, что до 2030 года в зависимости от экономической ситуации у нас в стране должно быть построено от 26 до 34 энергоблоков. Это необходимость. Ведь в ближайшие 15 лет намечена масштабная замена выводимых из эксплуатации реакторов типа РБМК так называемой чернобыльской серии – энергоблоков Ленинградской, Смоленской и Курской станций. Продлевать срок службы или модернизировать их нецелесообразно.
Магистральное направление отечественной ядерной энергетики на десятилетия вперед уже выбрано – это последняя разработка российских ученых-ядерщиков проект – ВВЭР-ТОИ. Именно реакторы данного типа будут заменять выбывающие энергоблоки старых АЭС и предлагаться на экспорт. Расшифровывается аббревиатура ВВЭР-ТОИ так: водо-водяной энергетический реактор, типовой оптимизированный информатизированный. В реальной жизни типовая станция, использующая технологию ВВЭР-ТОИ, будет выглядеть как двухблочная АЭС с реактором мощностью 1250 МВт, выполненная в современной информационной среде и в полном соответствии с максимальными требованиями к ядерной и радиационной безопасности.
Разработка проекта ВВЭР-ТОИ окончательно завершена
Последние несколько лет о ВВЭР-ТОИ много говорилось как о перспективном, находящемся в разработке проекте. На данный момент, к концу декабря 2012 года, можно уверенно говорить, что проектная инфраструктура ВВЭР-ТОИ полностью создана, все технические документы, которые требуются в таких случаях, окончательно готовы. В этом качестве проект достиг всех своих целей и теперь готов к следующему этапу – непосредственно строительству станции Курской АЭС-2, первый энергоблок которой станет головным реактором ВВЭР-ТОИ. Строительство на площадке в Курске начнется в 2013 году, то есть первый реактор будет введен в строй не раньше 2017 года, учитывая срок строительства – 48 месяцев.
В нашей стране прототипом ВВЭР-ТОИ служит Нововоронежская АЭС-2. Турецкой республике при проектировании АЭС «Аккую» также формально предлагается аналогичный проект. Но за время согласования и проектирования станции в Турции российские атомщики закончили проект ВВЭР-ТОИ, поэтому технология и все преимущества типового оптимизированного информатизированного проекта будут предложены и Турецкой Республике. Хотя с формальной точки зрения первым ВВЭР-ТОИ будет именно первый энергоблок Курской АЭС-2.
По словам генерального директора Проектно-конструкторского филиала ОАО «Концерн «Росэнергоатом» Сергея Егорова, в конце этого года состоится передача госкорпорации «Росатом» той части работы, которая называется проектными материалами. Это надводная часть айсберга. Есть еще информационная основа. Именно в ней заключается инновационность ВВЭР-ТОИ. Это огромное количество взаимосвязанных между собой инженерных данных: десятки зданий, сотни систем, тысячи элементов, и это все в виде виртуальных машин, гигантских накопителей баз данных, информационных связей между участниками проекта. В самое ближайшее время в Ростехнадзор поступит на рассмотрение пакет документов по безопасности, и если возникнут какие-либо замечания, они будут обязательно учтены. Потом, собственно, начнется реализация курского проекта в металле и бетоне.
Проектирование атомных станций – не индивидуальная деятельность. Над программой в течение пяти лет работали более 3000 специалистов. Создателями ВВЭР-ТОИ можно назвать научные коллективы НИЦ «Курчатовский институт», московского ОАО «Атомэнергопроект», ОАО ОКБ «Гидропресс», нижегородского ОАО «Атомэнергопроект», СП «Аlstom –Атомэнергомаш» и еще целый ряд предприятий отрасли, в том числе ОАО «ВНИИАЭС», дизайн-центр ВВЭР-ТОИ, проектный офис ВВЭР-ТОИ.
Безопаснее, дешевле, быстрее
ВВЭР-ТОИ – передовой проект по многим основаниям, благодаря которому Россия с полным правом в ближайшие годы может претендовать на мировое лидерство в атомной энергетике. Хотя, по словам разработчиков, изначально задача, которая была поставлена руководством ОАО «Концерн «Росэнергоатом», была скромнее. Заказ был на типовой проект, являющийся основанием для строительства серии новых АЭС, прежде всего для замещения выбывающих из эксплуатации с 2020 года энергоблоков прежних серий. Требовался надежный реактор на ближайшие десятилетия и он был сделан.
