Презентація Thomas Marcille віце-президента з реакторних технологій Holtec International

1. Технологии, опережающие время
ООО "SMR"
Компания, принадлежащая Holtec International
Технологический центр Holtec, Холтек драйв, 1
г. Камден, штат Нью-Джерси, США
www.smrllc.com
Реактор SMR-160 -
безопасное будущее для атомной энергетики Украины

2. Технологии, опережающие время
2Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
SMR-160
SMR-160 представляет собой уникальную энергетическую установку, предлагающую немедленное решение
для покрытия кратко- и долгосрочных региональных и общегосударственных потребностей в электрической
энергии.

3. Технологии, опережающие время
SMR-160 представляет собой ядерную энергетическую установку малой мощности, производящую
160 МВт электрической энергии без выбросов углекислого газа уникально простой и безопасной
конструкции. Её основными преимуществами является технологическая и физическая безопасность,
гибкость размещения, экономичность, энергетическая безопасность, а также возможность
реализации с локализацией значительного объёма производства оборудования и элементов
установки на предприятиях атомно-энергетической отрасли внутри страны.
Установка SMR-160 спроектирована с учётом возможностей производства и с применением
передовых технологий атомно-энергетической отрасли США для покрытия региональных и
национальных энергетических потребностей и обеспечения энергетической безопасности стран по
всему миру. Соединённые Штаты намерены способствовать развитию безопасных ядерных
энергетических технологий во всём мире, для снижения выбросов углекислого газа с устойчивым
производством безопасной электрической энергии в необходимых объёмах. Установка SMR-160
даёт уникальную возможность для развития партнёрами США надёжных энергетических мощностей,
с одновременным укреплением стратегических связей через получение высокотехнологичных
американских товаров и услуг.
Экономичность: предварительная проектная спецификация SMR-160 содержит смету капитальных
затрат на производство электрической энергии из расчёта на 80 лет эксплуатации с учётом ряда
переменных (капитальные вложения и кредитование, учётная ставка, трудозатраты, пошлины,
стоимость топлива, запасных частей и расходных материалов, налоги, возврат инвестиций, прибыль
и т.д.). Экономичность проекта находится на очень высоком уровне
3Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
SMR-160

4. Технологии, опережающие время
Безопасность установки SMR-160 не требует постоянного присутствия персонала, с производством
безопасной и надёжной электрической энергии на реакторе компактной конструкции, устойчивой к
воздействиям стихийных бедствий и действиям злоумышленников, с теплоотводом, который обеспечивается
силой земного тяготения и естественной циркуляцией при всех режимах нормальной эксплуатации и авариях,
без ограничения по времени. Таким образом, данная энергетическая установка обеспечивает максимальную
безопасность. Никакое внешнее или внутреннее воздействие или событие не смогут нарушить безопасность
установки или людей.
oБезопасность без присутствия персонала: это означает, что установка самостоятельно обеспечивает
теплоотвод от своего оборудования в случае нештатной ситуации или аварии, не полагаясь при этом на внешний
источник питания или ресурсы для обеспечения безопасности.
oЕстественная циркуляция обеспечивает надёжное движение теплоносителя, устраняя необходимость в
циркуляционных насосах для 1) передачи тепловой энергии теплоносителя для производства электроэнергии при
нормальной эксплуатации и 2) отвода остаточного тепловыделения от активной зоны реактора и бассейна
выдержки ОЯТ при остановленном реакторе. Отвод остаточного тепловыделения за счёт пассивной естественной
циркуляции от всего находящегося на установке ядерного топлива, не полагаясь на электрическую энергию или
работу насосов, обеспечивает безопасность установки даже без присутствия персонала - уникальное свойство для
отрасли.
oКроме того, в SMR-160 отсутствует необходимость в трубопроводах для соединения парогенератора и
компенсатора к корпусу реактора, благодаря чему и обеспечивается уникально простое и безопасное решение с
естественной циркуляцией теплоносителя, а также устраняется вероятность аварий, связанных с потерей
электропитания, течью или разрывом трубопровода.
4Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Свойства и характеристики установки SMR-160

