26 апреля 1986 года произошла авария на Чернобыльской АЭС, после которой безопасность в атомной энергетике стала важнейшим приоритетом.
«Рабочая лошадка» Росатома – технология ВВЭР
Первые концептуальные проработки по развитию реакторных установок ВВЭР стартовали в СССР еще в 1954 году и базировались на разработках реактора для атомной подводной лодки.
В декабре 1964 года в промышленную эксплуатацию был сдан первый энергоблок Нововоронежской АЭС с реакторной установкой типа ВВЭР‑210. Многие технические решения этого реактора впоследствии стали «фамильными» чертами водо-водяной технологии и сохранились во всех последующих поколениях установок ВВЭР различной мощности.
Первой зарубежной атомной станцией с водо-водяным реактором стала АЭС Райнсберг мощностью 70 МВт с реактором ВВЭР‑2, пущенная в 1966 году в Германской Демократической Республике.
В дальнейшем технология водо-водяных реакторов стала активно развиваться, АЭС с реакторами ВВЭР разной мощности сегодня возводятся в нашей стране и строятся за рубежом.
В 2016 году в России произошло знаковое событие – на Нововоронежской АЭС-2 был пущен первый в мире энергоблок с самым современным на данный момент реактором поколения «три плюс» ВВЭР-1200.
«Ввод энергоблока №1 Нововоронежской АЭС-2 в промышленную эксплуатацию – это мировой рекорд. И в масштабе самой станции, и России, и мировой атомной отрасли в целом. Это крайне важно для того чтобы проводить энергозамещение выводимых из эксплуатации энергоблоков и поддерживать энергобаланс страны», — сказал генеральный директор Росатома Алексей Лихачев, слова которого цитируются в сообщении концерна «Росэнергоатом».
Главной особенностью проекта ВВЭР-1200 является уникальное сочетание активных и пассивных систем безопасности, делающих станцию максимально устойчивой к внешним и внутренним воздействиям. Характерная особенность пассивных систем – это их способность работать в ситуации отсутствия энергоснабжения и без участия оператора.
В частности, на блоке с реактором ВВЭР-1200 используются: «ловушка расплава» — устройство, служащее для локализации расплава активной зоны ядерного реактора; система пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ), призванная в условиях отсутствия всех источников электроснабжения обеспечивать длительный отвод в атмосферу тепла от активной зоны реактора и многие другие системы обеспечения безопасности.
В марте 2018 года выдал ток в энергосистему России первый энергоблок Ленинградской АЭС-2 тоже с реактором ВВЭР-1200. Постепенно Ленинградская АЭС-2 с инновационными энергоблоками, соответствующими «постфукусимским» требованиям безопасности, заместит действующие энергоблоки Ленинградской АЭС с реакторами РБМК-1000.
Росатом возводит инновационные энергоблоки ВВЭР-1200 и в рамках зарубежных контрактов — на Белорусской АЭС, на АЭС «Аккую» в Турции, на АЭС «Руппур» в Бангладеш, с этими реакторами планируется построить 5 и 6 блоки венгерской АЭС «Пакш», блок АЭС «Ханхикиви-1» в Финляндии и четыре блока АЭС «эд-Дабаа» в Египте.
Цифровые технологии управляют «мирным атомом»
В России идет постепенный переход к информационному обществу, основанному на цифровых технологиях. На самом деле на АЭС уже давно применяются информационные технологии, в частности ядерные энергетические объекты контролируются с помощью автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
Для обеспечения защиты АСУ ТП реакторных установок атомных электростанций от кибернетических угроз используются эшелонированная система физической защиты, средства гарантированного жизнеобеспечения и непрерывного энергоснабжения.
Стоит отметить, что поскольку в проекте атомной станции невозможно учесть все потенциальные риски, в процессе сооружения и эксплуатации АЭС идет постоянное совершенствование систем защиты. Потенциально опасные ситуации моделируются и изучаются на специальных стендовых комплексах, где, в том числе с помощью суперкомпьютеров имитируется работа оборудования АЭС.
Росатом не только внедряет цифровые системы в производство, но и создает цифровые двойники АЭС.
«У нас по-прежнему покупают оборудование в металле и строительные работы — в количестве залитого бетона. Но мы понимаем, что если сегодня не будем инвестировать в «задельные» цифровые технологии, которые в корне меняют наш бизнес, и он по своей сути становится другим, то мы потеряем лидерство», — приводятся в журнале «Атомный эксперт» слова первого заместителя генерального директора Росатома по развитию и международному бизнесу Кирилла Комарова.
По сути, сегодня речь идет о создании цифрового двойника АЭС, который позволил бы сделать более безопасным жизненный цикл энергоблока и в едином информационном пространстве управлять всеми процессами: от проектирования АЭС до ее вывода из эксплуатации. Цифровой двойник энергоблока – это его визуализированный, программный аналог, который воспроизводит и моделирует в реальном времени все его внутренние процессы. В такой «виртуальной АЭС», полностью повторяющей характеристики реального оборудования, можно без каких-либо последствий менять режимы работы, прогнозировать изменения состояния, что, в свою очередь, позволяет сделать атомную станцию более безопасной на всех стадиях ее жизненного цикла.
«Прорыв» в будущее
Помимо совершенствования и развития проверенных временем реакторных систем Росатом разрабатывает и новые ядерные энерготехнологии.
На площадке Сибирского химического комбината в рамках проекта «Прорыв» строится опытно-демонстрационный энергетический комплекс в составе энергоблока с реактором БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем и замыкающего ядерный топливный цикл пристанционного завода с модулем переработки облученного топлива и модулем производства/рефабрикации топлива.
По словам научного руководителя «Прорыва» Евгения Адамова, в этом инновационном проекте комплексно решаются накопившиеся в мире проблемы эксплуатации традиционных АЭС: детерминистическое исключение тяжелых аварий, требующих эвакуации населения, обеспечение конкурентоспособности ядерной энергетики в сравнении с другими видами электрогенерации, использование полного потенциала природного уранового сырья, окончательное решение проблемы облученного ядерного топлива, технологическое усиление режима нераспространения.
«Проект «Прорыв» сегодня выполняется с опережением сроков по отношению к другим проектам ядерной энергетики мирового уровня примерно на 10 лет, более половины научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по проекту завершены. Внедрение результатов проекта поэтапно в диапазоне 2020-2030-х гг. даст старт развитию крупномасштабной ядерной энергетики, создаст предпосылки укрепления России в качестве лидера на мировом рынке ядерных технологий и продуктов», — считает Адамов.
В «Прорыве» цифровизация объектов уже стала реальностью. «В виртуальной реальности создается объект раньше, чем в бетоне и металле. Устраняем дефекты и конфликты проекта, раньше проявлявшиеся только на строительной площадке. И развиваем информационную модель, она показывает, в частности, характеристики визуализируемых объектов, которые доказываются теми или иными расчетными или экспериментальными материалами», — говорит Адамов.
Если «Прорыв» воплотят в реальность, в России будет создана основа для развития крупномасштабной ядерной энергетики — к концу текущего столетия до 150 ГВт на существующей минеральной ресурсной базе.
