Объясняется это тем, что в России существует централизованная система водяного отопления зданий, при наличии которой целесообразно применять атомные станции для получения не только электрической, но и тепловой энергии.

Первые проекты подобных станций были разработаны еще в 70‑х годах прошлого века, однако из‑за наступивших в конце 80‑х экономических потрясений и жесткого противодействия общественности до конца ни один из них реализован не был.

Вопросы технологии

Вместе с тем, рациональное зерно в такой идее есть. На производство горячей воды и пара (низкотемпературного тепла) для нужд городов и промышленности расходуется в полтора раза больше топлива, чем для выработки электроэнергии, при этом значительную часть тепла вырабатывают мелкие, малоэффективные установки, сжигающие наиболее ценные виды топлива – нефть и газ.

По некоторым подсчетам, предполагается, что уже в ближайшее время ежегодное потребление низкотемпературного тепла (его еще называют низкопотенциальным) достигнет весьма внушительных цифр. Для выработки такого количества тепла придется сжигать огромное количество топлива.

Решением проблемы могли бы стать атомные станции теплоснабжения – АСТ. Главная их особенность – здесь не требуется такого высокого температурного потенциала теплоносителя первого контура, как на АЭС, потому что в АСТ не нужно получать электроэнергию, получать пар на турбине, нужно только тепло. Это, естественно, упрощает реактор, удешевляет его эксплуатацию. Если говорить о водо охлаждаемых реакторах, то в них снижается давление: нужно уже не 160 атмосфер, например, а 30, то есть значительно меньше. Это первая отличительная особенность.

Кроме того, в АСТ должно быть такое число теплоотводящих контуров, чтобы радиоактивный теплоноситель никаким образом не мог бы попасть в теплосеть. Для этого строятся промежуточные теплообменники и т. д. Параметры и режимы их работы рассчитаны так, что станции вписываются в существующие сети как дополнительные источники тепла. Создание подобных мощных централизованных источников позволяет демонтировать устаревшие установки, работающие на органическом топливе, а достаточно технически совершенные, но мелкие использовать в режиме пиковых нагрузок, которые наиболее часто возникают в холодное время года. Сами же ACT могут взять на себя базовую часть нагрузки.

По управляемости ACT – весьма гибкий агрегат, который не предъявляет никаких специфических требований к управлению тепловыми сетями в смысле регулирования распределения тепла, что очень важно. В принципе, ACT может покрывать и пиковую нагрузку, но для атомной станции, как для всякого капиталоемкого оборудования (капиталовложения велики, а топливная составляющая мала), наиболее экономичен режим максимально возможной постоянной мощности, то есть базовый.

Как отмечают специалисты, когда в 70‑х годах XX века обсуждался этот вопрос, все были в большом воодушевлении. Ясно, что использование атомной энергии для получения низкотемпературного тепла способно дать огромный эффект. Однако у таких проектов был и есть существенный недостаток. Дело в том, что если электрическую энергию можно без существенных потерь передавать на десятки и даже сотни километров, то для горячей воды это невозможно: потери тепла в теплотрассах (особенно в наших) очень велики. А это значит, что АСТ целесообразно строить в непосредственной близости от городов или даже в их черте. Отсюда вытекает важное требование: АСТ должны обладать гораздо более высоким уровнем безопасности, чем АЭС.

Впрочем, особенности реактора ACT (применение естественной циркуляции и интегральной компоновки, а также низкого давления внутри корпуса) позволяют успешно решить задачу безопасности без чрезмерных затрат посредством довольно простой конструкции: наличия второго, страховочного корпуса, который не исключает возможности осмотра основного, несущего корпуса, не ослабляет требований к его надежности, но позволяет при крайних, непредвиденных нарушениях полностью удержать в своем объеме всю начинку реактора и весь теплоноситель, содержащий радиоактивные вещества.

Специалисты приводят модель подобного крайнего события: при разрыве основного корпуса внутренний объем, занимаемый теперь теплоносителем, несколько увеличится, соответственно, упадет давление (примерно на 30 процентов), уровень воды хотя и понизится, но она по‑прежнему будет охватывать всю активную зону и обеспечивать ее охлаждение. Благодаря такому соответствию характеристик работающего и защитного оборудования обеспечивается надежное охлаждение активной зоны.

Подобная технология делает АСТ более экологически безопасными источниками теплоснабжения, чем традиционные ТЭЦ. Поэтому в Советском Союзе была запланирована целая серия подобных станций, и уже начинались работы по первой очереди. Однако затем грянул Чернобыль, позже Советский Союз распался, и планы реализовать не удалось.

Нереализованные планы и современные перспективы

Первой атомной станцией, поставлявшей тепло, была Сибирская АЭС в Северске Томской области. С 1961 года она поставляла, кроме электроэнергии, и тепло. По состоянию на 2000‑е годы реакторы давали 30‑35 процентов тепла, необходимого для отопления одного из жилых массивов Томска, и более 50 процентов – для города Северска и Сибирского химического комбината. Кроме того, в нашей стране работал реактор АДЭ-2 на Красноярском горно-химическом комбинате, с 1964 года до его остановки в 2010‑м поставлявший тепловую и электрическую энергию для города Железногорска.

Сегодня как атомный источник теплоснабжения действует лишь маломощная (48 МВт) Билибинская АЭС в Чукотском автономном округе, снабжающая теплом и электричеством город Билибино (около 6 тысяч жителей) и местные горнодобывающие предприятия.

В Советском Союзе было начато строительство еще двух АСТ: Воронежской и Горьковской (в нынешнем Нижнем Новгороде), а также завершен проект Ивановской АСТ, сооружение которой начать не успели. Работы прекратились на рубеже 1980‑х – 1990‑х. Главное, на что упирали при закрытии почти достроенных Воронежской и Нижегородской атомных станций теплоснабжения, – это протесты общественности в условиях послечернобыльской радиофобии. В итоге города остались без нормальных источников тепла. Примечательно, что Нижегородскую АСТ прикрыл теперь уже покойный Борис Немцов, передав часть ее помещений ликероводочному заводу.

Кстати, эти атомные станции теплоснабжения относились к инновационному тогда проекту АСТ-500. В целях обеспечения высокой надежности и безопасности реакторной установки были заложены следующие основные технические решения: естественная циркуляция теплоносителя в первом контуре и трехконтурная схема реакторной установки. Интегральная компоновка оборудования первого контура позволила свести к минимуму разветвленность контура и избежать применения трубопроводов большого диаметра, а низкая удельная энергонапряженность активной зоны способствовала повышению надежности охлаждения активной зоны и снижению уровня аварийных последствий. Кроме того, технические решения обеспечивали сохранение активной зоны под водой при разгерметизации основного корпуса реактора и локализацию радиоактивных продуктов вследствие использования двойного корпуса. Высокая степень защищенности реактора от аварий обеспечивалась применением новой схемы системы теплоотвода, при которой возможен отвод остаточного энерговыделения даже при выходе из строя двух петель из трех, а также путем ряда других схемных и компоновочных решений.

Реинкарнация идеи

Так что же? Можно ли говорить о том, что от АСТ отказались исключительно из‑за того, что неудачно сложились обстоятельства? Не совсем. Беспристрастный анализ технико-экономических показателей атомных станций теплоснабжения выявил, что они слабо конкурентоспособны с источниками тепла на органическом топливе, потому что цены на тепловую энергию гораздо ниже, чем на электроэнергию. И срок окупаемости такой станции, если строить ее на условиях коммерческого кредита, получается очень большой. В современных российских условиях это серьезный минус. Но нельзя сказать, что от создания атомных станций теплоснабжения в России совсем отказались.
Есть вариант малой необслуживаемой АСТ на базе реактора «Елена» и передвижной (железнодорожным транспортом) реакторной установки «Ангстрем».

Наконец, сейчас в нашей стране строится головная плавучая атомная станция теплоснабжения «Академик Ломоносов», которую планируют сдать осенью этого года. Разместившись у побережья Чукотки, она заместит мощности Билибинской АЭС, которая в 2019 году будет выведена из эксплуатации. В «Росэнергоатоме» планируют, что «Академик Ломоносов» станет далеко не единственной плавучей энергоустановкой, и в дальнейшем и в других городах Крайнего Севера, Дальнего Востока появятся подобные ПАТЭС. Так что идея атомных станций теплоснабжения живет и развивается и перспективы у этого направления, безусловно есть.