5. Технологии, опережающие время
Учитывая растущие угрозы для промышленных объектов по всему миру в 21-м веке, установка
SMR-160 спроектирована таким образом, чтобы автономно обеспечивать свою безопасность даже в
случае воздействия исключительно неблагоприятного события, такого как падения самолёта.
Безусловная безопасность установки - независимо от серьезности воздействия - является ключевым
свойством проекта SMR-160.
Размер площадки для размещения установки SMR-160 очень небольшой: 20 000 кв. м при
использовании воды в качестве внешнего охладителя и 30 000 кв. м использовании воздуха. С учётом её
высокого уровня безопасности, установка SMR-160 может размещаться вблизи густонаселённых
территорий без риска для здоровья и безопасности населения.
Революционно новый подход к обращению с радиоактивным ядерным топливом, применение
передового и апробированного оборудования и технологий компании Holtec International позволяют
создать уникально безопасное и гибкое в размещении решение для проблем обеспечения
промышленности и населения электрической энергией.
oВ состав энергетической установки SMR-160 входит уникальная система обращения с отработавшим
топливом, предполагающая хранения очень небольшого объёма образующегося облучённого топлива
непосредственно внутри гермооболочки установки, с его пассивным охлаждением. После
непродолжительного хранения в ГО, отработавшее топливо перемещается в приреакторное хранилище,
использующее технологию хранения HI-STORM UMMAX разработки Holtec International - в подземных
вертикальных вентилируемых модулях. Это революционное решение.
5Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Свойства и характеристики установки SMR-160

6. Технологии, опережающие время
Ядерные энергетические установки характеризуются продолжительным сроком эксплуатации и высокой
мощностью. Ресурс установки SMR-160 составляет 80 лет, благодаря его простой геометрии, надёжным
материалам и эксплуатационным характеристикам. Следствием такого длительного ресурса является
высокая экономичность и стабильность мощности. Парк реакторов SMR-160 будет важным
энергетическим ресурсом для любой страны.
oДля обеспечения длительного срока службы, в установке SMR-160, в отличие от других легководных
реакторов малой и большой мощности, не применяется борированная вода в составе теплоносителя.
Вместо неё используется обессоленная вода, что, в сочетании с другими особенностями конструкции, и
обеспечивает ресурс объекта не менее 80 лет.
Авария на АЭС Фукусима преподнесла миру важные уроки в части способности стихийных бедствий
нарушать подачу электрической энергии в государственных масштабах, а недавние кибер-атаки
продемонстрировали уязвимость национальной и глобальной ядерной и энергетической
инфраструктуры. Способность установки SMR-160 к пуску из полностью обесточенного состояния даёт
очень ценный ресурс для обеспечения энергетической безопасности государства.
oSMR-160 может быть пущен без внешнего источника питания, что даёт критически важный ресурс для
обеспечения энергетической безопасности государства в условиях рисков природных катастроф и
действий злоумышленников. Для пуска крупных ядерных реакторов необходим внешний источник питания,
и их неспособность к быстрому восстановлению при нарушениях в уязвимой энергетической сети и
инфраструктуре создаёт серьёзные риски для безопасности.
6Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Свойства и характеристики установки SMR-160

7. Технологии, опережающие время
7Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Обзор реакторной установки SMR-160

8. Технологии, опережающие время
 Интегрированная конструкция корпуса реактора и парогенератора
oРеактор на основе технологии PWR, простой и практичной
интегрированной конструкции
Естественная циркуляция теплоносителя – без насосов
oНесоосное размещение основных сосудов
Непосредственный доступ к активной зоне, без необходимости снятия
системы циркуляции теплоносителя
oПрямое соединение основных сосудов
Отсутствие трубопроводов горячих/холодных нитей – отсутствие риска
потери теплоносителя при разрыве трубопровода.
oСокращение количества соединений корпуса реактора
Отсутствие отверстий в нижней части активной зоны.
oСокращение трубопроводов главного контура.
oНадёжный приводной механизм ввода органов защиты и
управления в корпус реактора сверху.
oПростота доступа к ПГ для контроля и заглушения труб.
oИнтегрированный компенсатор
Отсутствие трубопроводов подачи теплоносителя - отсутствие риска
потери теплоносителя при разрыве трубопровода.
8Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Контур циркуляции теплоносителя

