Использование атомной энергетики для решения проблем дефицита пресной воды.

Курсовые
Черчение

Теплоэнергетика

Электротехника
Карта

Работы по подготовке технологических решений объектов атомной энергетики, промышленности и их комплексов

Российской атомной Госкорпорации удалось стать очевидным мировым лидером в строительстве атомных энергоблоков за пределами своей страны. В настоящее время в стадии реализации находятся  более двадцати проект строительства энергоблоков за рубежом, на разных этапах – от подписанного контракта до предпусковых работ. В числе реализуемых проектов – АЭС в Индии, в Болгарии, Турции, Армении, Украине, Вьетнаме, Китае, Беларуси, Бангладеше.

Рост энергопотребления и понимание необходимости снижения доли углеводородных источников в энергобалансе подталкивает многие страны к решению в пользу развития атомной энергетики, в их числе – и те государства, которые вступают на путь развития атомной энергетики. Только в последние два года Росатом подписал соглашения о строительстве АЭС в четырех новых странах – Турции, Вьетнаме, Беларуси и Бангладеше.

По Соглашению, подписанному в ноябре 2011 года,  в Бангладеш р будут строиться два энергоблока АЭС установленной мощностью 1000 мегаватт каждый. Подписано  соглашение о финансировании возведения атомной станции во Вьетнаме.

В декабре 2011 года Палата представителей Национального собрания Белоруссии ратифицировала межправительственное белорусско-российское соглашение о предоставлении Совмину Белоруссии российского правительственного экспортного кредита для строительства атомной станции в Республике Беларусь. Реализацию проекта планируется начать уже в 2012 году.

Проект строительства первой национальной АЭС в Турции уже реализуется. Площадка АЭС находится рядом со средиземноморским портом Мерсин в районе Аккую. На ней планируется строительство четырех реакторов ВВЭР мощностью по 1200 МВт каждый по российскому проекту «АЭС-2006». Это первая в мире АЭС, которая строится по принципу «строй-владей-эксплуатируй», по которому российская компания является владельцем АЭС, включая выработанную станцией электроэнергию. Российско-турецкое Межправсоглашение, подписано в 2010 году.

После событий на АЭС «Фукусима» увеличилась конкурентоспособность российских АЭС. В мае в России было завершено проведение стресс-тестов, результаты которых переданы в российский надзорный орган «Ростехнадзор». Кроме того партнерские проверки проведены группой международных экспертов – представителей Всемирной ассоциации организаций, эксплуатирующих атомные станции (ВАО АЭС). Российские АЭС были протестированы на следующие угрозы: землетрясение, наводнение, потеря энергоснабжения, потеря конечного теплосъема, угроза терроризма, управление тяжелой аварией.

Предлагаемые российские проекты АЭС отвечают требованиям по референтности – Тяньваньская АЭС в Китае признана экспертами самой безопасной в мире и успешной АЭС в Китае. Российские АЭС отвечают предъявляемым сегодня требованиям в области безопасности – они должны выдерживать такие экстремальные ситуации, с какими столкнулась АЭС «Фукусима». Кроме того, они выдерживают падение тяжелого самолета, имеют пассивную систему отвода тепла, которая позволяет оставаться безопасной при полном отсутствии электричества, имеют ловушку расплава активной зоны.

В 2011 году в энергосеть был включен первый блок иранской АЭС «Бушер», в начале 2012 года планируется ввод в эксплуатацию двух энергоблоков АЭС «Куданкулам» в Индии.

Глава Росатома Сергей Кириенко заявил, что российская атомная корпорация намерена в течение ближайших 20 лет получить не менее 20% на мировом рынке строительства АЭС. Фактически Росатом хочет за два десятилетия построить до 80 новых энергоблоков российского дизайна, из которых лишь 30 блоков приходится на внутрироссийский рынок.

