Презентація начальника відділу координування проектів технічної допомоги дирекції з міжнародного співробітництва НАЕК «Енергоатом» Андрія Маланіча «Інновації у світовій ядерній енергетиці: Нові технології та підходи для розвитку галузі» в рамках проекту Весняна школа Енергоатома-2019».

1. Інновації у світовій ядерній
енергетиці:
Нові технології та підходи для розвитку галузі
МАЛАНІЧ АНДРІЙ
Дирекція з міжнародного співробітництва
1

2. Зміст
1. Поточний стан ядерної енергетики у світі та
прогнози розвитку
2. Еволюція проектів РУ
3. Проекти вдосконалених реакторів
покоління III/III+
4. Модульні реактори малої потужності
5. Еволюція системи постачання
6. Гармонізація вимог до проектів
2

3. Поточний стан ядерної
енергетики у світі
Частка АЕС у загальному
виробництві електроенергії в
країнах світу
454 (399.4 ГВт)
Діючі
енергоблоки
54 (55 ГВт)
На стадії
будівництва
10,6 %
Частка АЕС
Джерело: МАГАТЕ PRIS
https://www.iaea.org/PRIS/
3

4. Прогнози розвитку
світової ядерної енергетики
Прогноз виробництва електроенергії АЕС у світі
Джерело: МАГАТЕ
https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/RDS-1-38_web.pdf
Песимістичний сценарій
2030 2050
Частка АЕС, % 7,8 6
4
Оптимістичний сценарій
2030 2050
Частка АЕС, % 12,4 13,7

5. Еволюція проектів
5

6. Проекти ІІІ/ІІІ+
Проект AP-1000
Проект EPR
Проект APR-1400
Проект HPR-1000
(Hualong)
6

7. Проекти ІІІ/ІІІ+
7
Причини затримок:
 Висока вартість проектів,
насамперед тих, що будуються
вперше і не мають референтних
енергоблоків (FOAK);
 Дефіцит кваліфікованих
робітників з досвідом
будівництва АЕС;
 Неефективна система поставок
критичного обладнання;
 Проблеми, пов'язані з
нормативним регулюванням і
ліцензуванням;
 Нестабільна політична ситуація
Ключовий
виклик:
неефективне
управління
будівництвом

8. Малі модульні реактори (ММР)
ММР: переваги
8

9. Малі модульні реактори (ММР)
ММР: особливості
9

10. Малі модульні реактори (ММР)Малі модульні реактори (ММР)
10
https://aris.iaea.org/publications/smr-book_2018.pdf

11. Малі модульні реактори (ММР)Малі модульні реактори (ММР)
11

12. ММР: інтегральна компонування
12
Приклад різних концепцій інтегрального компонування
обладнання ЯУ

13. NuScale:параметри
13
Параметр Значення
Розробник NuScale Power's
Тип реактора PWR
Т/н, сповільнювач легка вода
Тепл./ел. потужність, МВт 200/60
Циркуляція т/н природна
Тиск, МПа 12,8
Температурна на вх/вих АЗ, °C 258/314
Тип палива/решітка Таблетки UO2
/квадратна 17х17
Кількість ТВЗ 37
Збагачення (%) < 4,95
Глибина вигоряння (ГВтд/т) > 30
Паливний цикл (міс) До 24
Проектний термін (р) 60
Площа АЕС, кв.м 140000
Висота/діаметр КР, м 17,8/3,0
Вага модуля, т  700 (3 частини)
 режим зупинки/втрата зовнішнього живлення – один
модуль може живити всю АЕС; без втручання оператора
чи комп'ютерних систем, а також AC/DC
 джерело живлення на випадок надзвичайних ситуацій
– при втраті живлення від зовнішньої мережі завдяки
роботі байпасного паропроводу (0% - 100%), всі 12
модулів можуть залишатися в роботі та будуть
доступними для видачі е/е в мережу до відновлення її
роботи;
 стійкість природних явищ – модуль та басейн витримки
розташовано нижче рівня землі в будівлі 1-ї категорії
сейсмостійкості (землетруси, смерчі, урагани и
затоплення)
 Стійкість до падіння літака – реакторна будівля здібна
витримати падіння літака відповідно до правил NRC
 Кібербезпека – використовується програмуєма логічна
матриця
 Гнучкі розміри санітарно-захисної зони

14. NuScale:компонування
14
https://www.nuscalepower.com/

15. SMR-160: параметри
15
П
Г
КТ
КР
Приводи
КС
ЗО
ТВ
ДВР
(RAB)
Грунт
Параметр Значення
Розробник Holtec International
Тип реактора PWR
Т/н, сповільнювач light water
Тепл./ел. потужність, МВт 525/160
Циркуляція т/н природна
Тиск (МПа) 15.5
Температурна на вх/вих
°C
209/321
Тип палива/решітка Таблетки UO2
/квадратна
Кількість ТВЗ 112
Збагачення (%) 4.95 (max)
Глибина вигоряння 45 (max)
Паливний цикл (міс) 18-24 (гнучкий)
Проектний термін (р) 80
Площа станції (m2) 20500

16. SMR-160: переваги
16
 Врахування принципів самозахищеності та невтручання («A Walk-Away-Safe»)
 Можливість поступової добудови блоків відповідно до попиту в регіоні
 Установка розрахована на термін експлуатації 80 лет без заміни КР
 Передбачена комплексна стратегія поводження з паливом – ВЯП зберігається в ГО до переміщення в
проміжне сухе контейнерне підземне сховище на майданчику
 Станція постачає/потребляє власну електроенергію через головний генератор; втрата зовнішнього
живлення не призведе до зупинки станції
 Відсутність трубопроводів великого діаметру − ПГ безпосередньо з’єднаний з КР
 Незалежність розміщення від великих водойм
 Короткий термін спорудження (2-2.5 роки)
1. Зовнішня захисна оболонка (ЗО)
2. Допоміжне відділення реактора (RAB)
3. Турбінне відділення
4. Допоміжна будівля
5. Бак запасу конденсату
6. Бак запасу води системи перевантаження палива
7. Будівля сухого сховища контейнерів U-MAX
8. Будівля дизель-генераторів
9. Бак запасу дизельного мастила
10. Градирня охолодження технічної води
11. Бак запасу протипожежної води
12. Трансформаторна ділянка
13. Розподільчий пристрій
14. Конденсатор з повітряним охолодженням
15. Збірник об’ємного газу
16. В’їзд на АЕС

17. Система поставок (Supply Chain)
Елементи системи постачання:
 Ядерно-паливний цикл
 Виробники основного обладнання АЕС
 Виробничі потужності в системі постачання
 Сертифікація
 Стандарти із забезпечення якості
 Галузеві норми, правила та стандарти
Система постачання
17

18. Система поставок: виклики
 Виклики сьогодення:
 Традиційні постачальники залишають ринок
 Ускладнюється пошук елементів (компонент) обладнання
 Бюрократичний процес ліцензування
 Відсутність гармонізованого підходу до ліцензування (зокрема,
загальноєвропейського)
 Як враховувати підвищення якості та надійності компонент (елементів), які
використовуються в інших галузях
 Для того, щоб ядерна генерація забезпечувала вагомий внесок у
клімату (Паризька угода) та надійність енергопостачання,
повинна залишатися конкурентоспроможною
Виклики
18

19. Система поставок: сертифікація
 В атомній енергетиці не так багато кваліфікованих постачальників
реакторного обладнання, але в той же час відсутній єдиний
галузевий стандарт з управління якістю
 Компанії AREVA та Bureau Veritas створили Асоціацію стандартів
якості в атомній енергетиці (NQSA)
 Стандарт NSQ-100 (2012): враховує вимоги ISO 9001:2008, МАГАТЕ GS-R-
3:2006 та ASME NQA-1:2008
 Міжнародна організація з стандартизації (ISO)
 проект стандарту ISO 19443 «Системи управлення якістю – Спеціальні вимоги
для організацій, що поставляють продукцію та послуги в області використання
атомній енергії» (восени 2018)
Сертифікація
19

