АЭС: гонка в малом сегменте

Фото: depositphotos.com

В День работника атомной промышленности, 28 сентября, Владимир Путин провел встречу с главой государственной корпорации «Росатом». В своем выступлении Алексей Лихачев с заслуженной гордостью рассказал о достижениях отечественной отрасли по проектам реакторов малой мощности. Результаты действительно впечатляющие: 15 реакторов РИТМ-200 уже изготовлены, еще 13 — на различных стадиях производства. Это уже настоящая промышленная серия, потенциальным конкурентам «Росатома» до такого уровня только предстоит добираться где-то в среднесрочной перспективе. Однако имеется нюанс, который стоит проанализировать отдельно: генеральный директор говорил именно о реакторах малой мощности, а не об атомных энергоблоках. У российской корпорации назревает конкуренция с китайскими коллегами в малом сегменте.

Российский малый

Реакторы РИТМ-200 — «энергетическое сердце» атомных ледоколов новейшей серии ЛК-60, именно развитие Северного морского пути стало стимулом для их серийного производства. А вот с атомными энергоблоками на базе этого реактора ситуация выглядит несколько иначе. Начато строительство двух таких блоков в Узбекистане — здесь никаких заминок. Контракт с этой страной удивителен тем, что в нем не предусмотрен межправительственный кредит, это действительно редкость по нашим временам.

Узбекистан намерен рассчитываться самостоятельно, и авансовые платежи по малым блокам уже выплачены.

С проектом атомной станции малой мощности (АСММ) в Якутии все совершенно иначе: заказчиком выступает частный российский холдинг, и пока обязывающий контракт — на стадии окончательной проработки. В связи с лавиной рестрикций со стороны Запада «уходит вправо» проект Баимского ГОКа и, следовательно, меняется график ввода плавучих АСММ. Напомню, что под нужды горно-обогатительного комбината панируется строительство сразу четырех плавучих энергоблоков (ПЭБ) на базе восьми РИТМ-200 — по два реактора на один блок, и из этой восьмерки «Росатомом» два уже созданы.

Обстановка непростая, хотя и далеко не критичная, но это дает повод оценить, что и как происходит в странах, которые намерены двигаться в том же направлении, потенциально становясь реальными конкурентами нашей атомной индустрии. Там разработки не стоят на месте.

Контролируемое атомное качество

В последнее время Китай и вслед за ним США переходят от стадии «бумажного творчества» (на планете разрабатывается около восьми десятков проектов атомных реакторов малой мощности) к реальной работе на конкретных строительных площадках и в цехах конкретных машиностроительных заводов. В Европе до лицензирования технологий и строительства пока ни одна компания не добралась, но изредка поглядывать в эту сторону ближайшие лет десять все-таки стоит.

Начнем с Китая, который творчески развивает организационные алгоритмы нашего легендарного Министерства среднего машиностроения (Минсредмаш) и своего Министерства третьей промышленности — так назывался китайский аналог Минсредмаша в 1960-е и 1970-е годы. И у нас, и в КНР ставка не на тендеры, которые теоретически могут снизить капитальные вложения, а на гарантированное и контролируемое «атомное качество», главная заповедь которого — безопасность и надежность. Один сбой из-за потери качества — и уйдут годы на то, чтобы исправить возникшую ситуацию, недобрым словом поминая попытку сэкономить условные 7%.

Еще не выведя на серийность свой HPR-1000 (он же «Дракон-1», он же «Хуалонг-1»), китайская государственная China National Nuclear Сorp. (CNNC) в 2010 году приступила к разработке проекта малого модульного блока на базе АСР100.

Особенность регуляторной деятельности в Китае заключается в том, что уже в 2011 году National Nuclear Safety Administration (NNSA) приступило к верификации всех расчетных кодов, разрабатываемых CNNC. К началу 2016-го весь предварительный анализ проекта АСР100 был завершен, и в том же году успешно окончена проверка со стороны МАГАТЭ, а годом позже правительство КНР утвердило под строительство площадку Чанзян на острове Хайнань.