В свое время президент Академии наук Советского Союза Александров говорил, что реактор РБМК (реактор большой мощности канальный) можно поставить даже на Красной площади в Москве. Но поставили его в Чернобыле. В этом смысле Москве просто повезло, потому что атомщики были совершенно искренне убеждены в безопасности этого типа реакторов.

Воронежу, похоже, повезло в меньшей степени. В тридцати километрах от города была построена первая в России атомная электростанция, реакторы которой уже практически выработали своей ресурс и в течение двух лет должны быть остановлены.

Еще в 1979 году появился другой проект - построить в Воронеже, в восьми километрах от исторического центра города, первую в мире атомную станцию теплоснабжения. Тогда жители Воронежа выступили с резким протестом, провели референдум и добились прекращения строительства. Однако этой осенью, одновременно с началом в Воронеже отопительного сезона, представители городских властей вновь заговорили о реанимации проекта строительства атомной станции теплоснабжения.

Об истории строительства рассказывает наш воронежский корреспондент Михаил Жеребятьев.

Михаил Жеребятьев:

В 1979 году, по решению союзного Совмина, на окраине Воронежа развернулось строительство атомной котельной. В ту пору проект АСТ-500, разработанный НИИ атомной промышленности в Горьком, собирались растиражировать по всему СССР. Через десять лет на волне гласности демократическая общественность Воронежа потребовала от местных властей отказаться от достройки объекта, который вызывал тревогу горожан, и власти санкционировали проведение плебисцита. 15 мая 1990 года в Воронеже прошел референдум о судьбе атомной кочегарки. 96 процентов проголосовало за строительство и реконструкцию ТЭЦ и котельных установок без строительства атомной станции. Но даже после референдума, вплоть до конца 1992 года, на станции продолжались строительные работы.

Российский энергетический кризис образца 2000 года привел к активизации деятельности Росэнергоатома на воронежском направлении. Концерн вновь предложил городу свои услуги. Два миллиарда рублей на достройку атомной котельной. Еще один миллиард - на развитие инфраструктуры теплосетей - город и область должны раздобыть сами.

При этом до сих пор остаются не проясненными принципиальные вопросы как экономического, так и экологического порядка. Например, в чьей собственности будет находиться объект, на каких условиях город станет потреблять производимое станцией тепло? Ведь если АСТ является ядерным объектом, значит, по действующим нормативам, он должен располагаться на расстоянии тридцати километров от крупных населенных пунктов.

Наиболее активные сторонники проекта в Воронеже намерены после декабрьских выборов мэра аннулировать в судебном порядке итоги референдума десятилетней давности под предлогом того, что население голосовало не против АСТ, а за развитие сети котельных.

Марина Катыс:

Чтобы хоть немного прояснить позицию представителей местных властей, я позвонила заместителю председателя муниципального совета Воронежа Вячеславу Бачурину. Вячеслав Иванович согласился, что в настоящее время никакого дефицита теплоснабжения в Воронеже нет. Это объясняется экономическим спадом и тем, что большинство крупных предприятий города не работает. Однако в будущем, когда в области начнется экономический подъем, тепла будет не хватать.

Вас не смущает то, что это первая в мире тепловая атомная станция и не было пробных моделей, и сразу строится в центре города?

Вячеслав Бачурин:

Это - надуманное: что она первая в мире. В Томске-27, или как там, 67, есть такая станция уже опытная, которая работает. Но ведь что в атомной станции самое главное? Это реактор. А реактор этот - вот на той же курской атомной лодке подводной. Но ведь он же не взорвался. В экстремальной ситуации он же не взорвался, правда? Но только это реактор, мощность которого уменьшена в десять раз. То есть, надежность его увеличивается в десять раз.

Марина Катыс:

Большинство специалистов, к которым я обращалась, не усматривают прямой зависимости между уменьшением мощности реактора и повышением его надежности. Но вполне возможно, у Вячеслава Ивановича есть другие источники информации.

Президент Центра экологической политики России, член-корреспондент Российской Академии наук Алексей Яблоков считает, что воронежская атомная станция теплоснабжения не имеет аналогов.

Алексей Яблоков:

Нигде в мире никаких атомных станций теплоснабжения нет. Ближайший аналог - это использование промышленных реакторов по производству плутония в Томске-7 для отопления жилых кварталов. Атомной станции теплоснабжения, специально сделанной, нигде не существует, нигде. Это первый проект.

Марина Катыс:

Это же подтверждает и профессор Станислав Кадменский.

Станислав Кадменский: Предполагалось вначале построить около четырех атомных станций такого типа. В докладной записке по этому поводу писалось, что в качестве мест размещения этих станция полезно взять Подмосковье, потому что Москва имеет дефицит тепла, с этим не справляются обычные котельные, связанные с газом или углем. И даже в политическом смысле было полезно одну из первых станций построить в Подмосковье. Но, естественно, этот проект не был реализован, и первые две станции начала строить одну в Горьком, в Нижнем Новгороде, и другую - в Воронеже.

В Горьком после победы Немцова на выборах строительство было прекращено, и станция была полностью перепрофилирована. В Воронеже эта станция строилась, и хотя в Воронеже был референдум, тем не менее, строительство станции не было прекращено.

Марина Катыс:

И одна из причин этого - неприязненное отношение воронежских властей к экологам. Вячеслав Бачурин просто считает их малограмотными людьми и надеется, что в данном случае Воронежская область последует примеру Франции.

Вячеслав Бачурин:

Во Франции взяли - и законодательно этих экологов убрали. А о будущем надо судить по конечному результату. Конечный результат экологов - вернуться к первобытному строю. Вернадского надо им читать больше. Им все вредно. А разве еда не вредна, если переешь? Да? А разве перепьешь - не вредно? А разве куришь - не вредно?

В чем оптимизация заключается? Максимум удовольствия при минимальных затратах, да?

Марина Катыс:

Против такого принципа оптимизации всех процессов трудно что-либо возразить, однако, господин Бачурин удивительно напоминает мне одного из персонажей братьев Стругацких, а именно - профессора, работавшего научным консультантом в Институте Чародейства и Волшебства.

Что же касается стоимости строительства в Воронеже атомной станции теплоснабжения, то в настоящее время вопрос этот еще окончательно не решен. По мнению Вячеслава Бачурина, проект потребует...

Вячеслав Бачурин:

Наверное, со всеми пересчетами - около 3 миллиардов.

Марина Катыс:

Это деньги из федерального бюджета, или местный бюджет тоже участвует?

Вячеслав Бачурин:

Ну, это как мы договоримся. Если, как вы говорите, это эксперимент, который нужен для всей страны, и вся страна должна заботиться об этом. Если это наша проблема, воронежская, ну, надо собираться воронежским... Но тогда мы с этой атомной станции должны всю энергию тратить только на Воронеж. И никакие нам ни налоги не надо на эту станцию платить... Понимаете? Чтобы нам поборы потом с атомной станции не делали.

Марина Катыс:

То есть - вы хотите сказать, что еще окончательно вопрос финансирования не решен?

Вячеслав Бачурин:

Ну, он решался. Решался - как? Можно финансировать: Воронеж, допустим, Минатом и бюджет страны. Вот так. На троих поделить вот эти все расходы.

Потому что, ну, вы поймите: Воронеж один никогда такое строительство не потянет. О чем там говорить? Это надо опять растягивать на десять лет. А ее надо достраивать за два с половиной года.

Марина Катыс:

То есть - 2003 год.

Вячеслав Бачурин:

Да, чтобы на следующие выборы были уже с теплом. Потому что атомная станция дает сто миллионов долларов экономии. Один миллиард кубических метров газа. Представляете, что это такое? Один миллиард кубических метров газа.

