CC BY
105
Эксплуатация АЭС
УДК 621.31
К ВОПРОСУ ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ, ПРОВОДИМЫХ ПО ПОВЫШЕНИЮ КИУМ АТОМНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
М. Э. Пинчук, И.А. Якубенко
Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного _университета «МИФИ»
Volgodonsk Engineering and Technology Institute branch of National Research Nuclear University of «MEPHI»
В данной статье проведено рассмотрение результатов внедрения программ и мероприятий, проводимых на АЭС России с целью повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). Определены мероприятия, которые характеризуются наибольшей эффективностью. Кроме этого, проанализированы возможные резервы для дальнейшего повышения КИУМ.
Ключевые слова: коэффициент использования установленной мощности, атомная электростанция, модернизация, ремонтная компания, перегрузка топлива, топливный цикл, продление ресурса, управление модернизацией, технические мероприятия, резервы повышения КИУМ.
This article reviews the results of implementing the programs and actions being performed at NPP of Russia for increasing the annular plant factor. The most effective actions are defined. Moreover, the possible reserves for future increasing of the annular plant factor have been reviewed.
Keywords:annular plant factor, nuclear Power Plant, upgrading, repair campaign, refueling, fuel cycle, overhaul-period renewal, upgrading control, technical actions, reserves for increasing the annular plant factor.
На современном этапе развития ядерной энергетики в большинстве стран ведётся упорная борьба за высокий коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) атомных электростанций, что особенно важно в свете энергосбережения с целью компенсации роста цен на органическое топливо, снижения его потребления и парникового эффекта от его сжигания.
Для достижения этой цели в России за последнее десятилетие был разработан ряд программ по оптимизации работы действующих АЭС и их модернизации. На сегодняшний день такие программы находятся в той или иной степени реализации.В данной статье осуществлена попытка рассмотрения результатов внедрения указанных программ и конкретных мероприятий, которые характеризуются наибольшей эффективностью по повышению КИУМ АЭС, и уточнения резервов для предстоящего использования.Повышение КИУМ до недавнего времени базировались главным образом на обоснованном расчетами увеличении времени работы атомного блока на мощности между кампаниями перегрузки топлива, продлении эксплуатационного ресурса оборудования энергоблоков, оптимизации структуры ремонтов энергоблоков и
сокращения их продолжительности. К примеру, в 2000 - 2002 г.г. повышение КИУМ на действующих АЭС России (рис. 1) было достигнуто от уровня 69,1% сразу на 2,6 %под влиянием таких факторов, как: организационные меры; совершенствование использования топливных компонентов; обоснование и обеспечение возможности работы энергоблоков ВВЭР-1000 на уровне мощности 102%; повышение экономичности оборудования второго контура; внедрение систем диагностики; сокращение продолжительности ремонтов энергоблоков.В начале XXI века была принята «Стратегия развития атомной энергетики до 2050 года» [1], в соответствии с которойпредусматривается продление срока эксплуатации действующих энергоблоков второго поколения АЭС после окончания 30-летнего срока службы еще на 12 - 15 лет, а также разработаны проекты АЭС третьего поколения с гарантированным сроком эксплуатации не менее 40 лет.
Рисунок 1- Динамика показателей КИУМ в 2000-2010 гг.
Кроме того, были выполнены технические мероприятия по внедрению новых топливных циклов на блоках №1, 4 Балаковской АЭС, блоке №5 Нововоронежской АЭС.
Выполнен на Ростовской и Балаковской АЭС комплекс работ по сокращению продолжительности операций при перегрузках ядерного топлива за счет модернизации систем управления перегрузочных машин и увеличения скорости перемещения их механизмов, а также совмещению операции транспортировки ядерного топлива в штанге перегрузочной машины с операцией контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов.
В оборудовании второго и электротехнического контуров можно также отметить инновационные мероприятия: внедрение систем шарикоочистки конденсаторов турбин; углубление дна пруда-охладителя на Балаковской АЭС; расширение открытого распределительного устройства 500 кВ и снятие ограничений режимного характера для подъема мощности с 700 до 1000 МВт на блоке №1 Ростовской АЭС, замена ротора генератора блока № 5 Нововоронежской АЭС; замена оборудования, выработавшего свой ресурс.
Эксплуатация АЭС
В результате проводимых мероприятий КИУМ повысился в 2003 году с 71,7% до 76,3% в среднем по России.В 2001 году был разработан и введён в действие стандарт «Положение о порядке организации и проведения модернизации систем и оборудования» [2], определяющий основные цели деятельности по модернизации АЭС. Помимо обеспечения безопасной и устойчивой работы действующих АЭС основными целями модернизации согласно указанному стандарту являются такие способствующие повышению КИУМ мероприятия, как продление эксплуатационного ресурса энергоблоков, достигших назначенного срока службы (путём проведения их комплексной модернизации); увеличение производства электрической и тепловой энергии на энергоблоках действующих АЭС; снижение эксплуатационных расходов (работы и услуги производственного характера, сырьё и материалы, ремонт основных фондов).Так, за период с 2004 по 2009 годы был выполнен значительный объём работ по модернизации АЭС в рамках поставленных в [1, 2]целей, что внесло большой вклад в повышение КИУМ с 76,3% до 80,2% (на отдельных энергоблоках КИУМ достиг 8995%). Однако следует отметить, что данный показатель повысился только спустя несколько лет. В 2004 году КИУМ понизился на 2,9%; в 2005-2006 гг. КИУМ хотя немного и повысился, но всё же был ниже показателя 2003 года. Тем не менее, в результатах по повышению КИУМ был достигнут определённый успех,основой которого явился заложенный в [1, 2]системный подход к организации деятельности по модернизации АЭС. Согласно такому подходу для каждой атомной станции были сформированы комплексные долгосрочные программы модернизации (для долгосрочного планирования работ сроком на 5 лет) и годовые планы модернизации (для текущего планирования и корректировок).
