книги2 / 978-5-907297-94-4_2021

Таблица13 –ЭнергоблокиЮжнойКореи

80

Таблица14 –Разбивка поАЭС

Рисунок 9– АЭСна территорииЮжнойКореи

В становлении ядерной энергетики Южной Кореи можно выделить три этапа:

1-й этап. Первые три ядерных энергоблока – АЭС «Кори-1, «Кори-2» с PWR и АЭС «Вольсон-1» с реактором PHWR – были полностью поставлены американской фирмой Westinghouse и канадской правительственной

81

компанией AECL. Такое решение было правильным для эффективного начала развития ядерной энергетики, но неоптимальным для создания собственной научно-промышленной базы.

2-й этап. При создании и освоении последующих энергоблоков государственная компания Korean Power Company (КЕРСО) взяла на себя функции Генерального заказчика, включая планирование и реализацию балансных работ на АЭС. Парогенерирующие реакторные установки и турбины поставили зарубежные фирмы. К концу этапа вклад отечественных разработчиков АЭС и промышленности возрос до 40 %.

3-й этап. На этом этапе практически была реализована программа полной независимости отечественной ядерной энергетики от зарубежных разработчиков и поставщиков. 10- я и 11-я ядерные энергетические установки «Ханбит- 3 и -4», на которых установлены современные PWR более высокой единичной мощности, чем на других энергоблоках страны, спроектированы и построены южнокорейскими фирмами. Реакторная установка, наряду с активной зоной и ТВС, разработана исследовательским энергетическим институтом КАЕR1. Парогенераторы, турбины и генераторы поставлены фирмами Hanung и Korean Heavy Indastry and Constraction Company. ТВС и топливо изготовлены Korean Nuclear Fuel Company, которая, в частности, располагает собственной установкой для конверсии гексафторида урана в его окись. Генеральный план обеих АЭС с учетом вспомогательных и прочих сооружений разработан строительной фирмой КОРЕС. Все перечисленные фирмы подчинены государственной компании КЕРСО, которая является монопольным предприятием страны по производству электроэнергии. Роль зарубежных реакторостроительных фирм, по существу, сводится только к представлению различного рода лицензий.

В стране не оставлены без внимания и научно-исследовательские работы. Формально они были начаты в 1957 г., когда страна вступила в МАГАТЭ. К 1959 г. относится создание нынешнего института КАЕR1, который вскоре стал оснащаться специальными установками и стендами. В 60-

82

е годы для исследований, подготовки специалистов и производства радиоизотопов в институте введен в строй приобретенный в США исследовательский реактор Triga Mark 11 мощностью 250 кВт, а в 1972 г. состоялся пуск третьей модели реактора этой серии мощностью 2000 кВт. Третий достаточно мощный исследовательский реактор страны, получивший название Hanaro, разработан и построен корейскими фирмами. Он установлен на территории того же института и при номинальной мощности 30 МВт имеет максимальную плотность потока тепловых нейтронов 5∙1014 нейтр/см2 ∙c.

Наиболее важные исследования в области ядерной энергетики нацелены на решение некоторых незавершенных проблем, разработку легководных реакторов нового поколения, концепций реакторов с жидкометаллическим теплоносителем и нового высокопоточного исследовательского реактора. В основном такие и близкие к ним работы сосредоточены в исследовательском институте КАЕR1.

Первая АЭС «Кори-1» с PWR на 595 МВт была введена в строй в 1977 г. и уже в апреле следующего года передана в коммерческую эксплуатацию. С 1982 г. в Южной Корее началось интенсивное строительство АЭС, и практически за 15 лет ядерная энергетика вышла на первое место как по вкладу в суммарную мощность электростанций страны, так и, особенно, в общую выработку электроэнергии.

Интенсивное развитие экономики страны подкреплялось высокими темпами увеличения производства электроэнергии. В период с 1960 г. до 2008 г. производство электроэнергии возросло в 90 раз, а потребность в первичных энергоресурсах увеличилась в 10 раз. В 90- е годы темпы роста производства электроэнергии составляли около 14 % в год, а в 2007 г. (накануне финансовопромышленного кризиса 2009 г.) они превысили 16 % в год.

