История китайского тепла

Форум Контакты RSS		ENGLISH

Владимир Рычин, AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 08.03.2018

Китайские атомные корпорации, стремясь расширить границы применения атомной энергии, обратили в прошлом году внимание на использование реакторов для целей местного теплоснабжения.

Тема в мире не новая, но точно также она не нова и для атомной отрасли Китая.

Начало пути

Один из проектов, разработанных в КНР в 90-ые годы - реактор NHR-200 мощностью 200 МВт(т), предназначающийся для теплоснабжения и опреснения морской воды.

Общее представление об этом проекте - который, правда, так и не был реализован - можно получить из статьи большого коллектива авторов (Дачжун Ван и др.) из пекинского института ядерных технологий (INET), опубликованной в журнале "Desalination" в 1994 году.

Хотя статью и наши дни разделяет почти четверть века, аргументация в пользу АСТ в статье почти такая же, как и сегодня: "Так как энергетическая система (КНР) характеризуется доминированием угля и распределение угольных ресурсов неравномерно, то многие промышленные центры и города страдают от нехватки энергии и перегруженности (линий) доставки угля, а также от экологических загрязнений, вызванных массовым сжиганием угля".

Работы над проектами атомных станций теплоснабжения проводятся в Китае с 80-ых годов. Потенциальный рынок для них авторы статьи оценивали более чем оптимистично, так как на отопление и производство низкотемпературного тепла в КНР в середине 90-ых годов расходовалось до 25% от общего энергопотребления.

Кроме того, авторы особо подчёркивали, что построить АСТ в Китае возможно с применением китайской технологии, что для 90-ых годов должно было прозвучать заманчиво для Пекина.

Первый практический опыт атомного отопления институт INET получил в 1983-1984 годах, когда один из его бассейновых реакторов был приспособлен для отопления ближайших помещений.

В статье не приводится название реактора, но вычислить его не так сложно. Институт INET входит в состав университета Цинхуа, а из университетских реакторов под нужное описание подходит реактор ESR-901.

Он известен также как swimming pool reactor с двумя активными зонами. Это первый в народном Китае исследовательский реактор, созданный собственными силами. На критику впервые реактор был выведен в октябре 1964 года и до сих пор остаётся в строю - хотя свежей информации о том, продолжает ли он работать на отопление, нет.

Реактор ESR-901.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Вдохновлённые первыми успехами специалисты INET двинулись дальше, и в ноябре 1989 года на критику был выведен реактор NHR-5, исходно спроектированный как реактор теплоснабжения. Его мощность была побольше, чем у ESR-901, и составляла 5 МВт(т).

Исходя из условий работы китайских теплосетей, конструкторы выбрали для NHR-5 корпусную компоновку.

Кроме работ по теплоснабжению, на реакторе проводились эксперименты с производством электроэнергии из пара низкого давления, а также эксперименты по опреснению.

Реактор NHR-5.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Проект NHR-200

Надо признать, что NHR-5 произвёл благоприятное впечатление на китайское общество, и уже к середине 90-ых годов о желании построить подобный реактор - но большей мощности! - атомщикам дали знать почти два десятка городов и крупных предприятий.

Ответом на интерес заказчиков должен был стать реактор NHR-200 мощностью 200 МВт(т), за разработку которого взялись в INET. Для проекта даже установили временные рамки - пуск первого блока в 1998 году и строительство нескольких пар блоков в различных регионах Китая в конце 90-ых годов.

По задумке конструкторов, NHR-200 представлял собой корпусной легководный реактор с трёхпетлевой интегральной компоновкой, использующий естественную циркуляцию для отвода тепла от топлива. Рассматривались варианты реактора с давлением или с подкипанием теплоносителя а активной зоне.

Активная зона располагается в нижней части корпуса реактора. Теплообменники первого контура с U-образными трубными пучками расположены по периферии в верхней части корпуса. Для усиления естественной циркуляции внутри корпуса предусмотрен подъёмный участок (riser).

Реактор NHR-200.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

При работе на мощности в нормальных условиях теплоноситель первого контура не содержит бора. Контроль реактивности осуществляется с помощью борных стержней регулирования и выгорающих поглотителей с оксидом гадолиния.

Гидравлические привода СУЗ соответствуют принципу fail-safe, то есть стержни СУЗ автоматически падают в активную зону при таких событиях как потеря внешнего питания, разрыв трубопроводов первого контура и так далее. Кроме того, в качестве второй независимой системы безопасности предусмотрена система аварийного ввода борной кислоты в теплоноситель первого контура.

Отработавшие топливные сборки переставляются на свободные позиции вокруг активной зоны. Иными словами, нужды в бассейне выдержки у NHR-200 нет.

Кроме первого контура, реакторная установка NHR-200 имеет ещё два - промежуточный контур и контур потребителя. Это стандартное решение для проектов АСТ, промежуточный контур нужен для зашиты от попадания в контур потребителя радиоактивных материалов.

Основные параметры NHR-200.
PWR и BWR здесь - режимы работы установки (без кипения с давлением или с кипением).
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Экономика проекта

Интересно посмотреть, какой специалисты INET видели экономику проекта NHR-200.

Стоимость строительства NHR-200, работаюшего только в режиме теплоснабжения, оценивалась китайцами как 110,4 миллионов долларов (1991) США.

Стоимость первой топливной загрузки составляла 13,6 миллионов долларов (1991), стоимость перегрузок - 4,1 миллионов долларов (1991), прочие эксплуатационные расходы - 4,05 миллионов долларов (1991).

Структура капитальных расходов на сооружение NHR-200.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Структура эксплуатационных расходов NHR-200 (без топлива).
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Упоминания о проекте NHR-200 можно было встретить ещё долго, практически до аварии на Фукусиме. Строить такие реакторы в Китае всё-таки не стали, руководство страны предпочло сделать ставку на развитие больших энергоблоков.

Но тема АСТ в китайской атомной отрасли, как мы теперь можем видеть, не умерла. Её подхватила корпорация CNNC, причём она вернулась к бассейновому направлению.

Ключевые слова: Районное теплоснабжение, Азия, Китай, Статьи, Владимир Рычин

Другие новости:

"Тяньвань-3" передан заказчику для двухгодичной гарантийной эксплуатации

Протокол предварительной приёмки подписан.

"Росатом" рассчитывает в 20-ых годах построить БН-1200

Это позволит получить опыт для дальнейшего строительства блоков такого типа за рубежом, сообщил на встрече с президентом РФ Владимиром Путиным глава Росатома Алексей Лихачёв.

Путин внёс в Госдуму проект поправок к закону о РАН

Текст поправок размещён на сайте Госдумы.

Герой дня

Алессандро Алемберти: у ALFRED есть прогресс

Мы готовимся сделать первый практический шаг, а именно, приступить к строительству экспериментальных установок в Румынии... Вопросы нейтроники затрагиваться не будут, только вопросы освоения технологии теплоносителя - вопросы химии, и так далее.

ИНТЕРВЬЮ

Владимир Асмолов
На сегодняшний день, под моим руководством работает несколько групп, занимающихся разработкой общей стратегии развития атомной энергетики страны и, в частности, стратегии развития легководных аппаратов. Из многих возможных линий совершенствования технологии ВВЭР выбрана главная, а именно, переход на аппараты со спектральным регулированием.

МНЕНИЕ

Владимир Рычин
Новые материалы - это то, чего часто не хватает разработчикам инновационных реакторных технологий. Именно из-за отсутствия подходящих материалов зачастую сдерживается внедрение перспективных решений, способных сделать атомную энергетику более конкурентоспособной в сегодняшнем непростом мире.