Марина Катыс:

Экономия природного газа - это, конечно, хорошо, хотя для начала вполне можно было бы ограничиться ремонтом городских теплосетей, потери тепла в которых в настоящее время превышают 50 процентов.

Вот что говорит по этому поводу академик Алексей Яблоков.

Алексей Яблоков:

Нововоронежская атомная станция - это самая старая атомная станция в России, ну, если не говорить об Обнинской, которая там была экспериментальной. На ней стоят два атомных реактора, выведенных из строя чуть ли не 12 лет тому назад. Сейчас Минатом принял такое решение в правительстве - продлить жизнь существующих реакторов.

Были несколько комиссий, экспертных групп с МАГАТЭ (это Международное агентство по атомной энергии, которое отличается тем, что никогда не давало никаких заключений о закрытии атомных станций). Эксперты МАГАТЭ сказали: "Никакими переделками довести их безопасность до уровня приемлемой западной безопасности невозможно".

Марина Катыс:

Вся эта затея с атомной станцией теплоснабжения, это вызвано дефицитом энергии в этом регионе? Почему, собственно, вдруг вот заговорили о необходимости строительства именно атомной станции теплоснабжения? Что, Воронеж не может отапливаться иными способами?

Алексей Яблоков:

Анализ теплосетей показал ужасное состояние теплосетей. Буквально вчера я говорил со своими коллегами из Воронежа. В теплосетях пропадает до половины тепла, которое посылается в эти теплосети.

Нормальное хозяйственное решение - отремонтировать теплосети. Это сохранит половину тепла, которое сейчас тратится. И никакой станции теплоснабжения не нужно. Это будет стоить, наверное, раз в десять дешевле, чем строительство атомной станции теплоснабжения.

Марина Катыс:

Кстати, в оценке стоимости строительства академик Алексей Яблоков значительно расходится с заместителем председателя муниципального совета Воронежа Вячеславом Бачуриным.

Продолжает Алексей Яблоков.

Алексей Яблоков:

Она будет даже дороже, чем обычная атомная станция. Значит, тогда получается, что строительство обычной атомной станции - это, как раз вот, два-три миллиарда долларов. Долларов, а не рублей!

Марина Катыс:

Это же огромные затраты. Разве может руководство Воронежской области участвовать в столь дорогом проекте?

Алексей Яблоков:

Нет, конечно. Мы знаем, что в Воронеж несколько раз приезжал Адамов. Мы знаем, что губернатор Воронежской области Шабанов является самым "про-ядерным" губернатором во всей России. Они хотят убедить нас, что есть деньги, что можно начать строительство. А когда начнется строительство, то у них будет аргумент: ну, строительство же начато. Дайте-ка нам еще денежки для продолжения этого строительства. Это - типичный, советского типа, подход.

Марина Катыс:

Они хотели бы завершить строительство атомной станции теплоснабжения и запустить ее в работу к 2003 году. Это вообще реально?

Алексей Яблоков:

Это абсолютно нереально, 2003 год. У меня в этой связи только одна... в 2003 году кончается срок службы вот этих самых атомных реакторов старых, которые у них есть. Вот это вот 2002-2003 годы. Вот это я знаю.

Марина Катыс:

Но не надо забывать, что реальная стоимость данного проекта должна включать в себя и утилизацию отходов. По мнению экспертов, кажущаяся дешевизна атомной энергии в России объясняется именно тем, что Минатом в своих расчетах не учитывает стоимость утилизации отработавшего ядерного топлива. Впрочем, муниципальные власти Воронежа это не смущает.

Вот что говорит по этому поводу заместитель председателя муниципального совета Вячеслав Бачурин.

Вячеслав Бачурин:

Над этими проблемами работает не только Воронеж, а весь мир. И все подводные лодки... А их сколько у нас? 150. Ведь утилизируются, и тем более, сейчас сокращается подводный флот. Утилизируются.

Ну, еще на одну лодку будет больше. Ну, и что? Это проблема? Это просто искусственно раздувают проблему и заостряют на ней внимание.

Марина Катыс:

С этим не согласен профессор Воронежского университета физик-ядерщик Станислав Кадменский.

Станислав Кадменский:

Эта станция заменяет обычное топливо (газ, мазут) на атомное топливо. Когда ее начинали стоить, атомное топливо было довольно дешевым, и казалось, что оно экономично. Сейчас атомное топливо имеет достаточно высокую цену. Сама рентабельность экономическая таких котельных, она под очень сильным вопросом.

Весь мир отапливается не атомной энергетикой. Весь мир отапливается обычным топливом. В Америке по датским проектам построены тепловые станции на угле, которые достаточно экологически чисты в том смысле, что там есть подготовка топлива к сгоранию, фильтры... Обогревается западный мир весь - обычным топливом.

Марина Катыс:

Не смущают местные власти и результаты проведенного десять лет назад референдума.

Продолжает профессор Кадменский.

Станислав Кадменский:

Больше 90 процентов участвующих в референдуме высказались против атомной станции. На время ее строительство было прекращено, хотя не полостью. Это был первый референдум, может быть, такого характера в России, но он прошел полностью в рамках закона.

Сейчас нам объясняют, что когда проходил референдум, закона о референдумах не было...

Марина Катыс:

Пробовали ваши общественные организации обращаться в Верховный суд с требованием прекратить строительство?

Станислав Кадменский:

Нет. Дело в том, что в нашей стране это, конечно, все очень неэффективно. Такие обращения, они хороши для того, чтобы изобразить некую позу или позицию или привлечь к себе внимание. Всерьез это не работает.

Марина Катыс:

Хотя, как убежден академик Яблоков, результаты прошедшего референдума может отменить только другой референдум.

Алексей Яблоков:

Недавно Путин, говоря о строительстве ростовской атомной станции, сказал: "Ну, конечно, нельзя строить станцию, если нет полного согласия населения". Что-то в этом роде он сказал.

Результаты референдума могут быть отменены только референдумом, а ничем другим. Конечно, в 1990 году не было закона о референдумах. Закон о референдумах появился в 1995 году, но все-таки, поскольку референдум проходил, то у нас есть мощное основание говорить: народ против, народ не даст построить эту самую станцию.

Марина Катыс:

Тем более что неоднократно прерывавшийся процесс строительства станции привел к неизбежным в этом случае погрешностям в технологии этого строительства, а оборудование коммуникации за прошедшее десятилетие успели морально устареть. Кроме того, в ходе строительства в проект были внесены значительные изменения, что, с точки зрения профессора Станислава Кадменского, просто недопустимо при строительстве ядерных объектов.

Станислав Кадменский:

С позиций разумного развития атомной энергетики, должна быть такая последовательность: вначале такой тип станции строится в каком-нибудь городе, атомном городе типа Ново-Воронежа нашего, например, где этот вариант отрабатывается, получается опыт, а потом уже эта станция начинает тиражироваться внутрь крупных населенных пунктов.

Дело в том, что по объективным причинам атомная станция теплоснабжения должна быть достаточно близко к объекту, который она теплоснабжает, иначе большие потери тепла на трассах, и так далее. Вот наша атомная станция должна быть, ну, примерно, в восьми километрах от центра города.

Но, с другой стороны, эти станции по своей структуре аналогов полных не имели. Говорят, что аналогами этих станций были реакторы на атомных подводных лодках. Приводили нам в качестве аналога реактор ВК-50, который работал или работает в Димитровграде, но режим работы ВК-50 - кипящий, а вот реактор, который строится в Воронеже - не кипящий. Там разница в давлениях, а поэтому там разница и в тепловых режимах и так далее. Станция, как экспериментальная, первая в мире станция строилась без апробирования в полном варианте...

Мы выяснили массу деталей, связанных с нарушением экологических норм, технологических положений. А самое важное, что в процессе строительства началось изменение проекта, что, конечно, на нас произвело просто потрясающее впечатление. Это не консервная фабрика, где можно один бак заменить на другой. А изменение режима в процессе строительства - это просто трагическая ситуация, я считаю, для строительства первого в мире объекта такого класса.

Марина Катыс:

Кроме того, строительство атомной станции теплоснабжения в жилом районе города, да еще менее чем в километре от водохранилища, является прямым нарушением российского законодательства.

