Содержание:
- Особенность энергетической стратегии в отношении АЭС
- Ущерб для АЭС от разгрузки
- Проблема для реактора
- Перспективное решение
Заключение
1. Особенность энергетической стратегии в отношении АЭС
Итак, в энергетической стратегии развития России до 2035г в отношении атомных станций стоят задачи, которые, по сути, не соответствуют нормам эксплуатации. Но с другой стороны, если на это иначе посмотреть, то, очевидна новая концепция развития АЭС в России. Итак, взглянем на цитату из документа:
Другими словами, речь идет о разгрузке АЭС в диапазоне до 50% от номинальной мощности в определенные часы суток с последующим набором мощности в исходный номинальный уровень! В этом и заключается суть маневренности АЭС!
К примеру, при установленной мощности АЭС 1200МВт ее могут принудить к разгрузке в диапазоне до 600МВт. И здесь без разгрузки реактора никак не обойтись, что и является главным недостатком такого режима, поскольку кроме ущерба в виде ускоренного износа основному оборудованию больше ничего не принесет.
2. Ущерб для АЭС от разгрузки
В качестве примера приведу свои цифры. По моим оценкам, выполненным ранее (в 2020г) затраты, которые понесет атомная станция из-за ежесуточной разгрузки на 50% в течении года (за вычетом ремонтного периода 30сут) достигают 700 млн.руб./год, короче, порядка 2/3 миллиарда!
Главная причина - высокая капиталоемкость атомных станций, что даже на фоне сниженных топливных затрат (ведь реактор тоже разгружается и расход ядерного топлива снижается в этом случае) себестоимость отпущенной электроэнергии будет увеличиваться. Все это показано здесь
В реальности, конечно, станция продолжит отпускать электричество по прежней цене, а ущерб должен быть компенсирован некими федеральными дотациями.
В этой ситуации становится вполне оправданно и эффективнее найти способы и средства, которые позволили бы выполнить поставленные задачи в энергетической стратегии, но без ущерба для атомной станции.
3. Проблема для реактора
В случае с ядерным реактором все гораздо сложнее, поскольку чередование разгрузки и нагрузки обусловливает динамику усталостного износа.
Критической составляющей реактора являются тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), в которых выгорает ядерное топливо. Усталостный износ оболочек ТВЭЛов напрямую связан с радиационной безопасностью, поскольку это приведет к пластической деформации оболочек ТВЭЛ, что приведет к радиоактивному загрязнению теплоносителя, поскольку охлаждает ТВЭЛы и находится в непосредственном контакте с их оболочками.
4. Перспективное решение
С целью обеспечить базовую нагрузку эффективным является комбинирование АЭС с энергетическими аккумуляторами. И одним из перспективных решений является использование установок по производству водорода и кислорода электролизом воды.
Таким образом, в период возможной принудительной разгрузки, невостребованная мощность будет преобразована в водород и кислород с последующим временным их хранением с целью полезного использования либо как товарной продукции, либо сжигая водород в кислороде и полученное тепло полезно использовать в паротурбинном цикле АЭС с повышением КПД и мощности энергоблока.
Об эффективности таких направлений использования водорода и кислорода в новых дальнейших публикациях на канале.
Заключение
Энергетическая стратегия развития России до 2035г предписывает прямое участие АЭС в регулировании суточной неравномерности, что обязывает к развитию АЭС в новой концепции при наличии маневренных возможностей.
Вместе с тем маневренный режим нежелателен для атомных станций, поскольку неминуемо приведет к нарастанию усталостного износа основного оборудования, особенно оболочек ТВЭЛ, которые являются наиболее уязвимыми в условиях такого режима.
Единственный способ избежать этого является комбинирование АЭС со специальными энергетическими аккумуляторами. В этой связи одним из перспективных решений является производство водорода и кислорода электролизом воды.