Действующие АЭС страны работают успешно. За последние 10 лет среднегодовой коэффициент использования мощности по всем АЭС превышал 80 %. В 2009 г. он составил 88,3 %, что существенно больше, чем по всем АЭС мира (76,5 %). Разработаны и осуществляются программы

83

краткосрочного и долгосрочного совершенствования эксплуатации АЭС. К разряду краткосрочных относится программа ОСТF (Оnе Cycle Trouble Free) по обеспечению эксплуатации АЭС без внеплановых остановок из-за ошибок персонала и отказов оборудования, по крайней мере, в течение одного цикла облучения топлива (одного межперегрузочного интервала работы энергоблока). Благодаря внедрению этой программы, количество внеплановых остановов, приходящихся на один реактор за год его работы, снизилось с 7,5 в 1985 г. до 1,1 в 2000 г. Предусмотрено также увеличить продолжительность цикла облучения топлива до 15 месяцев для энергоблоков с уровнем мощности 600 МВт и до 18 месяцев для энергоблоков класса 950 МВт. Такое решение осуществляется с 1993 г. Перечисленные решения, а также использование опыта эксплуатации АЭС обеспечивают эффективную и экономичную работу ядерных энергоблоков страны.

В целом положение в энергетике Южной Кореи было достаточно сложным. Хотя суммарная мощность электрогенерирующих станций за два десятилетия возросла в 14 раз, потребность в первичных источниках энергии за этот период увеличилась в 6 раз, и в результате доля импортируемых энергоресурсов повысилась с 47 % в 1970 г. до 95 % в 1994 г. Несмотря на отмеченные высокие темпы развития электроэнергетики, душевое потребление этого наиболее универсального вида энергии, как уже отмечалось, явно недостаточно. Оно не достигает 70 % потребления электроэнергии одним жителем о. Тайвань и в два с лишним раза меньше, чем в Японии.

Для преодоления отмеченных сложностей и обеспечения прогресса экономики в стране разработана долгосрочная программа развития энергетики и, в частности, ядерной энергетики. Первоочередными задачами долгосрочной программы являются сведение к минимуму импорта энергоресурсов и создание отечественной научно-промышленной базы, которая позволит развивать ядерную энергетику практически независимо от участия зарубежных фирм и компаний. Долгосрочная программа принята в декабре

84

1995 г. и рассчитана на 15 лет (19962010). В соответствии с программой планировались высокие темпы роста суммарной мощности электростанций – на 5,9 % каждый год. За это время мощность всех электростанций страны должна была возрасти в два с небольшим раза, а ядерной энергетики – в 3,1 раза. Планировалось, что к 2010 г. вклад АЭС в энергетику страны достигнет 33 % по мощности, в производство электроэнергии – 45,5 % (в основном благодаря эксплуатации АЭС в базовом режиме). Однако, вклад ядерной энергетики в общее производство электричества в Южной Корее составил всего 27,1 % за 2017 год.

Отдельно следует остановиться на шестиблочной АЭС «Йонгванг». Для двух первых энергоблоков этой АЭС электрической мощностью по 950 МВт реактор и турбогенераторный комплекс были поставлены американской фирмой Westinghouse. Оба блока достаточно успешно эксплуатируются с 1986 г. Несмотря на это, последующие энергоблоки этой станции в Южной Корее, при сохранении прежнего типа реактора, были переориентированы на фирму «Комбасчн Инжиниринг» и разработанный ею для АЭС «Пало Верде» PWR.

В табл. 15 показана установленная мощность-брутто электростанций Южной Кореи.

85

За период с 2011 г. по настоящее время (2019 г.) Южная Корея ввела в

эксплуатацию 4 энергоблока. В 2017 г. энергоблок с реактором WH 60 на АЭС Кори был закрыт. В настоящий момент ведется строительство 5 новых энергоблоков с реакторами типа APR-1400.

Благодаря оптимизации строительно-монтажных работ на каждом этапе, продолжительность сооружения АЭС (от первой закладки бетона до начала коммерческой эксплуатации) сокращена до 56 месяцев, что на 7 месяцев меньше, чем для первых корейских энергоблоков. Параметры пара и, в частности, эффективное удаление влаги обеспечивают высокий общий КПД энергоблока 37 %, что на 1 % больше среднего значения этого показателя для современных АЭС с PWR. Для улучшения экономических показателей энергоблоков, а также снижения радиоактивных выбросов и доз облучения эксплуатационного персонала предусмотрено использование нескольких технических решений. Главные среди них – применение в первом контуре сталей с пониженным содержанием кобальта, реализация усовершенствованного ядерного топливного цикла с учетом работы блоков в маневренном режиме, применение перспективных материалов и технологий, повышающих ресурс оборудования и облегчающих проведение инспекций и испытаний. Будут внедрены также некоторые другие решения и мероприятия, в том числе и направленные на повышение безопасности станций. Наиболее полной модернизации и совершенствованию подвергнутся пятый и шестой энергоблоки АЭС «Ханбит» и «Хануль».

