Ядерный реактор, окружённый столовыми, сауной и тренажёрами, спускают на воду, чтобы поликлиники, детские сады и заводы работали в штатном режиме. Нет, это не вымысел, а реальность ядерной энергетики. Узнаем, зачем делать атомные станции в виде судна, как производить электричество среди льда и почему плавучий ядерный реактор напрямую связан с электрокарами.
В апреле 2007 года начались работы по созданию первого плавучего энергоблока в мире. Крупные страны ощущали потребность в мобильной модульной генерации, и создание стабильного источника ядерной энергии стало единственным решением проблемы.
Спустя десятилетие проект был запущен в серию. На данный момент весь мир идёт по пути модульной, малой и плавучей генерации на базе как дизеля и газа, так и ядерной энергии. Однако последний вариант — самый востребованный, и этому есть объяснение. Ядерная генерация — более стабильное решение, так как пополнять ядерное топливо с той же частотой, что дизель и газ, не нужно.
Сейчас плавучие энергоблоки — самое логичное решение для снабжения удалённых районов электричеством. Дело в том, что подвоз оборудования, людей и работы на земле стоят больших денег. Северных регионов эта проблема касается в особенности. Используя ПЭБы, можно уменьшить затраты, так как судна приезжают готовыми к работе и быстро вводятся в эксплуатацию.
Основные пользователи ПЭБов — горнодобывающие, нефтегазовые предприятия и городские муниципальные потребители регионов Дальнего Востока. Если говорить про зарубежный рынок, то это страны Африки, Персидского залива, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. В вопросе экспорта для этих мест интерес превышает производственные возможности.
Новые ПЭБы — решение под ключ
Первый в мире плавучий энергоблок «Академик Ломоносов» был прорывом. На судне находился реактор типа КЛТ-40С, такой же применялся на крупнейших ледоколах того времени «Таймыр» и «Вайгач». Одной из особенностей «Академика» были места под хранение и перевозку ядерного топлива.
В новых моделях плавучих энергоблоков таких мест не предусмотрено, к тому же реактор КЛТ-40С заменили на реакторы нового поколения, более эффективные и компактные. На энергоблоках нового поколения оборудования стало меньше, как и требований к сотрудникам судна. Это позволило упростить все процессы управления блоком.
Преимущества новых энергоблоков вывели производство ПЭБов на новый уровень. Теперь это решение под ключ для конкретного заказчика. Работает это так: для определённого объекта есть сменный энергоблок, который доставляют на площадку размещения, а судно, которому требуется перегрузка топлива, уезжает на специализированную базу в Мурманск. Таким образом можно гарантировать бесперебойную работу судна без потерь в мощности и проблем с эксплуатацией.
ПЭБ: изнутри и снаружи
Больше всего плавучий энергоблок похож на небольшое судно без двигательной установки. ПЭБ — не самоходный объект, поэтому его очертания отличаются от любого другого вида судна, например ледокола с плавными обводами. Форма корпуса ПЭБа более грубая и напоминает прямоугольник.
Ядерный реактор — сердце энергоблока. В совокупности с турбиной и системой управления образует ядерную энергетическую установку. Она обеспечивает выдачу энергии с плавблока и питает всех внутренних потребителей. Благодаря процессу деления, который происходит в реакторе, высвобождается тепло, его преобразуют в электроэнергию. Полученная электрическая мощность передаётся в береговую сеть через специальные установки, связанные с судном.
ПЭБы отличаются друг от друга в зависимости от региона использования. Если речь идёт о плавблоках для северных широт, то на палубе есть каюты для проживания, места для приёма пищи, спортивные залы и даже сауны. Дело в том, что персонал такого судна подолгу находится в суровом климате, и зоны рекреации просто необходимы как для физического, так и для психического здоровья.
Южные плавблоки — совсем другое дело. Такие установки используют в местах с щадящим климатом, поэтому они меньше, короче и не оборудованы для постоянного проживания. Вся внутренняя инфраструктура ограничивается местами для питания и небольшими каютами. Всё остальное быстрее и дешевле установить на суше.
