Инфографика в высоком разрешении
English version
Недавно мы рассказывали о попытках западных стран подвести правительство Армении к остановке Мецаморской АЭС, построенной еще в советские годы и которая обеспечивает треть мощности армянской энергосистемы. Результат этого решения предсказать нетрудно – взлет цен на электроэнергию и экономический кризис.
Но вот Игналинская АЭС в Литве – это случай «успешной» ликвидации крупной АЭС под внешним давлением. Одним из условий вхождения Литвы в ЕС было закрытие к 2009 году единственной в странах Балтии атомной электростанции.
История
Подготовительные работы по постройке Игналинской АЭС начались в 1974 году, возведение первого блока – в 1978, в 1980 стали возводить второй, а в декабре 1983 первый энергоблок уже запустили. Второй собирались запустить в 1986 году, но из-за аварии на Чернобыльской АЭС работы были перенесены на 1987.
На ИАЭС были установлены два водографитовых атомных реактора РБМК-1500. Реакторы РБМК-1500 были попыткой получить мощность в полтора раза больше при тех же размерах и такой же топливной загрузке, что и в реакторе РБМК-1000. Основные сложности были в обеспечении технологического ресурса топлива и обеспечении теплосъема. И если по части топлива удалось удержать приемлемые параметры, то вот с теплосъемом вышла ошибка. Отвод тепла от топлива попытались улучшить путем усиления турбулентности потока теплоносителя, для этого были установлены специальные завихрители. Но расчеты теплогидравлики оказались излишне оптимистичными, на мощности 1500 МВт участились случаи разгерметизации ТВЭЛов – растрескивалась их оболочка. После того, как мощность энергоблока снизили до 1300 МВт, проблема была решена.
Сроки эксплуатации
Основное ограничение времени эксплуатации РБМК – это состояние графитовой кладки активной зоны реактора. Под облучением гамма-квантами и нейтронами все материалы «распухают»: сохраняя массу, они увеличиваются в объеме, внутри появляются полости. Материал, который долго был под облучением, со временем превращается в «губку». У каждого материала своя стойкость к облучению, но графит не относится к высокостойким к распуханию материалам. По мере эксплуатации графитовая кладка распухает и проложенные через нее технологические каналы искривляются. В конце концов искривление каналов становится таким, что работа реактора уже не может быть безопасной.
Ситуацию можно поправить, если произвести ремонт графитовой кладки: из канала вытаскивается циркониевая труба, после чего в графитовых блоках делаются пропилы, что уменьшает объем графитовых блоков. После схлопывания пропилов и выпрямления (через канал пропускают трос, натягивают его и им равняют пропиленные блоки) каналы возвращаются к нормальной форме, в них снова вставляют циркониевые трубы, и эксплуатацию реактора можно продолжать. Процедура ремонта кладки уже апробирована, и через нее проходит каждый реактор РМБК.
Однако такой ремонт нельзя провести один раз и на этом успокоиться: по мере старения кладки, резать ее придется все чаще. Поэтому было принято решение ограничить срок работы РБМК 45 годами, и по достижении этого срока блок выводится из эксплуатации. До этого времени реактор на блоке обязательно один раз пройдет процедуру ремонта графитовой кладки. Два реактора Игналинской АЭС к моменту своей остановки отработали 20 и 22 года, так что свой ресурс они не выработали.
АЭС замещения
Поскольку не так просто закрыть АЭС, снабжающую регион дешевой электроэнергией, было объявлено об одновременном строительстве новой прекрасной АЭС по западным технологиям. В принципе, это удобно: блоки замещения собирались строить рядом с Игналинской АЭС, то есть вся энергетическая инфраструктура на месте, радиационный контроль тоже, да и озеро Дрисвяты рядом как источник воды. Все хорошо, только уж очень дорого обходились Литве одновременный демонтаж существующей АЭС (около 3 млрд евро) и строительство новой. В попытках решить этот вопрос премьер-министры Литвы, Латвии и Эстонии выпустили даже совместное коммюнике, выразили свое одобрение планам строительства новой АЭС в регионе и призвали национальные энергетические компании инвестировать в этот проект.
