Аннотация. В репортаже кратко изложены сведения о строительстве современных атомных электростанций (АЭС). Приведены выдержки из сообщений агентств Узбекистана и России вокруг будущего строительства атомной электростанции малой мощности (АСММ) в Узбекистане.
Здесь можно найти разъяснения по вопросам технологии получения тепла и электроэнергии на современных АЭС.
Автор: Мамедов Александр Нусратович, главный специалист ООО «Нефтегазмонтаж».
Тел. +998 94 635 1672, е-mail: mamedov_46@mail.ru.
Официально стартовал проект строительства атомной электростанции малой мощности ( АСММ) для Узбекистана. Атомная электростанция после завершения строительства, вывода на проектную мощность даст начало развития для будущей, передовой энергетики Узбекистана.
Сегодня для Узбекистана, как никогда, актуален вопрос развития атомной энергетики, которая вместе с другими видами «зеленой» энергетики позволит решить проблемы энергоснабжения в Республике.
Ранее сообщалось, что планируется построить АЭС с реакторами ВВЭР-1200 поколения III+, состоящей из двух блоков. Ожидается, что АЭС будет вырабатывать от 15 до 30% электроэнергии в стране. Это самый крупный проект современного российско-узбекского сотрудничества, совместного сооружения атомной электростанции по российскому дизайну. Планировалось, что атомная электростанция позволит Узбекистану выйти на новый уровень развития технологий, промышленности и образования.
Однако технико-экономические проработки проекта выявили дополнительные риски проекта, связанные с природными условиями района.
В связи с этим Российскаягосударственная корпорация «Росатом» переформатировала проект строительства атомных электростанций в Узбекистане. Было предложено оригинальное решение. Теперь речь идет о возведении малой и крупной АЭС, которые будут оснащены двумя энергоблоками каждая.
«Так как у нас были договоренности с Российской Федерацией на тот момент, мы продолжили реализацию уже достигнутых соглашений и планов. Плюс ко всему была проделана огромная работа по изыскательным мероприятиям на площадке. Если бы мы сейчас выбрали другую технологию, все пришлось бы начинать заново», — пояснил руководитель «Узатома».
Он также заявил, что Узбекистан не сможет обойтись без АЭС, ведь строительство станции — вопрос энергетической безопасности республики.
«Ядерный остров», естественно, мы будем реализовывать с нашим генеральным подрядчиком „Атомстройэкспортом“ („Росатомом“). А вспомогательный объект мы хотим как-то комбинировать, чтобы участвовали международные компании, чтобы это был международный проект. Сейчас прорабатываем варианты», — сообщил глава дирекции строительства АЭС, Агентства по развитию атомной энергетики («Узатом»), Отабек Аманов.
«Ядерный остров» действительно будет российским, но автоматизированная система управления станцией — европейские технологии, турбинное оборудование — европейского или китайского производства. К тому же, как добавил глава «Узатома», объект будет находиться в собственности Узбекистана под контролем местных специалистов. Власти Узбекистана рассматривают возможность строительства малых АЭС и в других регионах страны. уже проведена предварительная оценка 14 потенциальных площадок для строительства атомных станций.
Аманов подробнее остановился на этапах строительства малой АЭС:
- начало работ запланировано на осень 2024 года, когда будет создана необходимая инфраструктура для строительства, подписаны соответствующие документы. На начальном этапе будет построен жилой городок для строителей;
- в 2024-2029 годах планируется построить шесть реакторов мощностью 55 МВт каждый, то есть общей мощностью 330 МВт. Реакторы будут размещены на одной площадке с учетом требований безопасности и норм в области атомной энергетики;
- в 2029 году ожидается ввод в эксплуатацию первого реактора — через 60 месяцев после начала строительных работ. Каждый следующий реактор будет запускаться с интервалом в шесть месяцев.
Полный запуск станции с шестью реакторами намечен на 2032-2033 годы. Ядерное топливо для малой АЭС будут производить с использованием узбекского урана, который будет обогащаться в России.
«Будет использоваться оксид урана-235 с обогащением до 19% или 20%. Вот это топливо будет импортироваться, но есть один момент. Оно будет производиться на давальческом сырье местного узбекского урана. То есть узбекский уран будет вывозиться, будет проводиться его фабрикация, изготовление топлива и затем его будут завозить обратно. Из-за того, что это будет местный уран, мы надеемся, что стоимость топлива будет намного ниже», — заявил Аманов.
Известно, что АСММ планируется построить на базе шести российских реакторных установок РИТМ — 200Н суммарной мощностью 330 МВт. Все реакторы будут размещены с учетом требований норм и правил в области атомной энергии. Первый запустят спустя 60 месяцев после начала работ, последующие — через полгода каждый.