Hаряду с основными большими строящимися электростанциями в России, есть и другие разработки, которые являются очень интересными и возможно, в дальнейшей перспективе, довольно значимыми. Самая известная из них – это Плавающая Атомная Электростанция.

К 2015 году РОСАТОМ планирует построить семь или восемь плавающих атомных электростанций. Первая из них должна была быть окончательно построена в 2010 и затем остаться в Северодвинске, но планы изменились.

Каждая ПАТЭС имеет по два ядерных реактора КЛТ-40С мощностью 35 МВт каждый. (Изначально предназначалась для опреснения воды и известна как Атомная Плавающая Водоопреснительная Станция “АПВС-80”.) Срок службы предусмотрен на 38 лет: три 12-годичных цикла с периодической остановкой сроком на один год для проведения профилактических работ.

Строительство судна для первой плавающей атомной электростанции, названной “Академик Ломоносов”, было начато в апреле 2007 на СЕВМАШе в Северодвинске, но в августе 2008 РОСАТОМ отменил контракт и передал его верфи Балтийского Завода в Санкт-Петербурге, который имеет опыт в строительстве ядерных ледоколов.

После подписания нового контракта стоимостью в 9, 98 миллиардов рублей в феврале, новое строительство судна началось в мае 2009, и к августу, из ОКБМ имени И.И. Африкантова были доставлены два ядерных реактора. Корпус корабля весом в 21,500 тонн (144 метра длиной, 30 м. шириной) был спущен на воду в конце июня 2010.
Новым районом его дислокации будет Вилючинск на Камчатском полуострове, для постоянного обеспечения электричеством и теплом находящейся там морской базы. Завершение работ и буксировка на место ожидается в 2012, и подключение к энергосистеме в 2013 году.

Вторая ПАТЭС такого же размера, запланирована для города Певек на Чукотском полуострове в районе Чауна на дальнем северо-востоке, около маленькой атомной электростанции Билибино, и сконструирована таким образом, чтобы заменить её и вторую тепловую станцию в 35 МВт, став главным компонентом промышленного центра Шаун-Билибино. Третья – для посёлка городского типа Черский в Якутии. После запуска первой плавающей атомной станции, в июне 2010 года ожидалось появление плана развития по развертыванию будущих ПАТЭС в количестве до восьми, но этого не случилось.

На начало 2009 года, четыре плавающих атомных электростанции были предписаны для северной Якутии, в связи с уранодобывающим проектом Элькон,  на юге республики. В 2007 году  было подписано соглашение с Республикой Саха (Якутия), о том, чтобы построить одну такую станцию, оснащённую реакторами малой мощности АБВ-6.

Пять были предназначены для использования Газпромом в целях освоения морских месторождений нефти и  газа, и для работ на Кольском возле полуострове около Финляндии и полуострова Ямал в центральной Сибири. Так же принимался во внимание и значительный экспортный потенциал ПАТЭС, на основе полного технического сопровождения. Ожидается, что стоимость электричества будет намного ниже, чем при использовании нынешних альтернативных источников энергии в отдаленных районах.

Во-вторых, атомные силовые установки активно используются в судоходстве. Атомоходы  полностью оправдались как технически так и экономически в российской Арктике, где эксплуатационные режимы не позволяют использовать обычные ледоколы. То, что при энергоёмкости требуемой для пролома льда толщиной до 3-х метров другие типы судов сталкиваются с проблемой дозаправки топливом, является существенным фактором.

Атомный флот увеличил арктическую навигацию с 2 до 10 месяцев в году, а в Западной Арктике стал круглогодичным. Ещё большее использование ледокольного флота предполагается с освоением полуострова Ямал и восточнее.

Ледокол “Ленин” был первым в мире надводным судном работающем на ядерной энергии (20 000 хотя) и оставался на службе в течение 30 лет (1959-89), хотя в 1970 на него были установлены новые реакторы.

