Атомная станция в Индии переходит на новый вид ядерного топлива. Рассказываем, в чем суть разработки и почему это важно для энергетики
Индийская АЭС «Куданкулам» вскоре перейдёт на новый вид ядерного топлива, увеличив срок топливной кампании с 12 до 18 месяцев. По словам производителя, это обновление позволит станции с российскими реакторами ВВЭР-1000 вырабатывать еще больше электроэнергии, так как энергоблок будет реже останавливаться для перегрузки топлива. Новый вид топлива является разработкой ядерщиков Росатома, которые успешно внедрили технологию удлинённого топливного цикла на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 не только в России, но и за рубежом.
Как поднять эффективность топлива
Характеристики ядерного топлива напрямую влияют на показатели эффективности генерации энергии. Чем длиннее топливный цикл, тем ниже себестоимость произведённой электроэнергии. Энергетики используют показатель КИУМ – коэффициент использования установленной мощности, который является важной характеристикой при оценке экономической эффективности производства электроэнергии. За последние годы КИУМ ядерных энергоблоков благодаря внедрению новых технологий был поднят с 50-60% до 92 %. По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), в 2019 году средний КИУМ атомных электростанций в мире составил 82,5%. Что касается возобновляемых источников энергии (ВИЭ), то согласно данным Минэнерго США, в 2019 году средний КИУМ солнечных электростанций составил 24,5%, ветровых – 34,8%. Уже на этом этапе очевидно преимущество атомной генерации. А теперь представьте, что за счет обновленного топлива КИУМ атомной генерации вырастает ещё больше. И это реальные результаты. К примеру, все реакторы ВВЭР-1000 в России, которые работают на обновлённом топливе, выдают мощность 104% от номинальной.
«Питание» топливом для угольных или газовых ТЭС должно быть постоянным, поэтому при их строительстве существенные затраты идут на строительство подъездных путей или газопроводов, чтобы обеспечить регулярную доставку больших объемов топлива. При этом одна тепловыделяющая сборка (ТВС) для реактора ВВЭР-1000 весом 700 кг выделяет энергию, которая образуется при сжигании более 93 тонн дров, 60 тонн угля, 53 млн кубометров природного газа или 53 тыс тонн нефти.
Почему ядерщики разных стран мира стремятся увеличить топливный цикл до максимально возможных пределов? В отличие от других источников генерации, ядерное топливо загружается в реактор один раз на определенный период. Наиболее распространенный срок для ВВЭР-реакторов третьего поколения – 12 месяцев. Другими словами, следующая перегрузка топлива состоится лишь через год. Чем длиннее срок «действия» топлива для реактора, тем дольше станция бесперебойно вырабатывает электричество, не останавливаясь для очередной загрузки топлива.
Топливные сборки нового типа
Ранее энергоблоки №1 и №2 АЭС «Куданкулам» «питались» топливом УТВС (усовершенствованная тепловыделяющая сборка), которое на тот момент уже являлось продвинутым. А через некоторое время было разработано ядерное топливо ТВС-2М с улучшенными характеристиками по надёжности, энергоемкости и экономической эффективности. Одна тепловыделяющая сборка ТВС-2М содержит на 7% больше топлива по сравнению с предыдущим УТВС.
«Мы предлагаем зарубежным заказчикам те решения, которые успешно отработаны в российской атомной энергетике. Топливо ТВС-2М эффективно эксплуатируется в 18-месячном топливном цикле на Балаковской и Ростовской АЭС, а также на действующих энергоблоках АЭС «Тяньвань» в Китае. Кроме того, реакторы ВВЭР-1000 в России работают на повышенной мощности 104% от номинальной, и этот опыт также вызывает интерес у операторов АЭС за рубежом», - отмечает старший вице-президент по научно-технической деятельности Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.
В настоящее время опытно-промышленная эксплуатация с увеличенным 18-месячный топливным циклом проходит на энергоблоке № 6 Нововоронежской АЭС с реактором ВВЭР-1200. Напомним, что проект АЭС в Узбекистане планируется строить именно с реактором ВВЭР-1200 поколения 3+.