Режим маневрування: «ЗА» і «ПРОТИ»

Після введення надзвичайного стану в енергетиці громадськістю й фахівцями даної сфери активно обговорюється питання щодо необхідності та можливості експлуатації енергоблоків атомних станцій в режимі добового маневрування. Редакції веб-сайту Uatom.org вдалося поспілкуватися з експертами в галузі й з’ясувати, за яких умов Україна може дозволити собі добове регулювання потужності на вітчизняних АЕС.

НАУКОВЦІ – «ЗА». ПЕРЕДУМОВИ МАЄМО  

За інформацією Державного науково-технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки (ДНТЦ ЯРБ), питання можливої експлуатації вітчизняних енергоблоків у режимі маневрування виникло у зв’язку з коливаннями споживання електроенергії протягом доби при дефіциті маневрових потужностей.

Дефіцит маневрових потужностей – характерна ознака вітчизняної енергосистеми у зв’язку з наявною структурою енергетики. Останні три роки ця проблема була ускладнена рекордно маловодними весною та літом, внаслідок чого гідроелектростанції скоротили виробництво електроенергії майже вдвічі. Цьогоріч важливою причиною дефіциту стала складна ситуація з використанням теплової генерації для маневрування, в тому числі у зв’язку з блокадою постачання вугілля з непідконтрольних територій.

Функціонування об’єднаної енергосистеми держави в умовах зміни економічної ситуації, фізичне старіння основного обладнання теплових станцій, заплановане об’єднання з енергосистемою ЄС, обмежена пропускна здатність ліній електропередач примушують серйозно замислитися над доцільністю залучення АЕС до роботи в режимі добового регулювання потужності.

На сьогодні в Україні експлуатуються 15 енергоблоків АЕС. Запорізька АЕС (6 енергоблоків ВВЕР-1000 потужністю 1000 МВт кожен) розміщена у промислово розвиненому регіоні, все ж має значні обмеження пропускної здатності ліній електропередач (близько 5300 МВт). Це не дозволяє одночасно експлуатувати відразу 6 енергоблоків на номінальній потужності. На часі планується прийняття технічних рішень (введення в експлуатацію ще однієї повітряної лінії), що дозволять забезпечити видачу необхідної потужності ЗАЕС.

Рівненська АЕС (2 енергоблоки ВВЕР-440 та 2 енергоблоки ВВЕР-1000) і Хмельницька АЕС (2 енергоблоки ВВЕР-1000) знаходяться в регіоні, що характеризується певним надлишком електроенергії. У свою чергу це вимагає перерозподілу електроенергії з іншими регіонами. Нещодавно цю проблему було вирішено шляхом введення в експлуатацію нової лінії електропередач ПЛ-750 РАЕС-ХАЕС-ПС «Київська».

Южно-Українська АЕС (3 енергоблоки ВВЕР-1000 потужністю 1000 МВт кожен) має змогу значну частину електроенергії перерозподіляти між найближчими споживачами. Добові коливання нівелюватимуться за рахунок Ташлицької ГАЕС.

Існуюча енергосистема України, з урахуванням запланованих заходів щодо її вдосконалення в частині видачі повної потужності ЗАЕС, дозволяє ефективно використовувати потужності атомних станцій і розглядати питання використання енергоблоків в режимі добового регулювання. Це питання найбільш актуальне для АЕС, розташованих у північно-західному регіоні.

СВІТОВИЙ ДОСВІД   

Добове регулювання потужності на енергоблоках не є унікальним явищем. У 2002-2004 роках з використанням таких режимів здійснювалась експлуатація першого та другого енергоблоків Ростовської АЕС. У 2005‑2008 роках режим добового маневрування діяв на третьому й четвертому енергоблоках Кольської АЕС в Росії. Також такий режим був застосований на першому та другому енергоблоках АЕС Тяньвань у Китаї. Слід зазначити, що серія даних енергоблоків – ВВЕР-1000.

У Франції, де більше 75% електроенергії виробляється на АЕС (реактори типу PWR – аналоги ВВЕР), маневрові режими впроваджені з середини 70-х років минулого століття. Приклад режиму маневрування деяких ядерних реакторів Франції зображено нижче.

У цілому, варто зазначити, що експлуатація АЕС в режимі добового регулювання використовується у тих країнах, де високий відсоток електроенергії виробляться на АЕС; при цьому існує нестача маневрових потужностей. Це напряму стосується ситуації, що нині склалася в енергетичному секторі України.

ЯДЕРНИЙ РЕГУЛЯТОР: ПЕРШОЧЕРГОВЕ ЗАВДАННЯ – ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕКИ

В Україні дослідження режиму добового регулювання потужності виконується на енергоблоці №2 Хмельницької АЕС. Перший етап освоєння такого режиму було успішно проведено під час другої паливної кампанії 2006 року. Тоді для вивчення можливості експлуатації енергоблоку в режимі маневрування було виконано значний обсяг робіт з обґрунтування безпеки й проведено низку модернізацій систем і компонентів енергоблоку. Зокрема, проведено аналіз режимів управління полем енерговиділення реакторної установки ВВЕР-1000/В-320; здійснено оцінку цілісності оболонки твела при багаторазових циклічних змінах потужності; виконано аналіз ресурсу основного обладнання реакторної установки з урахуванням добового регулювання потужності та ін. Для підтвердження можливості експлуатації енергоблоку в маневреному режимі також були проведені двоетапні випробування. Перший етап – тривалістю 4 доби в першій половині другої паливної кампанії; другий етап – тривалістю 6 діб в середині другої паливної кампанії.