Слово академику Алексею Яблокову.

Алексей Яблоков:

Станция теплоснабжения находится в восьми километрах от центра Воронежа. Ну, смешно это вообще говорить о том, что можно строить атомный реактор в восьми километрах от центра миллионного города. Это запрещено всеми существующими нормами. Запрещено.

У нас есть закон об атомной энергии, закон о радиационной безопасности. Есть закон об охране окружающей природной среды, где прописаны... Есть нормы и правила, как строить атомные станции. Она стоит на берегу Цымлянского водохранилища (федерального значения водоем). Нельзя строить атомные станции на берегу федеральных водоемов.

Марина Катыс:

Однако атомные станции теплоснабжения все же несколько отличаются от обычных атомных электростанций.

О принципиальных отличиях этих объектов рассказывает профессор Станислав Кадменский.

Станислав Кадменский:

Первое отличие это то, что эти станции находятся внутри больших городов. Второе отличие состоит в том, что водяные реакторы базовой станции, которой является Нововоронежская станция, эти реакторы довольно последовательно и интенсивно отрабатывались в этих городах. А потом постепенно тиражировались в другие города и в другие объекты.

Ничего подобного в станции теплоснабжения, атомной станции, мы не увидели. Она сразу начала строиться в городе Воронеже.

Вообще говоря, она по своей конструкции безопаснее, нежели станция электрическая. Она менее мощная, она содержит большее число контуров, ну, и так далее. Ну, и, конечно, отличия есть и в самих процессах, которые происходят в атомных реакторах, да и во всех теплосистемах, а не только в теплосистемах реакторов. Они - другие. Безопасность усилена тем, что - трехконтурная система. (В атомных станциях электрических - двухконтурная система.)

Тем не менее, первую в мире станцию под эксплуатацию строить в городе нельзя. В процессе строительства проект интенсивно дорабатывался и менялся, что, вообще говоря, ни в какие ворота не лезет.

Это опасный объект.

Марина Катыс:

Но ведь в Российской Федерации существует Госатомнадзор, в обязанности которого входит именно наблюдение за соблюдением всех норм, гарантирующих безопасность эксплуатации ядерных объектов.

Почему этот орган не обращает внимания на строительство в Воронеже? Об этом я беседую с президентом Центра экологической политики России академиком Яблоковым.

Сейчас, в принципе, за всеми процессами, связанными со строительством Министерства по атомной энергии, наблюдает Госатомнадзор. Почему он не высказывает никаких мнений по поводу строительства атомной станции теплоснабжения в городе Воронеже?

Алексей Яблоков:

Госатомнадзор находится сейчас в очень сложном положении. На него ведется колоссальная атака. Уничтожение Госкомэкологии и Лесной службы - это только начало. Сейчас у Госатомнадзора, по проекту закона, который прошел уже правительственное обсуждение и находится в Думе, пытаются отобрать лицензирование и контроль. Сейчас лицензирование атомных объектов это прерогатива Госатомнадзора. Контроль за атомными объектами - тоже. Ну, естественно, для этого он и создан.

Поправкой к закону об атомной энергии, которая сейчас находится в Госдуме, эти функции передаются Минатому. Так же, как это было сделано в 1995 году, функции контроля Госатомнадзора за военными реакторами были переданы Минобороны.

Они хотят его обескровить, этот Госатомнадзор, а потом превратить его в управление Минатома.

Марина Катыс:

Вы хотите сказать, что повторяется ситуация, когда Министерству природных ресурсов доверили функции контроля за собственной деятельностью? То же самое будет с Министерством по атомной энергии, которое будет контролировать свою деятельность?

Алексей Яблоков:

Ну, конечно, это схема та же самая.

Марина Катыс:

Неужели руководство России не понимает, что закрытие Госатомнадзора, независимого ведомства, контролирующего все атомные объекты страны, приведет в довольно негативной реакции на Западе?

Алексей Яблоков:

Конечно, Запад не промолчит. Я даже думаю, что МАГАТЭ выступит против.

Кстати говоря, когда этот вопрос только начал обсуждаться, вы знаете, кто выступил за сохранение Госатомнадзора самым решительным образом? Министерство иностранных дел наше.

Марина Катыс:

В заключение приведу несколько строк из книги Алексея Яблокова "Миф о безопасности ядерных энергетических установок".

"В среднем на планете ежегодно один человек из миллиона подвергается риску погибнуть от удара молнии. Этот риск равен 10 в -6 степени и считается приемлемым для техногенных аварий. По мнению заместителя Генерального директора МАГАТЭ господина Мурогова, если в мире будет 1 000 работающих реакторов, то каждые десять лет на атомных станциях с достаточно большой вероятностью будут случаться тяжелые аварии. Сейчас в мире работают 440 атомных реакторов".

Обзор по материалам СМИ

Предпосылки

Изучение возможности использования ядерных энергоисточников для целей теплоснабжения было начато в конце 1970-х гг. В 1976 г. Горьковским отделением института «Теплоэлектропроект» - ГоТЭП (в настоящее время ОАО «Нижегородская инжиниринговая компания «Атомэнергопроект») и институтом «ВНИПИэнергопром» был разработан «Сводный ТЭД по вопросам использования атомной энергии для целей теплоснабжения до 1990 г.»), в котором была обоснована экономическая целесообразность внедрения ядерных энергоисточников в сектор теплоснабжения за счет обеспечения значительной экономии дефицитных газа и мазута; улучшения экологической обстановки в городах; решения проблем транспортировки углеводородного топлива.

При этом было показано, что для энергодефицитных систем с большим (более 2000 Гкал/ч) теплопотреблением оптимальным решением является использование атомных теплоэлектроцентралей (АТЭЦ) с ВВЭР-1000, а для систем средней мощности с покрытием тепловых нагрузок на уровне 1000-2000 Гкал/ч, не испытывающих потребности в дополнительных электрических мощностях, - атомных станций теплоснабжения (АСТ) мощностью примерно 500 МВт. По данным «Сводного ТЭДа...» строительство АСТ было целесообразно в 30-35 промышленно-жилых комплексах страны, из них 27 - в Европейской части.

После обсуждения указанного вопроса в ЦК КПСС и Правительстве СССР перед Минсредмашем (так называлась атомная отрасль) и Минэнерго была поставлена задача создания атомной станции теплоснабжения с гарантированной безопасностью для размещения ее вблизи крупных городов. Главным конструктором реакторной установки (РУ) было назначено ОКБМ (в настоящее время ОАО «ОКБМ Афри- кантов»), разработчиком ТЭО головных станций в г. Горьком (ныне - г. Нижний Новгород) и в г. Воронеже - вышеупомянутый ГоТЭП. Научное руководство обеспечивалось РНЦ «Курчатовский Институт». Разработку АСТ по указанию Правительства лично курировал Президент Академии наук СССР А.П. Александров.

Выбор площадок для сооружения головных АСТ в городах Горьком и Воронеже был обусловлен не только наличием в указанных городах проблем с теплоснабжением, но и другими причинами:

■ в Горьком располагались разработчик реакторной установки (ОКБМ) и политехнический институт, в котором на физико-техническом факультете готовились специалисты для атомной отрасли;

■ рядом с Воронежем уже работала Нововоронежская АЭС, на которой строились все головные блоки ВВЭР, имелся центр подготовки персонала для АЭС и располагалось мощное строительно-монтажное управление;

■ оба города размещались на берегах крупных судоходных рек, что позволяло осуществить транспортировку крупногабаритного корпусного оборудования РУ, нетранспортабельного по железной дороге.

По результатам разработки в 1978 г. технического проекта РУ АСТ-500 и ТЭО в марте 1979 г вышло постановление Совета министров СССР о сооружении двух головных станций теплоснабжения в Горьком и Воронеже. При этом Генпроектировщиком Горьковской АСТ был назначен ГИ ВНИПИЭТ (Минсредмаш), а Воронежской АСТ - ГоТЭП (Минэнерго).

Сооружение головных АСТ в городах Горьком и Воронеже было начато в 1982 и 1983 гг. соответственно.