Обслуживание плавучих энергоблоков
Обслуживать судна, безусловно, нужно. Для этого в рядах команды энергоблока, а это 128 человек, есть соответствующие должности. Это подготовленные кадры, которые занимаются механическим и геофизическим оборудованием.
Перезагрузка топлива, средние и капитальные ремонты происходят за пределами судна, на специализированной базе «Атомфлота» в Мурманске. Еще несколько лет назад все работы происходили на площадке размещения, такой подход — нововведение. Он минимизирует затраты на обслуживание энергоблока и позволяет сотрудникам не работать с ядерным топливом.
Через лёд, ветер и волну
Плавучие энергоблоки устойчивы к любым внешним воздействиям. Для примера возьмём ПЭБ, который планируют ввести в эксплуатацию на Севере. Его изготовят из хладостойкой стали, по-другому — «арктической». Материал устойчив к низким температурам и встречам со льдом благодаря повышенной прочности.
Также под конкретные проектные решения могут использовать встроенные обогревы для ПЭБов. Более того, энергоблоки крепятся к специальным причальным сооружениям, их называют береговыми гидротехническими сооружениями. К ним с помощью устройства жёсткой швартовки крепится энергоблок. Таким образом, судну не грозит сильное морское волнение, лёд и ветер. При размещении энергоблока используются такие уровни защиты, что даже цунами не повредит конструкцию.
ПЭБ для южных территорий визуально похож на свою «хладостойкую» версию, но имеет меньший размер. Так как энергоблок не будет расположен во льдах, то и потребности в «арктическом» материале нет. Что касается оформления и окрасочного решения — всё зависит от страны и климата.
Чистая энергия атома
Плавучие энергоблоки могут использоваться во всех сферах хозяйственной деятельности, от промышленных объектов до сетей общего пользования, у которых есть потребность в электроэнергии. Самый высокий спрос на ПЭБы у добывающих компаний.
Энергоблоки не только стабильны в работе, но и представляют собой зелёную, признанную в соответствии с российским и международным регулированием, энергию.
Продукция ПЭБов экологична и вносит вклад в развитие не только промышленности, но и электромобильности, например электрокаров и общественного транспорта, которые будут потреблять зелёную энергию.
О замене и переработке ядерного топлива позаботится база в Мурманске. Эта концепция называется «Зелёная площадка», она влияет не только на количество оборудования на палубе, но и на экологичность использования. ПЭБы не наносят вреда окружающему миру, а за счёт того, что крышка топливного бака не открывается на палубе, вероятность попадания отработанного топлива за борт минимальна.
Через 40–60 лет ПЭБы исчезнут без следа…
…потому что не оставляют их.
Проектный срок службы ПЭБов для России — 40 лет, для зарубежных пользователей — 60 лет. Всё зависит от климатических условий. «Северные» энергоблоки используют в суровом климате не более 40 лет, а южные блоки живут подольше.
По истечении срока службы энергоблоки забирают на обслуживание. Топливо загружают в герметичные контейнеры и отправляют на специализированные предприятия. На них происходит переработка топлива, чтобы использовать его в новом цикле изготовления. Чем не безотходное использование?
ПЭБы будущего
«Росатом» планирует применить новейшие реакторы РИТМ-200М на «южных» энергоблоках в ближайшем будущем. Что это значит? Ядерный реактор РИТМ-200М отличается тем, что для его работы используют специальное топливо, в котором определённые атомы урана имеют низкую концентрацию. На данный момент это самый современный, лёгкий и безопасный реактор.
Новое поколение энергоблоков ПЭБ-180 появится после 2030 года. Реакторную установку ПЭБ-180 мощностью 180 мегаватт планируют установить на самом большом и мощном ледоколе «Лидер», а самостоятельные судна введут в эксплуатацию для северных регионов.
«Это может стать одним из решений проблемы электрификации Дальнего Востока», — поделился директор по судостроению «Атомэнергомаша» Владимир Аптекарев.
