Второе пришествие Ломоносова | ПАТЭС⁠⁠

Не так давно по экранам телевизоров пробежала новость, что плавучая атомная теплоэлектростанция (Патэс) прибыла в порт назначения. Однако сегодня я хотел бы рассказать немного другие факты о ПАТЭС.

Данный материал лучше смотреть на видео. Видео в конце статьи.

Во первых, кто яв­ля­ет­ся по­тен­ци­аль­ным кли­ен­том для таких стан­ций?

В мире есть целый ряд неболь­ших стран, энер­ге­ти­че­ским си­сте­мам ко­то­рых просто не тре­бу­ют­ся АЭС при­выч­ной, стан­дарт­ной мощ­но­сти в 1’000 ме­га­ватт, но ко­то­рые, тем не менее, ис­пы­ты­ва­ют слож­но­сти с обес­пе­че­ни­ем ста­биль­но­сти своих энер­го­си­стем. В мире есть страны, для ко­то­рых стро­и­тель­ство АЭС при­выч­но­го мас­шта­ба просто дорого – не будем за­бы­вать, что сто­и­мость со­вре­мен­но­го атом­но­го энер­го­бло­ка со­став­ля­ет 5-6 мил­ли­ар­дов дол­ла­ров.

В мире есть целый ряд боль­ших стран, ко­то­рые не обес­пе­чи­ва­ют элек­тро­энер­ги­ей всю свою тер­ри­то­рию, но ко­то­рым энер­гия необ­хо­ди­ма на уда­лен­ных ост­ро­вах, на тер­ри­то­ри­ях, где от­кры­ты ме­сто­рож­де­ния по­лез­ных ис­ко­па­е­мых, ко­то­рые невоз­мож­но раз­ра­ба­ты­вать без элек­тро­энер­гии, а стро­ить ста­ци­о­нар­ные объ­ек­ты ге­не­ра­ции невы­год­но (в том числе из-за необ­хо­ди­мо­сти по­сто­ян­но по­став­лять туда топ­ли­во). Одна из таких стран нам хорошо из­вест­на – это Россия с нашими арк­ти­че­ски­ми про­сто­ра­ми.

ПАТЭС «Ака­де­мик Ло­мо­но­сов»

Го­лов­ная ПАТЭС от­кры­ва­ет воз­мож­ность ак­тив­нее решать все эти про­бле­мы, обес­пе­чи­вать ре­а­ли­за­цию про­ек­тов, ко­то­рые сейчас «лежат на полке». С того мо­мен­та, как «Ака­де­мик Ло­мо­но­сов» начнет давать энер­гию можно будет на­чи­нать вести пе­ре­го­во­ры с за­ру­беж­ны­ми за­каз­чи­ка­ми. Спе­ци­а­ли­сты энер­ге­ти­че­ской от­рас­ли уве­ре­ны, что у пла­ву­чих АЭС весьма зна­чи­тель­ный экс­порт­ный по­тен­ци­ал – а это новые заказы по всей про­из­вод­ствен­ной це­поч­ке от пред­при­я­тий Ро­са­то­ма и су­до­стро­и­те­лей до ком­па­ний, уси­ли­я­ми ко­то­рых до­бы­ва­ет­ся и об­ра­ба­ты­ва­ют­ся руды ме­тал­лов.

Ре­ак­то­ры ПАТЭС – про­ве­ре­но вре­ме­нем

Около 22 млрд руб. со­став­ля­ет сто­и­мость го­лов­но­го пла­ву­че­го энер­го­бло­ка, еще по­ряд­ка 7 млрд — за­тра­ты на бе­ре­го­вые со­ору­же­ния. Ко­неч­ная сто­и­мость ПАТЭС «Ака­де­мик Ло­мо­но­сов», свя­за­на, в числе про­че­го, и с тем, что про­ек­ти­ро­ва­ли его в конце про­шло­го — начале этого века – до того, как ОКБМ им. Аф­ри­кан­то­ва раз­ра­бо­тал новый ре­ак­тор РИТМ-200.

На ПАТЭС уста­нов­ле­ны два ре­ак­то­ра КЛТ-40С – мо­дер­ни­за­ция более ранних про­ек­тов КЛТ-40 и КЛТ-40М, на­деж­ность ко­то­рых под­твер­жде­на ты­ся­ча­ми ре­ак­то­ро­ча­сов, на­ра­бо­тан­ных ре­ак­то­ра­ми такого типа на лих­те­ро­во­зе «Сев­мор­путь» и на ле­до­ко­лах «Таймыр» и «Вайгач».