Правительством СССР были рассмотрены обращения региональных властей ряда крупных областей и городов по поводу строительства АСТ (в т.ч. Архангельска, Иванова, Брянска, Ярославля, Хабаровска) и приняты положительные решения. Для этих регионов ГоТЭП были выполнены необходимые технико-экономические исследования и обоснования, а в Архангельской области начаты подготовительные работы по сооружению.

Реакторная установка АСТ-500

РУ АСТ-500 - реакторная установка на основе интегрального водо-водяного реактора давления с естественной циркуляцией теплоносителя первого контура, страховочным корпусом и пассивными системами безопасности. Главный конструктор реакторной установки - ОКБМ, научный руководитель проекта - РНЦ «Курчатовский институт».

Основные технические характеристики РУ АСТ-500: тепловая мощность реактора - 500 МВт, отпуск тепловой энергии - 430 Гкал/ч; вид используемого топлива - диоксид урана UO 2 .

Реактор АСТ выполнен по интегральной схеме, т.е. активная зона, теплообменники 1-2 контура и компенсатор давления размещаются в корпусе реактора. Это решение позволило исключить трубопроводы большого диаметра, опасные с точки зрения разрыва.

В реакторе циркулирует вода, являющаяся теплоносителем первого контура. Применение естественной циркуляции теплоносителя в корпусе реактора исключает сложные и опасные для активной зоны динамические режимы, характерные для всех реакторов с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Перезарядка активной зоны реактора происходит 1 раз в 2 года.

Компактность интегрального реактора позволила применить второй герметичный страховочный корпус, рассчитанный на давление, устанавливающееся при разгерметизации корпуса реактора.

Передача тепловой энергии в сеть осуществляется через промежуточный (второй) контур и сетевой (третий) контур (рис. 1).

Давление в сетевом контуре всегда выше, чем во втором, что позволяет исключить попадание воды второго контура в сетевой контур при негерметичности сетевых теплообменников.

Реактор оснащен системами безопасности пассивного принципа действия, которые могут вводиться в действие в авариях без команд оператора при отказе систем автоматического управления и функционировать длительное время без подачи энергии извне.

Протекание быстрых взрывных процессов типа Чернобыльского в реакторе АСТ принципиально невозможно.

Радиационные последствия самых тяжелых аварий ограничены и не превышают естественного радиационного фона.

Реакцией атомщиков на Чернобыль стали глубокий анализ безопасности ядерных энергоисточников и разработка проектов реакторов нового поколения.

Анализ проекта АСТ-500, выполненный после Чернобыльской аварии, показал, что основные качества реакторов нового поколения уже нашли свое воплощение в реакторе АСТ. В их числе:

■ внутренние присущие свойства безопасности, основанные на законах природы;

■ защищенность от ошибок персонала;

■ ограниченность последствий запроектных аварий.

Разработанные советскими инженерами и учеными в 1980-х гг. технические решения РУ АСТ-500 в настоящее время широко используются зарубежными разработчиками в проектах перспективных установок нового поколения.

Горьковская АСТ

Строительство Горьковской АСТ (ГАСТ), как было отмечено выше, началось в 1982 г. Площадка станции размещалась близ д. Федяково и ж/д станции Ройка в Кстовском районе Горьковской области в нескольких километрах к востоку от городской черты Горького.

Станция строилась по проекту ГИ ВНИПИЭТ и включала два энергоблока с РУ АСТ-500 единичной тепловой мощностью 500 МВт. Каждый блок обеспечивал отпуск тепла в количестве 430 Гкал/ч в виде горячей воды с давлением до 1,6 МПа и температурой до 150 О С. Планировалось, что ГАСТ будет снабжать тепловой энергией Нагорную часть г Горького. При вводе в действие ГАСТ предполагалось закрыть около 300 низкоэффективных котельных различной мощности в Нагорной части города.

Структура системы ЦТ на базе основного теплоисточника ГАСТ выглядела следующим образом:

■ базисный теплоисточник - ГАСТ установленной тепловой мощностью 1000 МВт (2x500 МВт);

■ пиковые котельные (ПК) - пять существующих промышленных и отопительных котельных тепловой мощностью от 35 до 750 МВт;

■ магистральные тепловые сети - кольцевые с тупиковыми ответвлениями;

■ распределительные станции теплоснабжения (РСТ) для подключения магистральных тепловых сетей по зависимой и независимой схемам.

Общая тепловая нагрузка нагорной части города, обеспечиваемая системой ЦТ, составляла примерно 2380 МВт.

Отпуск теплоты в системе ЦТ на базе ГАСТ планировался в объеме примерно 7,4 ГВт.ч, в том числе от ГАСТ 5,8 ГВт.ч (78%).

Выдача тепловой мощности от АСТ в транзитные тепловые сети обеспечивалась теплоносителем - сетевой водой с максимальной температурой 150 О С при температуре на входе в обратном трубопроводе 70 О С.

Крупные ПК предусматривались «полупиковыми» с возможностью выдачи свободной тепловой мощности в транзитные тепловые сети параллельно АСТ

Общая протяженность транзитных тепловых сетей от ГАСТ около 30 км. Рельеф местности переменный с абсолютными отметками от 90 до 200 м. Диаметры транзитных трубопроводов 800, 1000 и 1200 мм. Насосные подкачивающие станции располагались в РСТ.

При разработке системы ЦТ на базе ГАСТ было применено несколько новых технологических решений, в том числе:

1. количественное регулирование отпуска теплоты в транзитных тепловых сетях с постоянной температурой теплоносителя в подающих трубопроводах: в отопительный период - 150 О С, в летний - 90 О С;

2. последовательное включение (отключение) и изменение тепловой мощности ПК при уровнях теплопотребления более 1000 МВт при температурах наружного воздуха ниже +3 О С;

3. схема подключения ПК к АСТ через транзитные тепловые сети - параллельная, а не традиционная последовательная при дальнем теплоснабжении;

4. аккумулирование теплоты в баках запаса подпиточной воды (2 бака по 10000 м 3) для стабильной работы ГАСТ.

Здесь стоит отметить, что для теплоснабжения заречной части г. Горького с учетом того, что рядом расположено несколько небольших промышленных городов, предлагалось сооружение АТЭЦ с реакторами ВВЭР-1000 для энергоснабжения не только заречной части города, но и Дзержинска, Заволжья, Правдинска, Балахны и других населенных пунктов. Были приняты три варианта размещения АТЭЦ и выполнен полный комплекс изыскательских работ по всем трем площадкам. Соответствующее ТЭО было разработано ГоТЭПом в 1986 г., но эти планы так и остались на бумаге.

Решающие этапы сооружения ГАСТ совпали с Чернобыльскими событиями, последующей «ломкой» структур власти и ожесточенной политической борьбой в «перестроечный» период.

В середине 1988 г. в Горьком началось движение общественности за прекращение строительства ГАСТ (статьи в местной прессе, демонстрации и митинги с лозунгами о запрете строительства АСТ, требования о проведении референдума).

Не смогло переломить общий настрой против ГАСТ и положительное заключение международной экспертизы проекта и самой станции, проведенной МАГАТЭ в 1989 г., хотя эта экспертиза была предпринята по требованию общественности.

Нижегородский областной Совет народных депутатов, учитывая мнение населения, выступил против продолжения строительства станции и в августе 1990 г. принял решение «О прекращении строительства ГАСТ».

Следствием данного решения явилось распоряжение Совета Министров РСФСР от 29.11.1990 г. № 1345-Р «О прекращении строительства Горьковской АСТ» и приказ Минатом- энергопрома СССР (одно из очередных новых названий Минсредмаша) от 29.11.1991 г. № 523 «О ликвидации дирекции ГАСТ», предусматривающий передачу ГАСТ на баланс г. Нижнего Новгорода и Нижегородской области.

К этому времени были изготовлены и поставлены на станцию два комплекта оборудования РУ, изготовлены две активные зоны реакторов, общая строительная готовность по зданиям двух блоков составила 85-90%, монтажная готовность оборудования - около 70%, завершались строительно-монтажные работы по пусковому комплексу первого энергоблока, набран и подготовлен эксплуатационный персонал, разрабатывалась пуско-наладочная и эксплуатационная документация.