Проблемы финансирования так и не решились, к тому же на стадии выбора проекта возникли новые. Рассматривались два варианта реактора: водо-водяной AP1000 от Westinghouse и улучшенный кипящий водо-водяной реактор ABWR на 1315 МВт от General Electric и Hitachi. Склонялись к последнему, так как уже был референтный блок – то есть первый блок АЭС по данному проекту. Если говорят, что проект является референтным, это значит, что уже, как минимум, один раз пройдена полная процедура от проектирования до постройки и лицензирования и ввода в эксплуатацию. В таком проекте выправлены все нестыковки, определен список поставщиков, все они знакомы со своей частью проекта, а также налажено производство всех компонентов. Но даже если решался вопрос реактора, вставали вопросы турбины, топлива, радиоактивных отходов, вывоза/утилизации отработанного ядерного топлива – то есть все проблемы отсутствия единого подрядчика, поставляющего все необходимое для АЭС «под ключ». Попытки свести разные части проекта в «ручном режиме» успеха не имели.
Так проект остался только проектом, и никакой замены Игналинской АЭС в реальности не возникло. Пока шли обсуждения, начался демонтаж существующей станции. Впрочем, даже если бы он не зашел так далеко, что останавливаться было уже нецелесообразно, вопроса о возвращении ИАЭС в эксплуатацию не стояло: постройка АЭС – это своего рода флаг строящей ее страны. Именно поэтому литовские власти так спешно, точно в срок, сняли «флаг» России, остановив станцию. И, естественно, о том, чтобы вернуть его и поставить внутри ЕС, вопрос не стоял. Есть и еще один момент: атомная электростанция нужна для развитой промышленности, а не для того, чтобы вечерами горели уличные фонари. На Западе же никакого индустриального развития для прибалтийских стран не предусмотрено, поэтому строительство АЭС в регионе попросту нецелесообразно. Прямо об этом не скажут, просто найдут вполне объективные причины ее не строить.
Проблемы демонтажа
Демонтаж ИАЭС осложнен тем, что реакторы РБМК – сильно больше ВВЭР/PWR по объему оборудования, в том числе, загрязненного радионуклидами. РБМК – канальный реактор, каждая тепловыделяющая сборка (ТВС) находится в своей ячейке-трубе, к каждой из них – свой подвод воды, своя запорная арматура. А ячеек под ТВС или стержни управления – более 1800. И работает все это по одноконтурной схеме, поэтому радионуклидами загрязнена вся турбина и все теплообменное оборудование. Очистить и демонтировать это очень непросто.
Процедура демонтажа реакторов РБМК на ИАЭС — первый такой опыт, и он сопровождается опытно-конструкторскими работами. Даже обычная разрезка труб с радиоактивными отложениями требует предварительных опытов, чтобы понять, как безопасно это делать. Работы по демонтажу Игналинской АЭС ведет немецкая компания NUKEM, которая целиком принадлежит «Атомстройэкспорту», а это инжиниринговый дивизион госкорпорации «Росатом». Что, вообще-то, логично, учитывая правопреемственность организаций, но при этом все это делается не бесплатно. За процессом приглядывает МАГАТЭ, где в составе комиссий представители разных государств и компаний набираются опыта в снятии с эксплуатации и обращении с радиоактивными отходами.
Итог
Отработка технологии демонтажа РБМК очень актуальна для России, так как реакторы РБМК в нашей стране уже начинают последовательно выводиться из эксплуатации и заменяться на водо-водяные реакторы ВВЭР-1200/1300. Сейчас у нас выводятся из эксплуатации блоки №1 и 2 Ленинградской АЭС и блоки №1 и 2 Курской АЭС. Литовский опыт позволит демонтировать их быстрее, дешевле и безопаснее, и справедливо будет сказать, что Литва стала испытательным полигоном России.