Таким образом, полностью станцию введут в эксплуатацию не ранее 2033 года, уточнили в «Узатоме».
«Мы убеждены, что реализация проекта будет способствовать максимальной открытости и информированности общества, укрепляя доверие и сотрудничество между всеми сторонами.
Эта атомная станция малой мощности с реактором РИТМ-200Н, основанным на проверенных временем технологиях и опыте безаварийной эксплуатации, станет надежным источником экологически чистой энергии. Компактность, высочайший уровень безопасности и эффективность делают РИТМ-200Н идеальным решением для устойчивого развития энергетики региона», — считает Аманов.
Президент Узбекистана Шавкат Мирзиёев назвал проект строительства малой АЭС жизненно важным.
«Практически все ведущие государства мира обеспечивают свою энергетическую безопасность и устойчивое развитие за счет атомной энергетики. Имея большие собственные запасы урана и экспортируя его в третьи страны, для нас этот проект является жизненно важным, если мы думаем о перспективах выхода на новый этап развития Узбекистана», — сказал Мирзиёев.
Контракт с «Росатомом» на проектирование, поставку и строительство атомной станции малой мощности был заключен 27 мая 2024 года в Ташкенте в ходе государственного визита президента России Владимира Путина. В связи с этим стороны подписали протокол о внесении изменений в утвержденное 7 сентября 2018 года соглашение между правительствами обоих государств о сотрудничестве по проекту возведения в Узбекистане атомной электростанции.
Первую атомную станцию малой мощности (АСММ) планируется построить рядом с озером Тузкан в Фаришском районе Джизакской области. Здесь установят шесть реакторов мощностью 55 МВт каждый, то есть общей мощностью 330 МВт. Реакторы будут размещены на одной площадке с учетом требований безопасности и норм в области атомной энергетики. Ввод в эксплуатацию первого реактора ожидается в 2029 году.
Контракт по возведению рядом с озером Тузкан в Фаришском районе Джизакской области АСММ мощностью 330 МВт был подписан 27 мая 2024 года. Согласно документу, генеральным подрядчиком выступает АО «Атомстройэкспорт» (Инжиниринговый дивизион «Росатома»), к работам будут привлечены местные компании.
Подготовительные работы к возведению начались летом 2024 года. В августе начали строить вахтовый городок для строителей, что стало первым шагом к комплексному развитию региона. Проект АСММ предусматривает строительство не только электростанции, но и культурных, образовательных и медицинских объектов.
Отмечается, что проект строительства малой АЭС в Узбекистане – первый подобный экспортный проект «Росатома» за рубежом. Стороны договорились о нем весной прошлого года, а осенью был подписан протокол о начале работ, предусматривавший проектные работы и разработку документации.
Директор проекта по сооружению АЭС в Узбекистане компании «Атомстройэкспорт» Павел Безруков заявил, что электростанция обеспечит страну гарантированным объемом электроэнергии на десятилетия вперед.
«В настоящее время Инжиниринговый дивизион ''Росатома'' продолжает работы по подготовке документации для АЭС малой мощности с реакторной установкой РИТМ-200Н, новейшей разработки, в основу которой заложен многолетний российский опыт безаварийной эксплуатации реакторов типа ВВЭР. Российский проект АСММ станет энергетической базой для развития региона», — подчеркнул Безруков.
Реакторы типа ВВЭР- отличаются повышенной сроком службы в 60 лет, с возможностью продления до 100 лет и более, возможностью маневра мощностью в интересах энергосистемы, высоким КИУМ (90%), возможностью работать 18 месяцев без перегрузки топлива и другими улучшенными удельными показателями.
Конструкции реакторов поколения III+ представляют собой эволюционное развитие реакторов поколения III, предлагающие повышение безопасности по сравнению с конструкциями реакторов поколения III. Производители начали разработку систем поколения III+ в 1990-х годах, опираясь на опыт эксплуатации легководяных реакторов в США, Японии и Западной Европе. Конструкции поколения IV по состоянию на 2025 год, все еще находятся в разработке.
В технологии реактора типа ВВЭР используется двухконтурная ядерная паропроизводящая корпусная установка с реактором на тепловых нейтронах, в котором теплоносителем и замедлителем является обычная вода под давлением. Конструкция включает в себя четыре петли охлаждения с парогенератором, главным циркуляционным насосом (ГЦН), компенсатор давления, сбросная и аварийная арматура на паропроводах, емкости системы аварийного охлаждения активной зоны (САОЗ) реактора. Таким образом, реакторы типа ВВЭР сочетает в себе надежность давно проверенных инженерных решений с комплексом активных и пассивных систем безопасности, доработанных с учетом «постфукусимских» требований
Достоинства реакторов поколения III+.