В соответствии с распоряжением Главы администрации Нижегородской области Б.Е. Немцова от 05.12.1991 г. № 3 и в соответствии с Гражданским Кодексом РФ и Федеральным законом от 14.11.2002 г. № 161-ФЗ «О государственных и муниципальных унитарных предприятиях», для целей максимального использования объектов промышленной площадки Горьковской АСТ и обеспечения сохранности уникального оборудования реакторных установок взамен Дирекции строящейся ГАСТ было создано Государственное предприятие Нижегородской области «Нижегородский производственно-энергетический комплекс» (подведомственное предприятие Министерства ЖКХ и ТЭК Нижегородской области).

Последние годы помещения Горьковской АСТ (рис. 2, 3) сдаются в аренду частным предприятиям, в числе которых Нижегородский ликероводочный завод «РООМ». Тепловые сети от Горьковской АСТ практически полностью демонтированы.

В 2006 г. и 2008 г. нынешнее Правительство Нижегородской области предпринимало несколько безуспешных попыток по инициированию строительства парогазовой ТЭЦ (электрической мощностью 900 МВт (2x450 МВт), тепловой - 825 Гкал/ч) на базе недостроенной АСТ.

До настоящего времени теплоснабжение Нагорной части города, которая составляет половину Нижнего Новгорода, осуществляется от одной крупной котельной тепловой мощностью около 700 Гкал/ч, двумя котельными по 150 Гкал/ч (которые планировалось переводить в пиковый режим при вводе ГАСТ) и множеством мелких котельных. В связи с интенсивным строительством жилья последние годы в данной части города имеется дефицит тепловой мощности.

Воронежская АСТ

Сооружение Воронежской АСТ (ВАСТ) было начато в 1983 г., о чем говорилось выше. Площадка строительства ВАСТ расположена на южной окраине г. Воронежа на правом берегу Воронежского водохранилища (удаление от городской застройки - 6,5 км). Станция строилась по проекту ГоТЭП, включала два энергоблока с реакторными установками АСТ-500 тепловой мощностью 500 МВт и отличалась от Горьковской АСТ наличием защитной оболочки (аналогичной ВВЭР-1000) для защиты от падения самолета и схемно-конструктивным исполнением отдельных систем безопасности (в ГАСТ защита от падения самолета обеспечивалась размещением реакторного блока в прочно-плотном боксе). При работе двух энергоблоков общей тепловой мощностью 860 Гкал/ч ВАСТ должна была обеспечивать до 29% годовой потребности г. Воронежа в тепловой энергии на нужды отопления и горячего водоснабжения города, устранив создавшийся на тот период дефицит в тепловой энергии и создать условия для дальнейшего развития города.

Как и ГАСТ, Воронежская АСТ стала картой в развернувшейся в городе и области политической борьбе за власть в «перестроечный» период.

Строительство ВАСТ было остановлено в 1990 г. по инициативе местных властей г. Воронежа (решение Воронежского городского совета народных депутатов от 05.06.1990 г.) с учетом результатов городского референдума по вопросу теплоснабжения г. Воронежа.

К моменту остановки строительства была создана строительно-монтажная база с необходимой инфраструктурой, путями и коммуникациями, выполнено более 50% проектного объема строительно-монтажных работ по сооружению ВАСТ, поставлен на станцию комплект оборудования РУ для первого энергоблока и частично для второго, изготовлена активная зона.

С 1992 г. и по настоящее время в соответствии с постановлением Правительства РФ от 28.12.1992 г. № 1026 и последующими распорядительными документами Минатома России, приказом Росатома РФ от 05.12.2006 г № 589 объект находится в режиме консервации (рис. 4). Недостроенная станция является федеральной собственностью, Дирекция строящейся Воронежской АСТ является филиалом ОАО «Концерн Росэнергоатом».

На цели консервации Воронежской АСТ концерном «Росэнергоатом» ежегодно выделяются солидные средства из резерва на развитие. Курирование вопросов консервации объектов Воронежской АСТ осуществляет департамент капитального строительства ОАО «Концерн Росэнергоатом». Территория станции охраняется.

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28.12.1992 г. № 1026 в 1994 г. была проведена общественная экспертиза проекта и имеющегося задела по строительству при участии 28 специалистов и научных работников г. Воронежа, а в 1995 г. - госэкспертиза Минприроды РФ. Результаты обеих экспертиз подтвердили возможность и целесообразность завершения строительства ВАСТ.

Получено заключение Института государства и права РАН от 07.09.1998 г. за № 14202-24-2115-4 по правовой экспертизе решений, принятых по ВАСТ. Оно подтвердило, что решение городских властей г. Воронежа от 1990 г. о прекращении сооружения ВАСТ со ссылками на проведенный референдум не имеет юридической силы, а также подтвердило наличие всех условий для принятия Правительством РФ решения о расконсервации и завершении сооружения ВАСТ

В 2008-2010 гг. было подготовлено несколько предложений по решению проблемы ВАСТ, в т.ч.: достройки ВАСТ; перепрофилированию АСТ в АТЭЦ с реакторами ВБЭР-300 (разработчик ОАО «ОКБМ Африкантов») или ВК-300 (разработчик ОАО «НИКИЭТ»); созданию на площадке многоцелевого инновационного энерготехнологического и медицинского комплекса на базе установки РУТА-70 (разработчик ГНЦ РФ-ФЭИ) и др.

За истекшие с начала строительства годы ситуация с теплоснабжением в г. Воронеже только ухудшилась (см. также статью Е.Г Гашо на стр. 36-38), при этом альтернативные Воронежской АСТ варианты обеспечения города тепловой энергией так и не были разработаны.

Тем не менее, несколько десятков километров трубопроводов теплосетей для теплоснабжения Советского и Коминтерновского районов, проложенные практически по всему предполагаемому маршруту, были демонтированы весной - летом 2006 г

P.S. Статьей 29 Федерального закона от 21.11.1995 г. № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии» определено, что во всех случаях прекращения сооружения ядерного объекта, не связанных со снижением уровня его безопасности, ухудшением состояния окружающей среды или другими неблагоприятными последствиями, должен решаться вопрос о возмещении убытков, связанных с прекращением строительства, а также - об источниках возмещения этих убытков.

Статья подготовлена редакцией журнала НТ по следующим материалам:

1. Полвека в атомном машиностроении. Н.Новгород: КиТ- издат, 1997.

2. История ОАО «НИАЭП» в документах и воспоминаниях ветеранов (1951-2008)/ Сборник статей. Н.Новгород: Литера, 2008.

3. Что такое атомная станция теплоснабжения / О. Б. Самойлов, В.С. Кууль, Б.А. Авербах и др.; Под ред. О.Б. Самойлова, В.С. Кууля. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 96 с.

4. Г. Юрьева. Уникальный атомный комплекс был спроектирован 30 лет назад (интервью с В.Н. Чистяковым) // «Россия: атомный проект», вып. 8, 2010.

5. Сайт Министерства ЖКХ и ТЭК Нижегородской области - www.mingkh.nnov.ru.

6. Зингер Н.М., Еше Г.Г., Гилевич А.И. и др. // Теплоэнергетика, 1982. № 8. С. 27-30.

7. Востоков В.С., Друмов В.В., Еше Г.Г. и др. О повышении эффективности использования АСТ// Вопросы атомной науки и техники, 1983, выпуск 6.

8. О. Александрова. Операция «Расконсервация» // газета «Коммерсантъ» (Воронеж), № 48 от 25.03.2008 г.

9. www.rosenergoatom.ru.

10. www.ru.wikipedia.org.

Редакция журнала НТ благодарит И.М. Сапрыкина, принимавшего участие в разработке системы ЦТ от Горьковской АСТ, за ценные замечания и дополнения к представленной выше статье.

Атомная станция теплоснабжения (АСТ) состоит из нескольких автономных блоков единичной мощностью по 500 МВт каждый и способна вырабатывать 860 Гкал/ч тепла в виде воды с температурой 150°С и давлением 20 атм для отопления и горячего водоснабжения жилого района с населением 350 тыс. человек. В атомной станции теплоснабжения используется водо-водяной реактор, в котором замедлителем нейтронов и теплоносителем является обычная вода.