Ре­ак­то­ры КЛТ-40С осна­ще­ны со­вре­мен­ны­ми си­сте­ма­ми без­опас­но­сти, в том числе и пас­сив­ны­ми (не за­ви­ся­щи­ми от на­ли­чия элек­тро­пи­та­ния для соб­ствен­ных нужд ре­ак­то­ра и от дей­ствий пер­со­на­ла), их ак­тив­ная зона поз­во­ля­ет ис­поль­зо­вать ядер­ное топ­ли­во с обо­га­ще­ни­ем по изо­то­пу урана-235 в 19% — на ре­ак­то­рах более ран­не­го об­раз­ца при­ме­ня­лось топ­ли­во с обо­га­ще­ни­ем 40%.

2 Из­ме­не­ние сте­пе­ни обо­га­ще­ния было ре­а­ли­зо­ва­но для того, чтобы ПАТЭС со­от­вет­ство­ва­ла кри­те­ри­ям до­го­во­ра о нерас­про­стра­не­нии ядер­но­го оружия – по клас­си­фи­ка­ции МАГАТЭ низ­ко­обо­га­щен­ное ядер­ное топ­ли­во счи­та­ет­ся та­ко­вым при обо­га­ще­нии по урану-235 до 20%. По­лу­чен­ный в ОКБМ ре­зуль­тат обес­пе­чи­вал экс­порт­ный по­тен­ци­ал ПАТЭС при ис­поль­зо­ва­нии КЛТ-40С уже в начале этого века, но об этом чуть позже.

Уста­нов­ка ре­ак­то­ра КЛТ-40С

Элек­три­че­ская мощ­ность ПАТЭС «Ака­де­мик Ло­мо­но­сов» со­став­ля­ет 70 МВт, при этом элек­тро­энер­гия вы­да­ет­ся на­пря­же­ни­ем 10 кВ, что наи­бо­лее оп­ти­маль­но для со­зда­ния линий элек­тро­пе­ре­дач. ПАТЭС спо­соб­на ра­бо­тать 12 лет без вы­груз­ки топ­ли­ва, а на­зна­чен­ный срок службы со­став­ля­ет 40 лет. Масса и раз­ме­ры ре­ак­то­ров КЛТ-40С со всеми уров­ня­ми био­ло­ги­че­ской защиты во многом опре­де­ли­ли и га­ба­ри­ты кор­пу­са – 140 метров длины, 30 метров ширины при во­до­из­ме­ще­нии 21,5 тысяча тонн.

Корпус ПАТЭС цель­но­свар­ной, раз­де­лен пе­ре­го­род­ка­ми на два блока – тех­но­ло­ги­че­ский и жилой. В тех­но­ло­ги­че­ском рас­по­ло­же­ны ре­ак­то­ры, тур­би­ны, отсек об­ра­ще­ния с об­лу­чен­ным ядер­ным топ­ли­вом, все необ­хо­ди­мые вспо­мо­га­тель­ные си­сте­мы и обо­ру­до­ва­ние. Уро­вень внеш­ней защиты поз­во­ля­ет ПАТЭС спо­кой­но пе­ре­жить цунами, зем­ле­тря­се­ние силой до 8 баллов и па­де­ние са­мо­ле­та весом до 11 тонн, причем все три эти случая в усло­ви­ях по­бе­ре­жья Чу­кот­ки крайне ма­ло­ве­ро­ят­ны. Когда стан­ция будет вве­де­на в экс­плу­а­та­цию, на ней будут ра­бо­тать вах­то­вым ме­то­дом: на три месяца 150 че­ло­век по 50 че­ло­век в смене, для ком­форт­но­го пре­бы­ва­ния ко­то­рых на борту ПАТЭС преду­смот­ре­ны не только бла­го­устро­ен­ные каюты, но и ки­но­те­атр, спорт­зал и даже бас­сейн.

Больше АСММ – хо­ро­ших и разных!