9. Технологии, опережающие время
 Простая и безопасная погружная система отвода остаточного тепловыделения с
естественной циркуляцией, работающая (только) в жидкой фазе
 Рассчитана на отвод накопленной тепловой энергии и остаточного тепловыделения
при проектных авариях без необходимости в электрической энергии или насосах
 Пассивная, действующая за счёт выталкивающей силы, с прямым охлаждением
теплоносителя главного контура
 Особенности конструкции:
o Простота конструкции: без насосов
o Охлаждение в одной (жидкой) фазе вместо двух (испарение-конденсация)
 Отсутствие сложностей в связи с попаданием неконденсирующихся газов и
их влиянием на конденсацию
 Наличие теплообменника простой и надёжной конструкции (СПР ТО2) в
кольцевом резервуаре
 Устраняется необходимость контроля систем безопасности при работающем
реакторе
o Наличие дополнительного теплообменника (СПР ТО1) внутри гермооболочки
 Снижение рабочего давления по сравнению с традиционными системами
9Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Пассивная система первичного расхолаживания (СПР)

10. Технологии, опережающие время
10Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Система вторичного расхолаживания (СВР)
 Система вторичного расхолаживания для отвода остаточного
тепловыделения несколькими способами, независимая от СПР
- без необходимости в электрической энергии или насосах
 Пассивная, действующая за счёт выталкивающей силы, с
охлаждением теплоносителя главного контура за счёт
конденсации пара от парогенератора
 Конденсация пара происходит в теплообменнике,
расположенном в кольцевом резервуаре, с возвратом на ПГ
 Особенности конструкции:
o Применение нескольких механизмов охлаждения активной зоны,
независимо от СПР
o Применение конденсации - эффективного способа теплоотвода
o Теплообменник заполняется водой до пуска - отсутствие
неконденсирующихся газов
o Поддержание теплового равновесия при расхолаживании
o Простота конструкции: без насосов

11. Технологии, опережающие время
 Сбрасывает давление теплоносителя, обеспечивая пассивную
подачу подпиточной воды в активную зону при аварии с потерей
теплоносителя для поддержания уровня воды выше активной
зоны
 Упрощённая двухступенчатая система с применением
традиционной арматуры
o Первая ступень позволяет системе пассивной подпитки (СППАЗ)
подавать подпиточную воду в активную зону
o Вторая ступень позволяет самотёчную подачу подпиточной воды в
активную зону через фильтры водяных баков гермооболочки (ВБГО)
 В трубопроводе предусмотрена предохранительная арматура
 Опоры трубопроводов рассчитаны на усилия и моменты,
возникающие при срабатывании предохранительной арматуры
11Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Система автоматического сброса давления (САСД)
Компенсатор
Предохранительн
ые сбросные
клапаны
Вторая
ступень
САСД
Арматура
Компенсатор
Первая
ступень
САСД
Арматура
Опорная
конструкци
я

12. Технологии, опережающие время
 В состав энергетической установки SMR-160 входит уникальная
система обращения с отработавшим топливом, предполагающая
хранения очень небольшого объёма образующегося облучённого
топлива непосредственно внутри гермооболочки установки, с его
пассивным охлаждением.
o Уникальный уровень безопасности среди существующих и
проектируемых реакторов
 Отработавшее топливо некоторое время хранится внутри
гермооболочки, после чего помещается в интегрированное
приреакторное хранилище, с применением современной
лицензированной технологии Holtec International и контейнеров
типов МЦК и HI-TRAC
 Данное решение по обращению с отработавшим топливом делает
установку безопаснее и организованнее, предотвращая
необходимость дорогостоящих модификаций, характерных для
практически всех существующих реакторов при их переходе к
долгосрочному хранению топлива на отдельных площадках
 Стандартная комплектация установки SMR-160 включает
приреакторное хранилище отработавшего топлива, с применением
технологии хранения HI-STORM UMMAX разработки Holtec
International - в подземных вертикальных вентилируемых модулях,
защищённых от внешних воздействий
12Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Интегрированная система обращения с отработавшим
топливом

13. Технологии, опережающие время
 Герметичная оболочка представляет собой свободно стоящий
цилиндрический стальной герметичный сосуд, внутри которого
расположен ядерный реактор
 По сути, данный сосуд играет роль крупного пассивного
теплообменника, обеспечивая отвод теплоты в окружающую
среду при авариях с потерей герметичности
o Теплоотвод осуществляется через резервуар гермооболочки,
способный обеспечить пассивный отвод теплоты через стенку
сосуда в течение 85 суток
 В гермооболочке предусмотрены люки и фланцы для
упрощения монтажа, обслуживания и эксплуатации
 Предварительный механический проект сосуда выполнен
o Исполнение в виде модулей/панелей - упрощает перевозку,
сокращает объём сварочных и сборочных работ на месте
o Опорные конструкции с анкерным креплением к опорной плите
13Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Герметичная оболочка (ГО)
Опора
герметичной
оболочки
Основной люк
для перегрузки
оборудования
Люк замены
парогенератора