Наряду со стандартом [2], действующим с 2004 по 2009 гг., эксплуатирующей АЭС организацией были утверждены иприняты к реализации следующие организационно-распорядительные документы: «Концепция программы модернизации действующих АЭС на период 2007 - 2012 годы», «Программа увеличения выработки электроэнергии на действующих энергоблоках АЭС концерна «Росэнергоатом» на 2007-2015 годы», «Подпрограмма перехода на 18-месячный топливный цикл энергоблоков ВВЭР - 1000» [3 - 5].
Отметим, что переход на 18-месячный топливный цикл способствует существенному повышению КИУМ за счёт увеличения межремонтного периода работы энергоблоков и сокращения простоя их в плановых ремонтах и позволяет снизить себестоимость производства электроэнергии на АЭС.С 2009 по 2010 гг. в целях повышения КИУМ внедрялись мероприятия по повышению эффективности ремонтных кампаний со снижением продолжительности ремонта, что достигалось за счет новых прогрессивных технологий и методов управления ремонтами. В это же время была расчетами обоснована возможность работы основного оборудования АЭС как с реакторами ВВЭР, так и с реакторами РБМК на 104 - 107% установленной мощности. Экспериментально эти режимы были подтверждены: для реакторов РБМК-1000 до 105% Ку на энергоблоках 1 и 2 Курской АЭС и 2 Ленинградской АЭС, для реакторов ВВЭР-1000 до 104% Ку на энергоблоках 2, 3, 4 Балаковской АЭС, 1 Ростовской АЭС и 3 Калининской АЭС, для реакторов ВВЭР-440 до 107% Ку на энергоблоках 2 и 4 Кольской АЭС.
Распространение подобных режимов на другие энергоблоки было осуществлено в 2010 году и позволило повысить КИУМ до 81,3% (рис. 1).
Таким образом, мероприятия по повышению КИУМ в рамках реализации соответствующих программ [1 - 5] на Российских АЭС осуществляются, начиная с 2003 года по принципу комплексного подхода, что показывает хотя и не слишком быстрые,
но все же стабильныетемпы роста КИУМ. Это позволяют нам судить о наибольшей эффективности именно комплексного подхода в решении вопроса о повышении КИУМ энергоблоков.
Что касается отдельных мероприятий, то здесь, по мнению авторов, следует обратить внимание на работы, проведённые в 2000 - 2002 и в 2008 - 2010 годах. Именно в эти годы происходило наиболее значительное повышение КИУМ за рассматриваемые периоды (рис.1).
Считаем, что в эффективности повышения КИУМ,следует выделить работы по совершенствованию управления модернизацией АЭС, совершенствованию технического обслуживания и ремонта, увеличению межремонтных циклов энергоблоков, совершенствованию использования ядерного топлива, сокращению продолжительности операций с топливом при перегрузках, оптимизации технологических режимов АЭС, повышению экономичности оборудования турбинных и электрогенераторных установок. Как видно из перечисленных мероприятий, наибольшее внимание было уделено работам технического характера. Безусловно, оптимизация управленческих функций и экономического аспекта деятельности АЭС является неотъемлемой частью программ, способствующих повышению КИУМ. Однако стоит подчеркнуть, что наилучшие результаты повышения КИУМ в последнее десятилетие были достигнуты именно тогда, когда наибольшее внимание уделялось техническим мероприятиям.
Следовательно, теми резервами, которые в наибольшей мере необходимо использовать в будущем для повышения КИУМ, являются мероприятия именно технической направленности.
Литература
1. Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века, одобрена протоколом Правительства РФ от 25.05.2000 № 15.
2. Положение о порядке организации и проведения модернизации систем и оборудования атомных станций (АС). - Концерн «Росэнергоатом», 2001.
3. Программа модернизации действующих АЭС на период 2007-2012 годы. -Концерн «Росэнергоатом», 2006.
4. Программа увеличения выработки электроэнергии на действующих энергоблоках АЭС концерна «Росэнергоатом» на 2007-2015 годы. - Концерн «Росэнергоатом», 2006.
5. Подпрограмма перехода на 18-месячный топливный цикл энергоблоков ВВЭР-1000. - Госкорпорация «Росатом», 2008.
Пинчук Михаил Эдуардович - главный инженер ОАО «Югэлектро» г. Волгодонск Ростовская обл.; старший преподаватель кафедры теплоэнергетического оборудования ВИТИ НИЯУ МИФИ г. Волгодонск. E-mail: [email protected]
Якубенко Игорь Алексеевич - к.т.н., доцент, заведующий кафедрой АЭС ВИТИ НИЯУ МИФИ г. Волгодонск. E-mail: [email protected]
PinchukMikhail E. - chief engineer of JSC «Yugelectro», Volgodonsk Rostov region; senior lecturer of the heat-and-power engineering equipment department of VITI NIYaU MIFI, Volgodonsk. E-mail: [email protected].
YakubenkoIgor A. - candidate of technical science, senior lecturer, head of the NPP sub-faculty of VITI NIYaU MIFI, Volgodonsk. E-mail: [email protected]