В Ро­са­то­ме думают о даль­ней­ших пер­спек­ти­вах пла­ву­чих АЭС. На те­ку­щий момент есть тех­но­ло­ги­че­ское ре­ше­ние по ав­то­ном­ным ис­точ­ни­кам энер­гии боль­шей мощ­но­сти с ре­ак­то­ра­ми РИТМ-200, есть про­ек­ты по ав­то­ном­ным атом­ным ис­точ­ни­кам энер­гии мощ­но­стью 6-8 МВт, и сейчас ра­бо­та­ют над со­зда­ни­ем ре­ак­то­ров мощ­но­стью 1 МВт. Это до­ста­точ­но боль­шая ли­ней­ка ав­то­ном­ных ядер­ных ис­точ­ни­ков энер­гии, и мы сейчас ве­дут­ся пе­ре­го­во­ры с по­ляр­ны­ми ре­ги­о­на­ми, и с рядом рос­сий­ских ком­па­ний о по­став­ке таких ис­точ­ни­ков – нужно, чтобы сфор­ми­ро­вал­ся спрос. При этом к пла­ву­че­му энер­го­бло­ку про­яв­ля­ет ин­те­рес боль­шое ко­ли­че­ство за­ру­беж­ных парт­не­ров, огром­ное ко­ли­че­ство меж­ду­на­род­ных де­ле­га­ций уже по­се­ти­ло пла­ву­чую АЭС.

В Ро­са­то­ме народ шутит, что нужно было про­да­вать на экс­кур­сию по ПАТЭС билеты, тогда мы бы оку­пи­ли ее стро­и­тель­ство еще к началу ге­не­ра­ции элек­тро­энер­гии и тепла».

Глава «Ро­са­то­ма» Алек­сей Ли­ха­чев на Меж­ду­на­род­ном арк­ти­че­ском форуме 2019:

Если для вас вер­ши­на хайтка - айфон по­след­ней модели, дальше лучше не смот­ри­те.

Ре­ак­тор РИТМ-200 – это уро­вень хайтэк

16 ок­тяб­ря 2018 года «ЗиО По­дольск» от­пра­вил в Санкт-Пе­тер­бург второй ре­ак­тор для стро­я­ще­го­ся на Бал­тий­ском заводе атом­но­го ле­до­ко­ла про­ек­та ЛК-60 «Урал», и это был уже шестой по счету ре­ак­тор РИТМ-200, про­из­ве­ден­ный «Атом­энер­го­ма­шем» и ОКБМ им. И.И. Аф­ри­кан­то­ва. Шесть ре­ак­тор­ных уста­но­вок всего за три года – это уже про­мыш­лен­ное про­из­вод­ство, что само по себе сни­жа­ет цену по срав­не­нию с го­лов­ным из­де­ли­ем про­ек­та. Ро­са­том на­ме­рен до конца года под­пи­сать с Бал­тий­ским за­во­дом до­го­вор на стро­и­тель­ство еще двух ле­до­ко­лов ЛК-60, для кон­струк­то­ров и ма­ши­но­стро­и­те­лей кор­по­ра­ции это будет озна­чать про­дле­ние серии РИТМ-200 еще на четыре ре­ак­тор­ных уста­нов­ки, вы­рас­тут навыки, ком­пе­тен­ции и на Бал­тий­ском заводе.

Но не только про­мыш­лен­ное, кон­вей­ер­ное про­из­вод­ство может при­ве­сти к сни­же­нию сто­и­мо­сти ПАТЭС – зна­чи­тель­ный вклад в это внесут и кон­струк­тор­ские от­ли­чия РИТМ-200 от КЛТ-40С. Вот самые за­мет­ные: ре­ак­тор КЛТ-40С весит 3’800 тонн, а РИТМ-200 – только 2’200 тонн, КЛТ-40С имеет га­ба­ри­ты 12 метров х 17,2 метра х 12, а РИТМ-40 – 6 х 13,2 х 15,5 метра.

Рас­че­ты ОКБМ Аф­ри­кан­то­ва – а кон­струк­тор­ско­му бюро, ко­то­рое раз­ра­бо­та­ло все до одного про­ек­ты ре­ак­тор­ных уста­но­вок атом­но­го ле­до­коль­но­го флота, верить можно и нужно – что га­ба­ри­ты кор­пу­са ПАТЭС с парой РИТМ-200 по срав­не­нию с га­ба­ри­та­ми кор­пу­са ПАТЭС с парой КЛТ-40С из­ме­нят­ся сле­ду­ю­щим об­ра­зом. Длина кор­пу­са станет меньше на 38 метров, ширина станет меньше на 5 метров, осадка умень­шит­ся на 1,1 метра, по­это­му за счет сни­же­ния ма­те­ри­а­ло­ем­ко­сти будет по­лу­чен ве­со­мый эко­но­ми­че­ский эффект. По оцен­кам ОКБМ, се­бе­сто­и­мость про­из­во­ди­мой элек­тро­энер­гии на РИТМ-200 станет ниже на 36% по срав­не­нию с КЛТ-40С.