Проект «АЭС-2006», как теперь признают специалисты «Росатома», они вынуждены были делать в режиме «индивидуального пошива» для Нововоронежской АЭС-2 – длинной серии там не просматривается. Головной блок Нововоронежской АЭС-2 – это энергоблок проекта «АЭС-2006», а вот все энергоблоки, которые будут строиться в дальнейшем, – уже ВВЭР-ТОИ. Если кратко говорить о преимуществах и отличиях ВВЭР-ТОИ перед «АЭС-2006», то неплохой проект сделали откровенно хорошим. ВВЭР-ТОИ – это разумный рестайлинг «АЭС-2006» с улучшенными эксплуатационными характеристиками. База «АЭС-2006» и ВВЭР-ТОИ одинаковая – реактор ВВЭР-1200. На сегодня госкорпорация «Росатом» планирует использовать опыт СССР, который уже переняли лучшие зарубежные энергетические компании, – серийное строительство атомных станций. Основой серии отечественных АЭС был выбран проект ВВЭР-ТОИ.
Достоинства его в сравнении с «АЭС-2006» очевидны. Во-первых, экономические показатели: он на 20% дешевле и в полтора раза быстрее в строительстве. Во-вторых, учтены все негативные факторы, вызвавшие аварию на АЭС «Фукусима», даже для внутрироссийского потребления, где нет требований устойчивости к цунами и к мощным землетрясениям. С точки зрения безопасности мирного атома ВВЭР-ТОИ – это текущий максимум в сравнении с лучшими зарубежными образцами.
Энергоблок ВВЭР-ТОИ рассчитан на обеспечение отсутствия выхода радиоактивных веществ в окружающую среду при землетрясении до 8 баллов, падении тяжелого самолета массой 400 т со скоростью 150 м/с с учетом возгорания и взрыва топлива; расчетной максимальной скорости ветра до 56 м/с.
На случай более серьезных катаклизмов в состав проекта ВВЭР-ТОИ входит устройство локализации расплава активной зоны (УЛР) – уникальная российская технология, которая обеспечивает гарантированное управление безопасностью благодаря локализации и охлаждению расплава ядерного топлива при разрушении оболочки реактора. Предусматриваемое в проекте ВВЭР-ТОИ сочетание пассивных и активных систем безопасности обеспечивает отсутствие разрушения активной зоны реактора в течение не менее 72 часов при любом сценарии протекания аварии, а технические решения проекта гарантируют переход реакторной установки в безопасное состояние при любых комбинациях исходных событий (природных и техногенных), в том числе и приводящих к потере всех источников электроснабжения.
ВВЭР-ТОИ – практическая модернизация процесса проектирования АЭС
Неспециалисту трудно в полной мере оценить инновационность проекта ВВЭР-ТОИ. В первую очередь это интернациональный характер работ – при создании ВВЭР-ТОИ использовались не только российские технологии, но и французские, немецкие проектные решения. Если брать в расчет использованное программное обеспечение, то география будет еще шире. Впервые в России при проектировании АЭС применялись 3D-моделирование и Единое информационное пространство проектирования – мультиплатформенный программно-аппаратный комплекс управления инженерными данными для конструирования и проектирования, а также организации коммуникаций между территориально распределенными участниками проекта.
Уникальная особенность ВВЭР-ТОИ – комплекс виртуального прототипирования, где можно показать, как выглядит объект в целом. Он представляет собой сферу диаметром 6 м, в центре которой на прозрачной стеклянной площадке, на высоте 2 м зрителям демонстрируется изображение в 3D-формате, что позволяет достичь эффекта полного погружения в виртуальную среду. Это не только позволяет визуализировать проектные и конструкторские модели, но и отрабатывать процессы технического обслуживания и ремонта АЭС, моделировать действия при возникновении чрезвычайных ситуаций. Подобные центры существуют в некоторых крупных автомобильных и аэрокосмических концернах, для атомной отрасли это инновация мирового значения.