Использование реактора как источника низкопотенциального тепла дает возможность значительно понизить его параметры

• трехконтурная схема передачи тепла от реактора к потребителю;
• первый контур полностью герметичен и находится внутри корпуса реактора, циркуляция по контуру – естественная;
• второй контур герметичен, циркуляция по контуру принудительная при нормальной работе и естественная – в аварийных режимах. Включает в себя паровой компенсатор объема с предохранительным устройством;
• циркуляция по третьему (сетевому) контуру – принудительная. На сетевом контуре предусмотрен байпас с регулирующим клапаном для изменения параметров сетевой воды;
• давление в сетевом контуре выше, чем во втором по сравнению с параметрами реактора ВВЭР: рабочее давление первого контура уменьшено в 8 раз (20 атм), температура воды понижена с 300 до 200°С, энергонапряженность активной зоны снижена в 4 раза – от 110 до 27 МВт/м 3 .

Особенностью конструкции реактора АСТ является размещение теплообменников первого и второго контуров в зазоре между прочным герметичным корпусом реактора и внутрикорпусной шахтой, разделяющей потоки горячей воды из активной зоны и потоки охлажденной воды после теплообмена (рис. 3.43). Нагретая в активной зоне вода, как более легкая, поднимается внутри шахты в верхнюю часть реактора, направляется к теплообменникам и, охлаждаясь при передаче тепла воде второго контура, опускается в промежутке между шахтой и корпусом вниз на вход в активную зону.

Все топливные кассеты активной зоны снабжены тяговыми трубами, которые являются их продолжением. Это обеспечивает распределение расхода воды через активную зону по топливным кассетам в соответствии с их мощностью. Непрекращающаяся и не зависящая от внешних источников энергии естественная циркуляция воды в корпусе реактора обеспечивает надежный теплосъем с активной зоны в условиях нормальной эксплуатации, ее охлаждение в аварийных режимах и позволяет отказаться от использования главных циркуляционных насосов в первом контуре теплоносителя.

Реакторная установка атомной станции теплоснабжения передает тепло потребителю по трехконтурной схеме теплообмена. Первый контур циркуляции теплоносителя внутри корпуса реактора предназначен для передачи тепла от активной зоны воде второго контура. Второй (промежуточный) контур предназначен для передачи тепла в третий (сетевой) контур и снабжен принудительной циркуляцией теплоносителя. Третий (сетевой) контур осуществляет подачу тепла потребителю, циркуляция сетевой воды производится с помощью насосов (рис. 3.44).

Интегральная компоновка внутрикорпусных конструкций реактора с теплообменниками первого и второго контуров циркуляции теплоносителей позволила осуществить принципиально новое для водо-водяных реакторов техническое решение – разместить реактор во втором прочном корпусе (рис. 3.45). Это позволяет сохранить активную зону реактора под уровнем воды и исключить ее перегрев в случае разгерметизации основного корпуса реактора или его систем, локализовать радиоактивный теплоноситель первого контура. Благодаря многоуровневой системе безопасности эксплуатации АСТ их можно размещать на расстоянии ~5 км от крупных городов.

В настоящее время атомная энергетика используется практически для производства электроэнергии, хотя и существуют станции, отпускающие потребителям теплоту (например Билибинская АТЭЦ на Чукотке) или опресняющие воду (г. Шевченко, Казахстан). Наиболее распространенными и освоенными в промышленном производстве энергетическими ядерными реакторами, получившими широкое применение на АЭС, являются реакторы с водой под давлением без ее кипения ВВЭР (за рубежом PWR – Pressured Water Reactor).

Билибинская атомная теплоэлектроцентраль (48 МВт) – это первенец атомной энергетики в Заполярье, уникальное сооружение в центре Чукотки. АТЭЦ работает в изолированном Чаун-Билибинском энергоузле и связана с этой системой линией электропередачи длиной 1000 км. В состав энергоузла помимо БиАТЭЦ входит плавучая дизельная электростанция «Северное сияние» (24 МВт) и Чаунская ТЭЦ (30,5 МВт). Общая установленная мощность системы 80 МВт.

Использование в системах теплоснабжения атомных источников тепла позволит значительно экономить дефицитное органическое топливо. При этом достигается улучшение экологической обстановки в районах теплопотребления от АЭС, повышение конкурентоспособности централизованных систем теплоснабжения, вследствие низкой себестоимости тепла на АЭС, увеличение надёжности систем теплоснабжения за счёт вытеснения устаревшего оборудования.

Атомные станции по виду отпускаемой энергии можно разделить на:

Атомные электростанции (АЭС), предназначенные для выработки только электроэнергии

Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), вырабатывающие как электроэнергию, так и тепловую энергию

Атомные станции теплоснабжения (АСТ), вырабатывающие только тепловую энергию

На всех атомных станциях России есть теплофикационные установки, предназначенные для подогрева сетевой воды.

Атомные станции в России.

В настоящее время в Российской Федерации на 10 действующих АЭС эксплуатируется 31 энергоблок общей мощностью 23243 МВт, из них 15 реакторов с водой под давлением - 9 ВВЭР-440, 15 канальных кипящих реакторов - 11 РБМК-1000 и 4 ЭГП-6, 1 реактор на быстрых нейтронах.

Информация об атомных станциях теплоснабжения. Воронежская АСТ (не путать с Нововоронежской АЭС) - атомная станция теплоснабжения (ВАСТ), в составе двух энергоблоков мощностью по 500 МВт предназначена для круглогодичной работы в базовом режиме в системе централизованного теплоснабжения г. Воронежа с целью покрытия существующего в городе дефицита тепла (ВАСТ должна была обеспечить 23% годовой потребности города в тепле и горячей воде). Строительство станции велось с 1983 по 1990 год и в настоящее время заморожено.

Россия - единственная страна, где серьёзно рассматриваются варианты строительства атомных станций теплоснабжения. Объясняется это тем, что в России существует централизованная система водяного отопления зданий, при наличии которой целесообразно применять атомные станции для получения не только электрической, но и тепловой энергии. Первые проекты таких станций были разработаны ещё в 70-е годы XX века, однако из-за наступивших в конце 80-х гг экономических потрясений и жёсткого противодействия общественности, до конца ни один из них реализован не был. Исключение составляют Билибинская АЭС небольшой мощности, снабжающая теплом и электричеством посёлок Билибино в Заполярье (10 тыс. жителей) и местные горнодобывающие предприятия, а также оборонные реакторы (главной задачей которых является производство плутония):

Сибирская АЭС, поставлявшая тепло в Северск и Томск.

Реактор АДЭ-2 на Красноярском горно-химическом комбинате, с 1964 г. поставляющий тепловую и электрическую энергию для города Железногорска.

Было также начато строительство следующих АСТ на базе реакторов, в принципе аналогичных ВВЭР-1000:

Воронежская АСТ (не путать с Нововоронежской АЭС)

Горьковская АСТ 

Ивановская АСТ (только планировалась).

Строительство всех трёх АСТ было остановлено во второй половине 1980-х или начале 1990-х годов.

В настоящий момент (2006) концерн «Росэнергоатом» планирует построить плавучую АСТ для Архангельска, Певека и других заполярных городов на базе реакторной установки КЛТ-40, используемой на атомных ледоколах. Есть вариант малой необслуживаемой АСТ на базе реактора «Елена», и передвижной (железнодорожным транспортом) реакторной установки «Ангстрем». Источник: ЭнергАтом (www.abkord.com).

Решение вопросов, связанных с учетом роли атомных станций в теплоснабжении (в первую очередь - паровым) промышленных потребителей, находится на начальной стадии. Обусловлено это тем, что пароснабжение от атомных источников сопряжено с более значительными трудностями, чем отпуск теплоты в горячей воде.