14. Технологии, опережающие время
 Защитная оболочка представляет собой железобетонную
конструкцию сейсмической категории I, обеспечивающую
защиту от внешних событий, внутри которой находится
резервуар с водой (кольцевой резервуар)
o Модульное железобетонное исполнение обеспечивает прочность и
надёжность защитной конструкции, укрывающей весь реактор и
системы безопасности, предохраняя их от стихийных бедствий и
антропогенных воздействий
 Компоновка строительных/механических конструкций
o Вентиляционная труба и люк для замены парогенератора
объединены
o На вентиляционной трубе предусмотрена защита от воздействий
летящих объектов и попадания дождевой воды
 Конструкция модулей разработана
o Учтены транспортные ограничения
o Сокращён объём сварочных работ по месту
o Упрощена сборка по месту
14Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Защитная оболочка (ЗО)
Вентиляционная
труба
Модуль
Опора
герметичной
оболочки
Опорная плита

15. Технологии, опережающие время
 Компоновка внутренних устройств
o Доступ к парогенератору для обслуживания
o Возможность перегрузки топлива
o Трубопроводы, элементы вентиляции и кондиционирования
воздуха скомпонованы таким образом, чтобы
минимизировать стоимость и максимизировать доступное
пространство
o Соблюдены требования по разделению/автономности систем
 Система водоснабжения при аварии с потерей
теплоносителя
o Водяные баки гермооболочки (ВБГО) содержат достаточный
объём воды для поддержания минимального напора,
необходимого для самотёчной подачи и долгосрочного
отвода тепла от активной зоны
o Минимизация пространства гермооболочки, требующего
залива водой при аварии с потерей теплоносителя
o Объём воды достаточен для подачи в течение 24 часов без
учёта возврата воды в результате конденсации на
герметичной оболочки
15Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Внутренние устройства гермооболочки (ВУ ГО)
ВБГО
Бассейн
выдержки

16. Технологии, опережающие время
 Топливо – установка SMR-160 использует апробированную
топливную конфигурацию с параметрами, которые заведомо
могут быть выполнены существующими поставщиками
ядерного топлива. При проектировании использованы
граничные параметры ядерного топлива, Продолжается
сотрудничество с General Electric по лицензированию
топлива типа GESTAR
 Контрольно-измерительные приборы – Применяются
апробированные контрольно-измерительные приборы,
включая гамма-термометры активной зоны
 Арматура – Выбрана арматура существующих
типоразмеров, с известными программами испытаний
 Соединения – Выполняются с применением экологически
безопасных элементов, практичных технологических
решений с известными поставщиками
16Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Внедрение – вызовы и возможности
Экологичность SMR-160
Экологичность
SMR-160
ОЯТ
Арматура
Проходки
МПРС
Топливо
Трубы
Поковка
Проектирование,
закупки,
строительство и
управление
Турбина
Средства контроля
и управления
Контрольно-
измерительные
приборы
ТОиЭ

17. Технологии, опережающие время
Поковки – Все кованые детали проектируются в тесном сотрудничестве в
возможными поставщиками. Время производства основного оборудования
(корпус реактора / ПГ) ~ 1 год
Проектирование, закупки, строительство и управление – Инженерный
партнёр, компания SNC-Lavalin, подготовила интегрированный план
выполнения работ; их привлечение на раннем этапе позволит
минимизировать риски
Турбина – Имеются малые турбины серии LP, соответствующие по
параметрам пара, возможные поставщики известны
Контрольно-измерительные приборы и средства управления –
Компания Mitsubishi готова поставить апробированную аппаратуру.
Включая контрольно-измерительные приборы, проектирование с учётом
человеческого фактора, тренажёр
ТОиЭ – Компания-партнёр PSEG готова обеспечить поддержку и надзор в
части эксплуатации и технического обслуживания
МПРС – Определена компания-партнёр по механизмам привода
регулирующих стержней, имеющая большой опыт поставки экономичных и
современных решений
17Права компании Holtec International на настоящую презентацию защищены международным законодательством по интеллектуальной собственности.
Внедрение – вызовы и возможности
Экологичность SMR-160
Экологичность
SMR-160
ОЯТ
Арматура
Проходки
МПРС
Топливо
Трубы
Поковка
Проектирование,
закупки,
строительство и
управление
Турбина
Средства контроля
и управления
Контрольно-
измерительные
приборы
ТОиЭ