Это привело к созданию ряда больших ледоколов – шести, класса Арктика на 23 500 двт, начатого с 1975. Эти мощные суда имеют по два реактора ОК-900 по 171 MВт , поставляя 54 МВТ на гребные винты и используются в глубоких водах Арктики. “Арктика” была первым надводным судном, которое достигло Северного полюса в 1977.

Седьмой и наибольший ледокол класса Арктика – “50 Лет Победы”, заступил на службу в 2007. Его данные – 25 800 двт, 160 м. в длину и 20 м.в ширину, и сконструирован так, чтобы пробивать лёд 2.8 метров толщиной. Его демонстрация в работе была впечатляющая.

Для использования на мелких водах как устий и рек, два ледокола класса Таймыр  с неглубокой осадкой на 18260 двт с одним реактором, поставляющим 35 МВт были построены в Финляндии и затем в России снабжены системой атомных парогенераторов. Они построены в соответствии с международными требованиями безопасности в отношении ядерных судов и с 1989 года спущены на воду.

Наконец – программа разработки реакторов на быстрых нейтронах к 2020 году. Росатом выдвигал два быстрых варианта по выполнению правительственного решения относительно Федеральной Целевой Программы “Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 – 2015 годов и на перспективу до 2020 года.”

Первый фокусировался на реакторах со свинцовым теплоносителем типа Брест, с таким же ядерно-топливным циклом, и предполагал мобилизацию на этот проект всех возможных ресурсов общим капиталовложением в 140 миллиардов (около 3.1 млрд. $). По второму сценарию предполагалась параллельная разработка быстрых реакторов со свинцовым, натриевым и свинцово – висмутовым теплоносителями с замкнутыми ядерно-топливными циклами.

Это обойдётся в стоимость около 165 миллиардов рублей (4.7 млрд. $). Было отдано предпочтение второму варианту, предлагающему несколько путей, из-за его меньшей подверженности рискам.

В результате это будет технический проект Реактора IV поколения и связанных с ним технологий ядерно-топливного цикла закрытого типа к 2014 году и технологической основой будущих инновационных ядерноэнергетических систем, представляющих Реактор IV поколения работающего в закрытом ядерно-топливном цикле к 2020 году. Так же, к 2014 году будет разработан детальный проект многофункционального быстрого исследовательского реактора (МБИР).

Этот выбор был сделан с целью привлечения дополнительного капитала, помимо предоставляемого Федеральным бюджетом, и был одобрен Росатомом и принят. В январе 2010 правительство утвердило Федеральную Целевую Программу “Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 – 2015 годов и на перспективу до 2020 года.” разработанную для того, чтобы подвести новую технологическую платформу для ядерно-топливной промышленности, основой которой станут реакторы на быстрых нейтронах.

Программа предусматривает ассигнование в 110 миллиардов рублей из Федерального бюджета до 2020 года, включая 60 миллиардов рублей на быстрые реакторы, и по последним сообщениям, стали распределяться средства на три типа: Брест, СВБР и научно-исследовательского реактора на натриевом теплоносителе.

Выполнение Федеральной целевой программы даст возможность строить реакторы на быстрых нейтронах в коммерческих целях в 2020-2030 годах.
Долгосрочная стратегия Росатома – до 2050 года, включает в себя переход к атомным электростанциям с “гинетически” заложенной в них безопасностью, работающих на быстрых реакторах с замкнутым ядерно-топливным циклом и смешанном оксидном топливе ( MOX англ.).

Брест (Быстрый Реактор со Свинцовым Теплоносителем) является инновацией
НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля, и первый построенный реактор предназначается для Белоярска – 5. Это будет быстрый реактор нового поколения который, возможно, не будет нуждаться в защитном кожухе вокруг ядра, и превосходить конструкцию БН-600/800 в том, что даёт более усиленное сопротивление пролиферации. В феврале 2010 года правительственное постановление утвердило финансирование в размере 40 миллиардов рублей (1.3 млрд. $) на первый 300 МВт-ный реактор Брест для Белоярска на 2016-2020 годы, хотя видимо, что только 15.555 миллиардов поступит из Федерального бюджета.