Парадоксально, но этот эффектный внешний результат, «сверкающая вершина», самих разработчиков особо не впечатляет. Для них первична скрытая часть проекта, огромный сложный мир инженерных решений, выполненных в рамках реализации проекта ВВЭР-ТОИ. По сути, в ходе выполнения проекта произошла практическая модернизация технологий конструирования и проектирования для апгрейда всех технологических процессов, которые называются проектированием АЭС. Многомерное проектирование само по себе не новация, речь идет о культурном изменении. Новация в том, чтобы собрать много коллективов и добиться, чтобы они работали в унисон. Это как раз та самая модернизация не на словах, а на деле. В будущем проект будет служить практической основой для дальнейшего продвижения вперед в части строительных, монтажных технологий, эксплуатации.
Экспортные перспективы
Сегодня по объемам нового строительства АЭС Россия вышла на 2-е место в мире, а практическая инсталляция проекта ВВЭР-ТОИ позволит России в ближайшие годы выйти на лидирующие позиции. Подписание контракта в атомной энергетике, как и в оборонной сфере, предполагает долгий и сложный переговорный процесс, и всегда связано с большой политикой и финансами. Поэтому о детальных расчетах экспортного потенциала ВВЭР-ТОИ говорить пока преждевременно, но уже сейчас ведутся переговоры и консультации с несколькими странами. Важно понимать, что речь идет не о строительстве одного-единственного объекта, а целой серии проектов в большом географическом диапазоне и соответственно в различных климатических и экономических условиях.
Кроме того, атомная энергетика – некая проекция состязания сверхдержав в научной сфере, которые непосредственно не конкурируют – идет заочная борьба, присутствует контроль за партнером – потенциальным соперником. Тендеры в данной сфере редкость, и в них гораздо больше политической составляющей, чем экономики. Но в любом случае ВВЭР-ТОИ – конкурентоспособный объект.
Госкорпорация «Росатом» может предлагать на внешних рынках очень гибкую платформу локализации и широкие возможности для сотрудничества, в отличие от американских «друзей», которые серьезно зациклены на собственный производственный базис и на подконтрольные американскому и японскому капиталу предприятия. Например, у корпорации Westinghouse экономическая модель отличается от нашей. По аналогии с разработкой компьютерных операционных систем она использует не открытую архитектуру, а закрытый программный код. Российские же атомщики при сооружении АЭС больше готовы к коммуникациям, сотрудничеству с местными компаниями.
Другим преимуществом проекта ВВЭР-ТОИ служит достижение проектировщиками разумного, оптимального компромисса между экономическими показателями и показателями безопасности. Атомная электростанция хоть и стратегический объект, но показатели эффективности и рентабельности также принимаются в расчет. Американские и французские компании всегда ставят заказчика АЭС перед выбором в пользу только одного из критериев: либо экономика, либо безопасность. А то, что проект ВВЭР-ТОИ предлагает одновременно и экономичную и безопасную АЭС, существенно повышает конкурентоспособность данного проекта на рынке производства электроэнергии.
Директор Проектно-конструкторского филиала ОАО «Концерн «Росэнергоатом» Егоров Сергей Владимирович:
«Проект, который мы завершили, – это лучшая из практик, унаследованная от Советского Союза, когда партнерам предлагалась открытая архитектура самого объекта с возможностью для развития, начиная с финской АЭС «Ловиза» и условно заканчивая индийской «Куданкулам». Мы делаем проект для большого мира, он не келеен, он ответственен и тем привлекателен. Мы эти качества в ВВЭР-ТОИ постарались сгруппировать, создав плацдарм для последующего движения на десятилетия. Завершив работу над ВВЭР-ТОИ, мы сформировали ядро с высоким потенциалом адаптивности и жизнеспособности. Это потребовало от системы проектирования компромисса и гибкости, учитывая возможность изменений, их допустимости и, конечно, скорость принятия решений, связанных с этими изменениями. Безусловно, какие-то элементы разумнее будет сделать индивидуальными, но при этом система проектирования в любом случае должна остаться типовой. Таковыми будет система обработки инженерных данных и доставки этих данных. Чтобы ни говорилось про преимущества «быстрых реакторов», это довольно отдаленная перспектива, новое поколение, которое последует за ВВЭР-ТОИ. Обеспечивать энергобаланс страны на протяжении ближайших 60 лет будут атомные станции, оснащенные именно ВВЭР-ТОИ».