Уста­нов­ка ре­ак­то­ра РИТМ-200

Можно бегло оце­нить и другие пре­иму­ще­ства ре­ак­тор­ной уста­нов­ки РИТМ-200: ее элек­три­че­ская мощ­ность выше на 20 МВт (35 МВт – у КЛТ-40С, 55 МВт – у РИТМ-200), на 40 МВт выше теп­ло­вая мощ­ность, на 60% выше на­зна­чен­ный ресурс до сред­не­го ре­мон­та. Как видите, же­ла­ние ру­ко­вод­ства Ро­са­то­ма сде­лать ПАТЭС еще одним кон­ку­рент­ным пред­ло­же­ни­ем имеют весьма се­рьез­ные обос­но­ва­ния – ОКБМ Аф­ри­кан­то­ва раз­ра­бо­та­ло дей­стви­тель­но вы­да­ю­щий­ся проект ре­ак­тор­ной уста­нов­ки, а ре­а­ли­за­ция на одном заводе всех за­ка­зов на атом­ные ле­до­ко­лы вместе с за­ка­зом на ПАТЭС «Ака­де­мик Ло­мо­но­сов» обес­пе­чи­ла вос­ста­нов­ле­ние и на­ра­щи­ва­ние ком­пе­тен­ций су­до­стро­и­те­лей.

Но и на этом зна­че­ние и пер­спек­ти­вы ре­ак­тор­ной уста­нов­ки РИТМ-200 не за­кан­чи­ва­ют­ся – ОКБМ за­вер­ши­ло раз­ра­бот­ку на­зем­ных атом­ных стан­ций на ее основе. Пока еще не очень при­выч­ная аб­бре­ви­а­ту­ра АСММ (атом­ная стан­ция малой мощ­но­сти)

в последние годы становится новым направлением развития для атомной энергетики во всем мире. Проекты АСММ разрабатываются в США, в Китае, в Канаде, в Великобритании и в других странах, постепенно разворачивается настоящая технологическая гонка. Преимущества АСММ достаточно очевидныx – меньше требования к энергетическим системам, в составе которых они будут работать, ниже стоимость, их можно значительно быстрее строить, при этом весь комплект оборудования будет производиться в заводских условиях. Подготовь площадку и подстанцию, за это время на заводе успеют полностью укомплектовать АСММ, и останется только перевезти конструкцию на место и скоммутировать с линиями электропередач. В разы меньшее количество профессионально подготовленного персонала, значительно более скромные объемы ОЯТ, облученного ядерного топлива. Все проекты АСММ – блочные, предусматривают возможность увеличивать количество готовых блоков на одной площадке, если у заказчика появится такая необходимость. У кого больше шансов на победу в этой гонке? Все вполне традиционно – у того разработчика, который первым предоставит референтный действующий энергоблок.

География России как бонус для Росатома

Вот только очевидна и главная проблема любой АСММ – ее физическая охрана. Требования к ней практически такие же, как к обычным, большим АЭС, но это будет приводить к тому, что стоимость физической охраны будет значительно влиять на стоимость вырабатываемой электроэнергии. Кто и как будет решать эту проблему в других странах, сказать сложно, но у России в этом отношении имеется значительная фора – географические особенности нашей страны. В качестве простого примера можно чуть внимательнее посмотреть на ту же ПАТЭС «Академик Ломоносов». Работать эта АСММ (к АСММ принято относить энергоблоки, электрическая мощность которых не превышает 300 МВт) в порту города Певек – одной из опорных точек Северного морского пути, получивший в июле 2019 года статус международного. Согласитесь – 70-й градус северной широты и 171-й градус восточной долготы опасность террористической угрозы уменьшают многократно сами по себе. Подобных мест на территории России достаточно, поэтому Росатом имеет хорошие шансы опередить конкурентов, используя уже готовый проект наземного размещения АСММ на базе реакторов РИТМ-200.

Ну а я же констатирую давно известный факт: в России никакой промышленности нет и она сегодня погибает особенно сильно.

Видео: