Download to read offline
резюме торий 250 (2)
- 1. Резюме проекта «Не обслуживаемый,одноразовый, физически безопасный, ториевый мини- реактор мощностью 10 МВт.» (ториевая батарейка) Все данные взяты из открытых источников (имеются ссылки) Россия, г. Новосибирск Одров Юрий Николаевич Тел/факс: (383) 346-10-84 Моб: +7-953-791-28-52 E-mail: y.odrov@mail.ru Новосибирск 2015
- 2. 1. Резюме бизнес-плана. п.1.Проблема, которую надо решить. Рис.1 До последнего времени считалось, что строительство атомных станций и освоение энергии термоядерного синтеза способны решить задачу обеспечения растущей потребности в тепловой и электрической энергии. Однако трагедии Фукусимы, Чернобыля и Три-Майл-Айленд выдвинули на первый план вопросы безопасности атомных станций. Попытки же повысить безопасность атомных станций, работающих на уран- плутониевом цикле путём усложнения систем безопасности оказались несостоятельными по причине того, что в самой концепции уран-плутониевого цикла заложены идеи работы на максимальной сверхкритической массе урана (плутония) доходящая в массовом выражении до нескольких тонн в одном реакторе, соответственно имеющих максимальную (для каждого конкретного реактора) реактивность. По меткому выражению академика Сахарова Д.А. речь идёт о получении электричества от атомной бомбы. Разработчики реакторов оценили вероятность аварии как 0, 000001 т.е. одна авария в миллион лет. Но суровая правда жизни (Фукусима- 2011г., Чернобыль – 1986г., Три-Майл–Айленд – 1979г.) определили иначе: 1 раз в 10 лет. Это в 7 раза меньше, чем жизнь человека. Следовательно, каждый человек рискует быть облученным 7 раз в течение своей жизни, что не приемлемо для современного общества.
- 3. История разработки вСССР Торием советские ученые заинтересовались еще в сороковых годах. XX века. Добывать его планировали с сорок девятого года. К сорок восьмому году также имелись возможности для успешных поисков урановых месторождений. Созданные с СССР гамма-радиометры позволяли определить интенсивность гамма- излучений без отбора отдельных образцов. На авиатехнике устанавливались аэро-гамма-радиометры, с помощью которых измерялся уровень гамма-излучений. За 10 лет исследований было открыто 50 месторождений урана и тория, общий запас которых составлял 84000 тонн, и создана отличная площадка для реализации атомного проекта. Известный советский ученый Максимов Лев Николаевич занимал должность заведующего лабораторией Института гидродинамики Сибирского отделения Академии наук СССР и был главным физиком одного из объектов Минсредмаша СССР. В это время он разработал новые принципы управлениями радиоактивными суспензиями и жидкими металлами. В 1980 году вышло секретное Постановление Совмина о создании специализированной экспериментальной базы (№ 545 от 23.03.1980г.) В 1989 году Совет министров подписал Распоряжении о создании Института физико-технических проблем металлургии и специального машиностроения. Вместе с ним шло секретное приложение, в котором шла речь о придании институту статус особо режимного объекта (№ 2261 р от 29.12.1989г.). В результате работы института был получен международный патент (заявка NPCT/ RU01/00251 от 26.06.01 г.). «Способ управления ториевым реактором и тепловыделяющая сборка для его осуществления» Однако в результате "перестройки" здание института было приватизировано и продано на торгах коммерческой структуре, сотрудники уволены, а срок действия международного патента истек в 2013 г. http://www.koshcheev.ru/2012/01/20/lev-maksimov-torievye-aes/
- 4. п.2. Решение проблемыядерной безопасности- ториевый мини- реактор. Рис.2 Ториевый цикл принципиально отличается от уран-плутониевого цикла тем, что он работает не на максимальной, а на минимальной начальной реактивности. Причём минимальная реактивность сохраняется в течение всей кампании. Таким образом, если реактор начнёт «разгоняться» то запаса реактивности будет недостаточно для расплавления активной зоны, а тем более ядерного взрыва. Это объясняется тем, что в результате распада U-235 (служащего в качестве естественной «ядерной спички») из двух вылетевших нейтронов один идёт на расщепление следующего атома U-235, а другой поглощается торием, который превращается в U-233. Таким образом, концентрация U-235 непрерывно падает, а концентрация U- 233 непрерывно растёт, при этом можно подобрать такие параметры топливной смеси, что реактивность всей системы будет минимальной, т.е. безопасной, а единственным расходуемым материалом будет торий.
- 5. п.3. Описание продукта. ктурбине от компрессора 1.блок автоматики 2.цепь 3.стержень поглотитель 4.внутренний корпус реактора 5.отражатель 6.замедлитель 7.канал поглотителя 8.бак для слива 9.средний корпус 10.утеплитель 11.внешний корпус 12. тугоплавкие пробки Рис.3
- 6. Конструкция ториевого мини-реакторапредставлена на рис.1.1 он представляет из себя три герметичных цилиндра, изготовленных из нержавеющей стали, и вложенных друг в друга наподобие русской матрёшки. Между цилиндрами имеется пространство. Пространство между внутренним и средним цилиндром, используется для разогрева инертного газа, закачиваемого компрессором, который затем поступает на лопатки турбины. Пространство между средним и внешним цилиндром заполнено теплоизолятором. а) Внутренний герметичный цилиндр состоит из трёх изолированных друг от друга секций: - средняя секция (собственно реактор) заполнена графитовыми стержнями на 90% объёма. Между стержнями находится тетрафторидная жидкая смесь урана и тория (10% объёма) по всему периметру секции, а также сверху и снизу секции расположены отражатели нейтронов. - нижняя секция отделена от реакторной секции стальной перегородкой, в которой сделаны отверстия закрытые во время работы тугоплавкими пробками. В случае перегрева реактора по каким –либо причинам свыше рабочей температуры тетрафторидная смесь расплавляет пробки и сливается в нижний бак, где и остывает так как оставшись без замедлителей и отражателей не способна более поддерживать цепную реакцию. - верхняя секция изолирована от двух других и представляет собой канал (трубу), внутри которой перемещается поглотитель нейтронов. В верхней части этой секции находится блок автоматики, который автоматически перемещает поглотитель по мере зашлаковывания реактора продуктами распада, а также сбрасывает его в активную зону автоматически или по команде оператора в случае необходимости. Для предотвращения попадания реактора в режим «йодной ямы» предусмотрена система продувки реактора от баллона с гелием, при этом газообразные продукты распада закачиваются в аналогичный баллон и в атмосферу не выбрасываются. б) Средний цилиндр является внешней стенкой реактора. Между внутренним и средним цилиндром под давлением компрессора закачивается рабочее тело – гелий или углекислый газ, который затем поступает на лопатки турбины. в) Внешний цилиндр - корпус всего устройства, он защищает изделие при транспортировке, погрузочно-разгрузочных работах, при монтаже-демонтаже изделия.
- 7. п.4. Подземное размещениеториевого мини- реактора 1 - Реактор 2 - Турбокомпрессор 3 - Генератор 4 - Трансформатор 5 - Теплообменник Рис.4 п.5. Команда 2 3 4 5 СО2 СО2 220 В Хол. вода Гор. вода 1 Уровень земли
- 8. НИИПТ Для реализации данногопроекта предлагается создать сетевую структуру с широким использованием кооперативных связей как показано на рис.1. 2. Рис.5 Более подробная информация представлена ниже: http://www.kaec.gov.kz/page/show/name/l1.html http://www.oz-nsk.ru http://zavodtrud.ru http://www.nccp.ru Научно-исследовательский институт проблем тория (НИИПТ) совместная с инвестором головная организация, осуществляющая координацию, финансирование, контроль и выполнение план-графика работ. Национальный ядерный центр Республики Казахстан осуществляет НИР и испытание изделия (согласие имеется см. приложение). Опытный завод СО РАН отвечает за изготовление опытной партии мини реакторов (согласие имеется см. приложение). ОАО Завод Труд – промышленное производство корпусов реакторов. ОАО НЗХК – загрузка топливной смеси в реактор. Национальный ядерный центр РК Опытный завод СО РАН ОАО Завод Труд г.Новосибирск ОАО НЗХК
- 9. п.6. Маркетинговое исследованиярынка Динамика численности населения северных регионов. Источник: Госкомстат Две трети территории России – зона децентрализованного энергоснабжения. Рис.6 «Угасающие» территории может спасти только ядерная энергетика (ЯЭ), но не такого образца, какой мы видим ее сегодня, а принципиально другая, на основе реакторов малой мощности нового поколения – «ядерных батареек».
- 10. Наиболее полно характеристикаотечественного рынка мини-АЭС представлена в работе Татьяны Дмитриевны Щепетиной - кандидата технических наук, начальника лаборатории перспективных реакторных концепций, РНЦ "Курчатовский институт". По её мнению объём отечественного рынка мини-АС 20ГВт, что при мощности одного блока в 10 МВт. соответствует 2000 мини-АЭС. http://www.ng.ru/energy/2009-10-13/11_energy.html Российский рынок – это рынок обусловленный необходимостью заселения гигантских северных, сибирских и дальневосточных регионов с целью недопущения заселения (захвата) этих территорий другими народами и государствами вместе с теми богатствами, которые находятся в их недрах. Объём отечественного рынка составляет 20 ГВт, т.е. 2000 штук мини-реакторов мощностью 10 МВт. Зарубежный рынок - это рынок, обусловленный высокой плотностью населения и соответственно нехваткой электрической энергии. По объёму он примерно равен отечественному рынку и составляет 22 ГВт, т.е. 2200 штук мини-реакторов мощностью 10МВт. В настоящее время российский рынок свободен, а зарубежный плотно занят Росатомом. Однако, ситуация с зарубежным рынком может резко измениться после широкомасштабной ядерной аварии на одном из реакторов. Как мы выяснили в пункте 2, такие аварии происходят в среднем один раз в десять лет, т.е. следующая авария случится около 2021 года. При высокой плотности населения – это вызовет в общественном сознании полное неприятие атомной энергии основанной на уран-плутониевом цикле и закрытию таких станций не только в развитых, но и в развивающихся странах.
- 11. п . 7 . Э к о н о м и к а Р е з ю м е п р о е к т а П.7 Экономика. При сгорании1 гр. Тория выделяется энергия в объеме 1МВт. в сутки. Для работы с мощностью в 10 МВт. необходимо 10 гр. тория в сутки. Для работы в течении 10 лет необходимо; 365 суток х 10 лет х10 гр.=36500 гр. или 36,5 Кг. тория. http://www.cmmarket.ru/markets/thworld.htm Реактор цена Торий – 36,5 кг – $ 5.000 Уран - 10 кг – $1.200 Сталь - 5 т. – $25.000 Блок управления - $15.000 Другие расходы - $3.800 Заработная плата + налоги $50.000 Прибыль завода - изготовителя $100.500 ИТОГО: Цена 1 шт. реактора $ 200.000 (По курсу 1:65 = 13 млн. руб.) Стоимость электростанции типа ПАЭС-2500 составляет в среднем 13млн. руб. http://promportal.su/tags/9818/paes-2500/ 7.1 Показатели финансовой эффективности Цена одного экземпляра реактора – 13 млн. руб. Цена тепло-электростанции-13 млн. руб. Количество энергии в год - 10МВт*24 час*365 дней=87 600 МВт. час. КПД станции -33 % Количество электрической энергии в год – 87 600*0,33=28 908 МВт. час. Цена 1 КВт. эл. энергии – 3 руб. Стоимость эл. энергии за 1 год-28 908 МВт. час.*3 руб.=87 724 000 руб. Количество тепловой энергии - 87 600 МВт.-28 907 МВт.=58 692 МВт. Количество Гкал. в год -58 692 МВт.*0.859=50 416 Гкал. в год. Цена 1 Гкал. =1144 руб. Стоимость тепловой энергии за 1 год-50 416 ГКал.х1144 руб.=57 676 393 руб. Итого: стоимость энергии за 1 год-87 724 000+57 676 393 = 145,4 млн. руб.