• Природная доступность замедлителя и теплоносителя (воды);
• Большая безопасность из-за двухконтурности по сравнению с РБМК и BWR. Четыре барьера безопасности: Топливная таблетка, оболочка ТВЭЛ, границы первого контура, герметичное ограждение реакторного отделения. Отрицательный паровой коэффициент реактивности (при вскипании или утекании воды реакция замедляется).
• Отработанность технологии реакторов типа ВВЭР. Реакторы хорошо изучены. Современный уровень техники позволяет гарантировать безопасную работу реактора в течение минимум 60-80 лет, с последующим продлением срока эксплуатации;
• Малый размер по отношению к другим типам реакторов;
• Меньшее количество персонала;
• Дешёвое топливо. Раз в год заменяется 15-20 % «выгоревшего» топлива;
• Простота хранения отработавшего топлива;
• Относительная простота очищения воды первого контура при выводе из эксплуатации (с помощью выпаривания количество РАО можно сократить в 50-70 раз)
Дополнительные функции безопасности были внесены в конструкцию под влиянием катастрофы, произошедшей на АЭС Фукусима в 2011 году. В конструкциях поколения III+ пассивная безопасность не требует действий оператора или функционирования электронных устройств, благодаря чему может работать в условиях эвакуации персонала и отключения электричества. Многие из ядерных реакторов поколения III+ имеют ловушку расплава. Если оболочки твэлов и корпус реактора, а также связанные с ними трубопроводы расплавятся, кориум упадет в уловитель активной зоны, который удерживает расплавленный материал и имеет возможность его охлаждать. Это, в свою очередь, защищает последний барьер — герметичную оболочку. Сейсмика (SL-2) - ; 0,3 g. В качестве опций возможно использование тихоходной турбины и маневренного блока (диапазон 100-50-100).
Технические решения, используемые в реакторах типа ВВЭР - такие как бассейн выдержки отработанного топлива внутри конфайнмента, фильтры на выходе из межоболочного вентилируемого пространства, уникальная «ловушка расплава» с жертвенным материалом, не имеющая аналогов пассивная система отвода тепла, - позволяют называть его реакторной установкой поколения III+.
Интересны проектные решения системы САОЗ. Это емкости с холодной борной кислотой под давлением. В случае разрыва корпуса или трубопроводов они обеспечивают ввод борной кислоты в реактор, глуша его и обеспечивая охлаждение. Применение этой, а также других систем в комплексе гарантирует высокий уровень внутренней безопасности реакторной установки.
С точки зрения экологии, АЭС – это экологично. Отработанное ядерное топливо после определенной обработки опять запускается в процесс производства. То есть сейчас российские технологии выходят практически на безотходное производство электроэнергии из атома, это многоразовое использование всех компонентов.
Таким образом, в Узбекистане при строительстве АЭС будут реализованы самые передовые технологии АЭС, которые уже широко внедрены во всем мире.
Главная характеристика проекта — компактность, в относительно небольшой оболочке размещены все составные части реактора, включая парогенераторы, насосы и приводы, что экономит время и деньги. Главные опасения у людей витают вокруг трех факторов: сейсмичность, сильная жара и нехватка воды.
Надежность реакторов РИТМ-200Н доказал опыт эксплуатации на атомных ледоколах: судна буквально наезжают на толстый ледяной покров и разламывают его своим весом. Постоянные горизонтальные и вертикальные нагрузки сопоставимы с сильными землетрясениями.
Реакторы успешно используются в суровых климатических условиях. В основе малой АЭС в Узбекистане лежит водо-водяной ядерный реактор РИТМ-200Н, который использовался в атомных ледоколах и является проверенным на практике для морского использования. Однако наземная АЭС с этими реакторами пока не построена, поэтому не считается полноценно референтной. Реализация такого проекта в 2024 году началась в Якутии. Кроме того, эта технология ранее использовалась только в холодных регионах.
На вопрос о том, не станет ли Узбекистан экспериментальным полигоном для этой технологии, глава «Узатома» Азим Ахмедхаджаев ответил, что такого риска нет, так как технологии «адаптированы для наземной эксплуатации, а принцип работы остается тем же».
Разработать АЭС, создать реактор и построить саму станцию — задачи весьма нетривиальные.
На АЭС в Джизаке будет использоваться система охлаждения с сухими градирнями, без испарения воды. Горячая вода будет циркулировать через радиаторы и обдуваться вентиляторами. К этой части проекта планируется привлечь венгерские технологии. В итоге АЭС будет потреблять воды меньше, чем угольная ТЭС.