20. Система поставок: проект EC-JRC
 Проект EC-JRC “Модернізація та оптимізація
європейської системи поставок”
 Мета 1: Дослідження можливості використання
Промислового (неядерного) Обладнання
(виготовленого до вимог ISO, EN, ...), наприклад
COTS (готовий продукт) на ядерних установках (Клас
3 та нижче)
 Мета 2: Застосування альтернативних ядерних
стандартів (ANS) на національному рівні
Проект EC-JRC
20

21. Система поставок: проект EC-JRC
Мета 1: що це означає?
Компонування EPR (AREVA)
Використання Стандартного промислового обладнання
(наприклад, ISO, EN або API) з додатковими вимоги до
навколишнього середовища та сейсмічної безпеки (за
необхідності)
Проект EC-JRC
21

22. Система поставок: проект EC-JRC
Очікування від проекту
Проект EC-JRC
Переваги :
 Збільшення
потенційних
постачальників
 Зниження ризиків та
витрат на унікальні
 Застосування
передових
технологій
 Зменшення
документації із
забезпечення якості
 Скорочення витрат
Головна умова: необхідно внести зміни до практики ліцензування обладнання КСЕ в
європейських країнах, що потребує схвалення національними регулюючими органами
22

23. Гармонізація/Стандартизація
23
 Концепція стандартизації проектів реакторів передбачає можливість в довготривалій
перспективі будувати енергоблоки в будь-якій країні без необхідності їх узгодження з
національними нормами и правилами
 Enhanced standardisation, harmonisation of codes, standards and regulatory requirements,
and the streamlining of regulatory licensing processes are needed to reduce costs and to
improve new build planning and performance…[OECD/NEA, Technology Roadmap – Nuclear
Energy, 2015]
 The need for promoting the harmonization of the licensing process for digital instrumentation
and control systems in nuclear power plants was described in IAEA-TECDOC-1327, published in
2002. However, no significant steps have been taken since to reach a higher level of
international harmonization [IAEA Nuclear Energy Series, No. NP-T-1.13, 2015]

24. 24
 Етап 1 – розповсюдження результатів оцінки проекту
 Національний орган ядерного регулювання приймає оцінку проекту, виконану
іноземним регулюючим органом
 Етап 2 – узгодження та затвердження проекту
 Національний орган ядерного регулювання приймає проект, ухвалений іноземним
регулюючим органом і розглядає лише питання якості виконання будівельних та
адаптації до «місцевих» умов
 Етап 3 – Видача сертифікату міжнародного зразку
 Багатонаціональна група регулюючих органів видає міжнародний сертифікат на
проект. Одночасно з цим виконується гармонізація національних процедур
ліцензування и вимог до безпеки.
Стандартизація проектів

25. 25
 Регулюючі органи
 MDEP (Multinational Design Evaluation Programme), 2006
 Промисловість
 WNA’s CORDEL (Cooperation in Reactor Design Evaluation and Licensing) Working Group,
2007
 Регіональні Ініціативи
 ERDA (European Reactor Design Acceptance), 2011
 WENRA (Western European Nuclear Regulators Association), 1999
 Міжнародні Організації
 OECD/NEA, IAEA, SDOs, etc.
Учасники процесу

26. Міжнародна співпраця
26

27. 27
 Ядерна енергетика володіє значним інноваційним потенціалом для
забезпечення попиту електроенергії в довгостроковій перспективі
 Впровадження технологій ММР може спричинити новий поштовх розвитку
ядерної енергетики
 Міжнародна гармонізація регуляторних вимог і стандартизація проектів
реакторів має вагоме значення для ефективного постачання електроенергії
ядерної генерації та може сприяти підвищенню безпеки
 Необхідність оптимізації системи постачання (Supply Chain)
Заключення