Далее последовал этап инженерно-геологических изысканий площадки, разработка и утверждение ТЭО, и летом 2021 года NNSA выдало лицензию на строительство опытно-демонстрационного блока на базе реактора АСР100. Сразу после этого началась работа на площадке, а в базе данных МАГАТЭ появилась новая строка: «Linglong-1/ACP100», — где Linglong-1 — имя собственное проекта, а ACP100 — техническое описание серии.

ACP100

Но давайте познакомимся с ACP100 поближе, чтобы понять, откуда он взялся в нашем повествовании о малых реакторах.
Его характеристики выглядят так:

• 125 МВт (электрическая мощность);
• 385 МВт (тепловая);
• PWR (то есть водо-водяной реактор);
• интегральная компоновка;
• 57 ТВС, топливо UO₂, обогащение <4,95%;
• перегрузка примерно раз в 24 месяца;
• срок службы — 40 лет по каталогу МАГАТЭ;
• проект многоцелевой: электричество, тепло, пар, опреснение.

Интегральная компоновка: 16 парогенераторов и 4 главных циркулирующих насоса интегрированы с корпусом, что резко сокращает длину и количество трубопроводов первого контура. Собственно, та же «идеология», что и у реакторов РИТМ, потому и сроки от начала разработки проекта до пуска почти идентичны. РИТМ-200 создавался 15 лет — с 2001 по 2016 годы. Работа китайских атомщиков длится с 2010 года, но тут важно, что они проектируют сразу атомный энергоблок, а не только реакторную установку.

CNNC ранее заявляла о пуске АСР100 в первой половине 2026 года — этот срок ушел вправо, но для референтного блока это не проблема, а скорее свидетельство зрелости атомной отрасли Китая. Все ошибки и недочеты важно выявить и устранить именно на старте, чтобы они ни в коем случае не попали в серийное производство. Модульность АСР100 — это заводская крупноблочная сборка внутрикорпусного оборудования, которая транспортируется отдельно и позволяет ускорить монтаж непосредственно на площадке. Все, что связано с «энергетическим островом» (статор, ротор, турбина, генератор и т. д.), в китайском проекте производится и монтируется на площадке в традиционном режиме.

Гонка за лидером

Зрелость китайского проекта еще и в том, что AР100 прошел полное согласование и проверки со стороны МАГАТЭ, а за время строительства блока на Хайнане побывали делегации более 90 стран. Но при этом со стороны СNNC не звучат заявления о развертывании серийного производства — пока не состоится коммерческий пуск, пока не пройдут все предусмотренные проверки со стороны NNSA, это было бы преждевременно.

Если не произойдет ничего экстраординарного, то уже в 2029 году компания получит все основания для масштабирования проекта.
Плановый ввод первого блока на базе реактора РИТМ-200Н в Узбекистане намечен на 2029–2030 годы, вот только постреакторные проверки облученного ядерного топлива российскому проекту, в отличие от китайского, уже не требуются — они будут проведены с топливом ледокольных РИТМ-200.

Конкуренция с АСР100 уже очевидна, но проект «Росатома», несмотря на вдвое меньшую электрическую мощность, сохраняет ряд преимуществ. АЭС в Узбекистане для нашей корпорации — зарубежный проект. РИТМ-200Н способен уверенно работать в сейсмически опасных зонах — китайскому реактору такие проверки пока еще только предстоят. Но основное преимущество российского котла — его возможность глубоко маневрировать мощностью, от 20 до 100%. Достигается это во многом за счет использования топлива с обогащением по урану-235 в 19,75%, что обеспечивает и периодичность перегрузки топлива — раз в шесть лет по сравнению с 24 месяцами у АСР100.

Остается только напомнить, что «Росатом» уже полностью завершил производство двух реакторов РИТМ-400, вдвое более мощных, чем РИТМ-200, но начало их эксплуатации в составе энергетической установки ледокола класса «Лидер» сдвинулось с 2027 на 2029 год: есть ряд сложностей у судостроителей. Разумеется, это не критично, но позволяет китайским атомщикам чуточку сократить дистанцию в гонке за безусловным лидером.