Трудности эти определяются главным образом требованиями ядерной безопасности, существенной разнохарактерностью промышленных технологий, особенностью транспортировки пара и т.д. и поэтому более жесткими требованиями к атомным энергоисточникам, как в части схемных решений, так и по режиму отпуска теплоты. Принципиально атомные источники теплоснабжения, как и источники, применяемые в традиционной «огневой» энергетике, могут предназначаться либо для производства теплоты, либо для комбинированного производства тепловой и энергетической энергии. В последнее время начаты проработки проектов атомных станций промышленного теплоснабжения, предназначенных для снабжения потребителей, как горячей водой, так и паром; тем не менее, принимая во внимание более высокую энергетическую и технико-экономическую эффективность комбинированного производства тепловой и электрической энергии, экономически более целесообразным представляется строительство специализированных промышленно-отопительных АТЭЦ.

Отличительной способностью атомных источников, используемых для обеспечения потребностей промпредприятий в технологическом паре, является необходимость удовлетворения двух трудно совместимых требований. С одной стороны, по условиям транспорта пара источник теплоты должен быть максимально приближен к потребителям. Предельное расстояние от источника до потребителей определяется технико-экономическими расчетами и зависит от параметров пара, необходимых по техническим условиям производства, параметров пара, отпускаемого источником, и других показателей и не превышает 8–15 км, даже при значительной расчетной нагрузке района (1500 МДж/с). С другой стороны, желательно расположение источника на значительном расстоянии от потребителей, поскольку, чем ближе источник к району теплоснабжения, тем более жесткими являются требования радиационной безопасности и, соответственно, тем сложнее технически и дороже их обеспечение. Указанные требования делают практически невозможным отпуск значительного количества пара традиционным способом от намечаемых к сооружению и действующих АЭС первого поколения.

В России отпуск пара в небольших количествах на нужды промплощадки и стройбазы производится от действующих АЭС. Однако санитарными правилами [СТ ТАС 84. Санитарные требования к проектированию и эксплуатации систем централизованного теплоснабжения от атомных станций. - М., 1984.] и общими положениями обеспечения безопасности атомных станций [ОПБ 82. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций при проектировании, сооружении и эксплуатации. - М., 1982.] регламентируется отпуск теплоты в паре внешним потребителям. Так, на АЭС с реакторами ВВЭР отпуск пара может производиться из коллектора собственных нужд или непосредственно из отбросов турбин, что находится в противоречии с п. 3.7 санитарных правил: «…Отпуск пара из отборов турбин и редукционных установок для внешних потребителей (промышленной зоны, жилищно-коммунального сектора и др. потребителей) не допускается…». На АЭС с реакторами РБМК отпуск пара производится через промежуточный контур от генератора «чистого» пара, подключенного к первому нерегулируемому отбору цилиндра высокого давления. От парогенератора в номинальном режиме работы турбины может быть обеспечен отпуск 16 МДж/с теплоты и пара давлением 0,6 МПа. В этом случае нарушается п/п. 4.4.3.1.3 общих положений обеспечения безопасности: «…Давление греющей среды должно быть не ниже давления сетевого теплоносителя…». В современных двухконтурных АЭС такими свойствами обладает основной поток пара в турбоагрегате после прохождения сепараторов - пароперегревателей (СПП). Однако использование его в качестве греющей среды приводит к значительной недовыработке электроэнергии, поэтому целесообразность создания таких схем пароснабжения неочевидна, и необходимо проведение детальных технико-экономических исследований.

В связи с этим особую актуальность приобретает поиск новых решений, позволяющих использовать для целей промышленного теплоснабжения уже освоенные атомные энергоисточники. Одним из путей создания систем является использование в промконтуре теплоносителя, отличного от водяного, например, инертного газа или органического соединения. В этом случае необходимо проведение как технико-экономических исследований по определению их конкурентоспособности по сравнению с альтернативными вариантами пароснабжения, так и специальных исследований, подтверждающих техническую возможность создания и работоспособность указанных систем отпуска пара от АЭС.

Другим решением, наиболее технически подготовленным в настоящее время, является использование высокотемпературной сетевой воды для транспорта теплоты АЭС с последующим получением пара в местных парогенераторах. В роли такого парогенератора могут выступать водопаро-преобразовательные установки. Применение указанной схемы позволяет охватить значительное количество потребителей, однако даже при достаточно высокой температуре сетевого теплоносителя, отпускаемого со станции (≈ 170 °С), в местном контуре предприятия может быть получен насыщенный пар с давлением не более 0,6 МПа, что существенно ограничивает возможности применения такой схемы пароснабжения. Использование этой схемы пароснабжения в настоящее время затруднено по ряду причин:

❏ отсутствие технологического оборудования необходимых мощностей;

❏ недостаточная проработка режимных вопросов отпуска теплоты от АЭС;

❏ необходимость подбора соответствующего соотношения паровой и водяной нагрузок в регистре и т.п.

Свободным от указанных недостатков и наиболее просто реализуемым в настоящее время представляется способ удовлетворения паровой нагрузки от АЭС по схеме с «огневым» догревом . Предпосылкой для рассмотрения таких схем служит широкое распространение паровых котельных на органическом топливе в системах пароснабжения промышленных потребителей. В этом случае АЭС отпускается теплота в виде горячей воды. Часть ее поступает в систему коммунально-бытового теплоснабжения, часть - в модифицированные паровые котельные на органическом топливе. Там она испаряется, при необходимости полученный пар перегревается и поступает к потребителям. При такой организации паровой котельной отпадает необходимость в использовании органического топлива на подогрев воды в системах регенерации и экономайзерах. В широко распространенных паровых котлах ДКВР подача в котельный агрегат питательной воды с температурой 170 °C с одновременной заменой экономайзера воздухоподогревателем позволяет сэкономить до 25 % расхода органического топлива.

На рис. 3.2 показана принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной ТЭЦ с реактором ВВЭР. Между реактором 17 и пароперегревателем включён промежуточный контур. В пароперегревателе вырабатывается «чистый» пар. Это существенно упрощает схему и оборудование теплоподогревательной установки АТЭЦ, так как пар, отработавший в турбине, может напрямую использоваться в подогревателях сетевой воды 5-7. В связи с размещением АТЭЦ на значительных расстояниях от городов экономически оправдано существенное повышение расчётной температуры в подающей линии транзитной магистрали (коллектор 16) с целью снижения расчётного расхода теплоносителя, диаметров и количества теплопроводов. Поэтому в ряде случаев для подогрева сетевой воды используют пар более высокого давления (0,6 0,8МПа) из разделительного отсека, в котором устанавливается сепаратор пара 21 и промежуточный пароперегреватель 36 на основном потоке пара.

Рис. 3.2 Принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной ТЭЦ (АТЭЦ) с реактором ВВЭР: 1 – парогенератор; 2 – паровая турбина; 3 – электрический генератор; 4 – конденсатор; 5 – 7 - теплофикационные подогреватели соответственно нижней, средней и верхней ступеней; 8 – бустерный насос; 9 – сетевой насос; 10 – химводоочистка; 11 – деаэратор подпиточной воды; 12 – подпиточный насосс; 13 – регулятор подпитки; 14 – насос химводоподготовки; 15, 16 – обратный и подающий коллекторы сетевой воды; 17 – ядерный реактор; 18 – компенсатор объёма; 19 – насос промежуточного контура; 20 – конденсатный насос; 21 – сепаратор влаги; 22 – регенеративные подогреватели низкого давления; 23 – деаэратор; 24 – питательный насос; 25 - – регенеративные подогреватели высокого давления; 26 – пароперегреватель; 27 – редукторы; 28 - – регенеративные подогреватели среднего давления.

Принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной станции теплоснабжения (АСТ) приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Принципиальная схема теплоподготовительной установки атомной станции теплоснабжения (АСТ): 1 – ядерный реактор; 2 – второй контур; 3 – подогреватель сетевой воды; 4 – компенсатор объёма; 5 – насос второго контура: 6 – сетевой насос; 7 – деаэратор подпиточной воды; 8 – тепловая сеть; 9 – система продувки второго контура; 10 – подогреватель очищенной воды; 11 – охладитель продувочной воды; 12 – фильтр; 13 – насос системы продувки; 14 – подпиточный насос тепловой сети.