86

Следует отметить, что Южная Корея имеет относительно небольшое количество ядерных электростанций, но каждая станция содержит четыре или больше энергоблока. Таким образом, атомная энергетика Кореи несколько более централизована, чем у большинства государств, обладающих ядерной энергией. Размещение нескольких энергоблоков на каждой АЭС позволяет сделать обслуживание более эффективным и уменьшить затраты, но снижает эффективность электросетей. Некоторые из реакторов АЭС «Вольсон» относятся к типу тяжеловодных реакторов под давлением (PHWR), они спроектированы на основе канадской технологии CANDU.

В 2013 году две атомных электростанции, ранее называвшиеся по уездам Йонгван и Ульджин, где они расположены, получили новые названия по требованию местных рыбаков, утверждавших, что эти АЭС ассоциируются у потребителей с одноименными видами рыбы и крабов, вылавливаемыми в море у берегов соответствующих уездов, и что это якобы ухудшает спрос на эти продукты. Электростанция Йонгван была переименована в Ханбит (в табл. 17 приведены основные характеристики энергоблоков АЭС «Ханбит- 3» и «Ханбит- 4»), а Ульджин – в Хануль.

87

В Южной Корее большое внимание уделяется решению проблемы стандартизации ядерной энергетики. Работы в этом направлении были начаты еще в 1980 г. Их главная задача – разработка проекта стандартной корейской АЭС (Korean Standart Nuclear Power Plant – KSNPP), который должен удовлетворять двум основным требованиям: минимизации полной стоимости строительства АЭС и повышению уровня безопасности и коэффициента использования мощности. Другие конкретные и детальные требования, которые должны быть выполнены для решения поставленной задачи, сформулированы в специальном документе, подготовленном компанией КЕРСО на основании опыта американского электроэнергетического исследовательского института ЕРRI. Некоторые из этих требований выполнены в последних энергоблоках АЭС «Ханбит» и «Хануль» , но наиболее полное воплощение они найдут в проекте корейского реактора нового поколения.

После ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС «Ханбит-5 и -6», «Вольсон-2, -3 и -4», а также «Хануль-3, -4, -5 и -6», последний из которых вошел в строй в 2005 г., установленная мощность ядерной энергетики Южной

88

Кореи составила 18,716 ГВт. Планируется строительство АЭС с корейским реактором нового поколения (KNGR). Проект такого реактора единичной мощностью 1300 МВт разрабатывается с 1992 г. государственной компанией КЕРСО по поручению правительства страны. Он относится к классу стандартизированных усовершенствованных легководных реакторов. Проект KNGR базируется на отработанной технологии и опыте создания и эксплуатации стандартизированных корейских АЭС (KSNPP).

Программа разработки реактора KNGR включала три этапа. На первом этапе (19921994) предусматривалась подготовка концептуального проекта эволюционной реакторной установки пассивного типа (с внутренней самозащищенностью). На второй этап отводилось 5 лет, и он был завершен в 1999 г. Заключительный этап (1998-2001) был посвящен детальной разработке стандартного проекта. Первая АЭС с новым реактором передана в коммерческую эксплуатацию в 2010 г.

Основные технические решения по реактору KNGR уже приняты. Его активная зона будет содержать 241 ТВС, межперегрузочный интервал (цикл облучения) составит от 18 до 24 месяцев, резерв мощности активной зоны – 1015 %. Первый контур состоит из двух петель с двумя циркуляционными насосами в каждой. Предусмотрены большие проектные запасы до критических значений определяющих параметров реактора, трубы парогенератора и другого ответственного оборудования из инконеля 690, большой компенсатор объема, четыре независимых системы безопасности и непосредственная инспекция корпуса реактора, система и бокс для перегрузки топлива, расположенные в пределах защитной оболочки цилиндрической формы, которая будет выполнена двустенной из предварительно напряженного железобетона. Энергоблок с реактором KNGR будет насыщен вычислительной и аналоговой техникой, что облегчит работу операторов и другого эксплуатационного персонала и сведет к минимуму ошибки, обусловленные человеческим фактором.

89