За результатами дослідної експлуатації – одержано позитивні висновки.

В рамках виконання робіт щодо подальшого дослідження можливості експлуатації енергоблоків з реакторами ВВЕР-1000 в режимі маневрування експлуатуючою організацією було розроблено низку документів, що пройшли державну експертизу ядерної та радіаційної безпеки й були погоджені з Держатомрегулюванням.

Враховуючи важливість детального дослідження регламенту роботи при режимі регулювання й обґрунтування питань безпеки, було прийнято рішення про реалізацію етапів додаткової (оновленої) дослідної експлуатації.

Перший етап поновленої експлуатації на другому енергоблоці ХАЕС проведено в період з 21 квітня по 11 травня 2015 року. За цей час реалізовано 21 цикл зміни потужності відповідно до вимог експлуатаційної документації.

Зауважень до роботи персоналу та обладнання другого енергоблоку Хмельницької АЕС не було виявлено. Позитивні результати експлуатації висвітлені у Звіті ХАЕС, що був розглянутий Держатомрегулюванням й надісланий на доопрацювання. Зауваження стосувались необхідності впровадження низки модифікацій, пов’язаних з автоматизацією процесів, оптимізацією роботи обладнання реакторної установки, вдосконалення експлуатаційної документації та перегляду детерміністичного аналізу безпеки.

На часі НАЕК «Енергоатом» працює над підготовкою до другого етапу поновленої експлуатації (50 циклів). Крім того, до Держатомрегулювання надійшло на узгодження Технічне рішення щодо використання першого енергоблоку ЗАЕС у режимі первинного регулювання потужності.

Експерти Держатомрегулювання вважають, що з технічної точки зору, однією з найважливіших вимог для впровадження режиму добового маневрування є достатній рівень надійності ядерного палива. Тож, НАЕК «Енергоатом» повинен провести оцінку можливих наслідків для стану палива й основного обладнання енергоблоку під час тривалого використання режиму добового регулювання потужності.

Також фахівці Держатомрегулювання наголошують, що окрім безпекових аспектів, доцільно проаналізувати економічну складову, розробити Техніко-економічне обґрунтування використання цього режиму. Без цього визначити справжню ефективність режиму маневрування не вдасться.

Підсумовуючи, спеціалісти ядерного регулятора зауважили, режим добового маневрування на вітчизняних енергоблоках АЕС може бути впроваджений виключно після одержання заключного висновку Державної інспекції ядерного регулювання України щодо забезпечення ядерної та радіаційної безпеки. Серед обов’язкових вимог: впровадження модифікацій, визначених за результатами дослідної експлуатації енергоблоку у режимі добового регулювання потужності , внесення необхідних змін до експлуатаційної документації, перегляд аналізів безпеки, а також успішне проведення індивідуальних й комплексних випробувань обладнання, систем енергоблоку.

ЕКСПУАТУЮЧА ОРГАНІЗАЦІЯ ПОРАХУВАЛА ВИТРАТИ

Президент НАЕК «Енергоатом» Юрій Недашковський зазначив, що експлуатуюча організація зацікавлена у впровадженні маневрених режимів на вітчизняних енергоблоках, тому що це сприяє надійній роботі енергетичної системи України, а також при належному економічному підході може підвищити економічні показники роботи НАЕК. При цьому вказаний режим роботи має відбуватись, безперечно, з дотриманням усіх норм і стандартів ядерної та радіаційної безпеки.

Очільник Енергоатома констатував, що питання роботи енергоблоків АЕС в режимі маневрування завжди були вузькопрофесійною темою, але останнім часом вони набули загальносуспільного резонансу і дуже жваво обговорюються не лише у засобах масової інформації, але і у владних коридорах. «Діапазон думок, які висловлюються з цього приводу дуже широкий, на жаль, нерідко можна почути надмірно категоричні твердження – аж до спекуляцій на тему «другого Чорнобиля», який нібито можливий через впровадження маневрових режимів. Тому я хочу ще раз чітко зазначити, що ніякого «другого Чорнобиля» не буде – розвантаження або навантаження енергоблоків на даний час відбувається у проектних режимах, безпека яких обґрунтована», – підкреслив Юрій Недашковський.

За оцінками фахівців, для переходу на добовий маневрений режим компанії необхідно не менше 3-4 років. Для повного відпрацювання можливості експлуатації енергоблоку в режимі добового регулювання потужності необхідно пройти 200 циклів розвантажень-навантажень. Для забезпечення безпеки експлуатації в таких режимах необхідно обов’язково здійснити модернізацію енергоблоку. Вартість таких робіт близько 300 млн. грн. для одного енергоблоку. Для того, щоб бути ефективними в умовах нової моделі енергоринку, експлуатуючій організації необхідно впровадити режим маневрування на 5 енергоблоках з 15. При цьому, в першу чергу потрібно завершити дослідну експлуатацію маневреного режиму на енергоблоці №2 Хмельницької АЕС. Для залучення інших енергоблоків до добового регулювання потужності слід виконати всю необхідну діяльність з урахуванням досвіду впровадження режиму на другому енергоблоці ХАЕС.

Редакція веб-сайту Uatom.org