- 12. 7.2 Срок окупаемости Доход: – 145,4 млн. руб./год. Расход : -- Электростанция – 13 млн. руб. -- Реактор – 13 млн. руб. -- Доставка и монтаж – 5 млн. руб. -- Эксплуатация и др. -- 14,54 млн. руб. ИТОГО : 45,54 млн.руб. Прибыль: 145,4-45,54=99,86 млн. руб. в год. Срок окупаемости одной станции: 45,54/99,86=0,45 года. Срок окупаемости всего проекта при работе 8 реакторов из опытной партии 250 / 99,86 х 8 = 0,31 года. Сюда необходимо добавить 3 года на разработку и изготовление реакторов. Итого : 3,31года.
- 13. п.8. Конкуренты Рис 7.Индийский ториевый реактор (Калпаккам). В настоящее время ближайшим аналогом ториевого мини- реактора (по степени готовности) является реактор разрабатываемый в Китае (Рис.2). Он представляет из себя бак, в который насыпаны микротвэлы (миниатюрные шарики). В микротвэлы запрессованы все необходимые для ядерной реакции компоненты: торий, уран, замедлитель. Сквозь микротвэлы компрессором прокачивают гелий, который затем поступает на лопатки турбины. По мере выработки микротвэлов сверху в бак засыпают новую порцию, а снизу удаляют старые. Таким образом, удаётся обеспечить непрерывную работу реактора без его остановки. Норвежские исследователи активно занимаются проектом Карло Руббини (бывший директор ЦЕРНа). Реактор Руббини подкритичный и не содержит урана-235 в качестве естественной ядерной спички, только торий и продукты его деления. Нейтроны получают в ускорителе и направляют их поток в активную зону.
- 14. п.9. Продвижение нарынок Потенциальные покупатели ториевых реакторов – Компании занимающиеся добычей полезных ископаемых, особенно в условиях Сибири и Крайнего Севера, управляющие компании, администрации поселков и иных населенных пунктов (воинские части и заставы). п.10. Конкурентные преимущества проекта Проект одноразового необслуживаемого ториевого мини- реактора выгодно отличается от других предлагаемых проектов по следующим параметрам: • Низкая стоимость всего проекта – 250 млн. руб. • Отсутствие при эксплуатации ректора обслуживающего персонала. • Возможность размещения реактора в любой точке земного шара без привязки к наличию специалистов-ядерщиков, воды, любой другой инфраструктуры (дорог, портов и т.д.). • Возможность поточного производства крупных партий реакторов с одинаковыми параметрами (на сегодняшний день нет в мире двух одинаковых реакторов- каждый строится индивидуально). • Низкая цена для потребителя. • Большая прибыль для производителя реакторов – 100%.
- 15. • Быстрая окупаемостьпроекта для эксплуатирующей организации – в течение первого года эксплуатации. • Возможность экспорта, как самого изделия, так и технологий за рубеж. • Возможность ликвидации аварий без облучения ликвидаторов путём заливки в шахту реактора бетонного раствора толщиной не менее трёх метров (2 миксера бетона). п.11. План финансирования и возврата инвестиций Инвестиции/год 1 2 3 4 Предоставление млн. рублей 83,33 83,33 83,33 Возврат млн. рублей 250 Следует отметить тот факт, что срок окупаемости проекта наступает в первый же год эксплуатации ториевых мини-реакторов. п.12. Предложение инвестору. Инвестору предлагается 50% акций совместного предприятия за 250 млн. руб. инвестиций в течение трёх лет.
- 16.