Остальные технические особенности, вроде многоуровневых систем, барьерных оболочек, активных и пассивных систем защиты (которые работают с электроснабжением и без него), в том числе — системы безопасности, работающие автономно без участия человека, – все это делает АЭС источником безопасной и экологически чистой электроэнергии
Проект АСММ находится на стадии проектирования, проводятся необходимые инженерные изыскания и экспертизы. Стороны регулярно проводят совещания для согласования технических требований и графиков. На площадке будущей АЭС ведется мониторинг окружающей среды, включая сейсмическую активность, для обеспечения безопасности и надежности станции.
А в России начато изготовление основного оборудования ядерного реактора. «Первая сталь» для РИТМ-200Н, который станет «сердцем» первого энергоблока узбекской АЭС, разлита в начале мая 2025 года на «АЭМ-Спецсталь», предприятие входит в Машиностроительный дивизион «Росатома». Это единственный в России завод, который изготавливает металлургические заготовки для ключевого оборудования АЭС и атомного ледокольного флота.
Изготовление слитков происходит в сталеплавильном комплексе, позволяющем выплавлять слитки весом до 450 тонн. Для АЭС необходима сверхпрочная сталь, реактор будет работать несколько десятков лет в условиях высокой температуры и давления.
После обработанный должным образом металл проходит внепечную обработку: вакуумирование, корректировку химического состава, нагрев металла за счет электрической дуги. Сталь разливают в вакууме — это помогает её дополнительно очистить.
Полученный слиток выдерживается в специальной камере для кристаллизации жидкого металла, где он остывает, затем наступает этап ковки.
Величественное оборудование достает из печи раскаленную стальную форму, которая в будущем станет первым ядерным реактором в Узбекистане. После недолгого пролета по комплексу, заготовка поступает на автоматизированный кузнечный пресс, который усилиями до 12 тысяч тонна-сил придает нужную форму. После получения нужных форм заготовки направляют на механическую и термическую обработку, что придает будущему реактору нужные геометрические и механические характеристики.
Точная обработка заготовки и других деталей выполняется на токарно-карусельных станках. Точечно, слой за слоем, как со скульптуры, специалисты отсекают лишний металл, чтобы заготовка соответствовала параметрам чертежа. После применения сварочных работ, заготовки кранами, вдоль цехов, целиком переносят в специально оборудованные большие безопасные рентгеновские камеры, которые позволяют проверить качество швов.
В будущем на «АЭМ-Спецсталь» будут изготовлены заготовки для всех шести реакторных установок первой атомной электростанции малой мощности, которая строится по российскому проекту в Узбекистане. Итоговая сборка реакторов РИТМ произойдет на заводе «ЗиО-Подольск», который также входит в состав Машиностроительного дивизиона «Росатома». На заводе имеются, для этого, специальные цеха и квалифицированный инженерный и рабочий персонал.После этого полностью собранные реакторы прямо в цехах погрузят на специальные железнодорожные платформы, и они отправятся по железной дороге в Узбекистан, где их установят на АЭС и загрузят в них топливо, менять его нужно раз в 5-6 лет
Но ещё один кропотливый и крайне важный этап — выбор места под АЭС. Площадка близ озера Тузкан в Джизакской области прошла исследования и подходит для строительства атомной электростанции.
Подготовительные работы для возведения АЭС в Джизакской области уже начались.
Электростанцию запустят поэтапно, по мере готовности энергоблоков, с 2029 по 2033 годы. Строительство АЭС в Узбекистане создаст 2 тысячи рабочих мест, для подготовительно-строительных работ планируется нанять местные частные компании, включая Enter Engineering. Стоит отметить, что строительство АЭС малой мощности не отменяет проект возведения обычной крупной атомной электростанции на два энергоблока, реализацию которого совместно запустили Шавкат Мирзиёев и Владимир Путин в 2017 году.
Что касается персонала, то сейчас в ташкентском филиале МИФИ обучаются 300 студентов. Совместно с «Росатомом» разрабатывается программа стажировок узбекских специалистов на действующих АЭС, а также создание учебно-тренировочного центра с тренажерами.
В перспективе, в Узбекистане будет и большая атомная станция, и малые — они же могут стать отличной альтернативой угольным, мазутным и газовым электростанциям, что сэкономит топливные ресурсы, а также позитивно скажется на экологии: АЭС производит стабильную чистую энергию, без вредных выбросов.
Даже с учетом модернизации всех электростанций на природном газе, АЭС в Узбекистане с общей мощностью 2,4 ГВт, с генерацией 18 млрд кВт/час, сэкономит 3,5 млрд кубометров газа в год.
Строительство АЭС в Узбекистане не только обеспечит страну дешевой электроэнергией, но и создаст новую технологичную отрасль в экономике, даст толчок развитию образования и науки.
Получение большого объема дешевой электроэнергии позволит дать старт энергетическим проектам Республики Узбекистан, безболезненно перевести автотранспорт на электричество, постепенно вывести из эксплуатации электростанции, работающие на использовании природного газа и т.д.