Пробный демонстрационный образец СВБР-100 на 100МВт будет построен в Физико-Энергетическом Институте при Научно-Исследовательском Институте Атомных Реакторов (НИИАР) в Димитровграде ОАО “АКМЭ-Инжениринг” к 2020 году. В феврале 2010 на это было выделено 13.23 млрд. рублей, включая 3.75милрд. рублей из Федерального бюджета.

СВБР-75/100 – это концепция модульного реактора на быстрых нейтронах со свинцово-висмутовым теплоносителем от ОКБ “Гидропресс” в Подольске. Он основан на военно-морских технологиях и создан для удовлетворения региональных потребностей в России и за рубежом. Он предлагается для замены реакторов третьего и четвёртого блоков Ново-воронежской АЭС, и АЭС”Козлодуй” в Болгарии.

МБИР станет много – цикловым исследовательским реактором испытывающим свинцовый, свинцово-висмутовый и газовые теплоносители и работающим на смешанном топливе. НИИАР намерен установить для него замкнутый ядерно-топливный цикл на месте эксплуатации, использующий процесс пирохимической обработки, которую институт разработал как пробный проект.

В сентябре 2010 года Росатом сообщил, что программа по МБИР реакторам института НИИАР в Димитровграде будет открыт для иностранного сотрудничества в соответствии с Международным Проектом по Инновационным Атомным Реакторам и Ядерно-топливным Циклам (IAEA INPRO). Реактор МБИР мощностью на 150 КВт предположительно будет построен к 2017 году.

Считается, что начиная с 2020-2025 годов, реакторы на быстрых нейтронах будут играть значительную роль в России, хотя возможно это будут новые конструкции типа Брест с одиночным ядром и без кожуха – для получения плутония. По оптимистическим предположениям к 2050 году атомная мощь достигнет 90 ГВт. Вышеописанные проекты являются дополнением к уже общеизвестным разработкам БН-800, первый из них должен быть достроен в 2014 году и стать преемником очень удачного БН-600, который проработал 30 лет. Два БН-800 были проданы в Китай, их строительство начнётся в 2013 году в городе Санмин, провинции Фуцзянь, первый из которых вступит в эксплуатацию в 2018 году.

Укрепление позиций ядерной энергетики и объективное увеличение доли электроэнергии вырабатываемой на АЭС, в общем балансе производства электроэнергии закреплено в Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 года и одобрено распоряжением Правительства Российской Федерации от 22.02.2008 года № 215.

Решение о развитии атомной энергетики в России было принято на государственном уровне – в 2006 году Президентом России была поставлена задача по увеличению объема производства электроэнергии на АЭС в энергобалансе России до 25% к 2030 году. С целью реализации этой задачи были приняты документы, обеспечивающие бюджетное финансирование строительства АЭС, в частности – Федеральная целевая программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007 – 2010 годы и на перспективу до 2015 года» (ФЦП). В период реализации ФЦП под эгидой Минэнерго России была разработана Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года, утвержденная распоряжением Правительства РФ от 22.02.2008. В соответствии с Генеральной схемой была принята Программа деятельности Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” на долгосрочный период (2009 – 2015 годы), утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации (от 20.09.2008).

Каждые три года проводится корректировка Генеральной схемы развития электроэнергетики. Факторами корректировки являются: уточнение Минэнерго прогноза энергопотребления в конкретном регионе, сокращение утвержденных инвестпрограмм (в данном случае Росатома и ФСК), отдельные решения руководства страны (например, решение о строительстве Балтийской АЭС В Калининградской области, которой не было в первоначальной ФЦП). В начале 2011 года Правительство РФ планирует утвердить обновленную Генсхему с учетом текущих потребностей в энергопотреблении и расчетов его роста.

Инженерная графика

 

Сопромат