Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
Теплообменные аппараты ТТАИ

Атомные когенерационные энергоисточники в региональной энергетике

Д.т.н. Ю.Н.Кузнецов, профессор, ОАО «Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля» (ОАО «НИКИЭТ»), г. Москва

Обоснование внедрения атомных энергоисточников в регионах

По заказу отрасли специалистами ОАО «НИКИЭТ» совместно со специалистами ИНЭИ РАН и «ВНИПИэнергопром» были проработаны условия и конкретные варианты реализации последовательного внедрения атомных энергоисточников в сектор региональной теплофикации [1-3]. Выполнен технико-экономический анализ для городов Иваново, Ульяновск, Ярославль, Курган, Архангельск, Вятка, Комсомольск-на-Амуре, Мурманск, Тверь, Казань, Уфа, Ижевск, Хабаровск. Определены: характеристики существующих источников и систем централизованного теплоснабжения, уровни и структура тепловых нагрузок до 2020 г., показатели работы оборудования на ТЭЦ, сроки вывода из эксплуатации, технические решения и объемы капиталовложений для модернизации ТЭЦ; перспективные цены на органическое топливо и электроэнергию на розничном рынке, экологические факторы.

Установлено, что до 2020 г. почти все ТЭЦ в рассмотренных городах отработают установленный ресурс, морально устареют и потребуют замены путем установки на них нового оборудования, или сооружения альтернативных источников производства тепловой энергии. Анализ позволил ранжировать рассмотренные ТЭЦ по уровню их физического и морального износа и сроку выбытия из работы. Отмечены тенденции существенного увеличения тарифов на электрическую и тепловую энергию, что определяется как ростом цен на все виды органического топлива, так и увеличением стоимости строительства тепловых электростанций на органическом топливе в связи с ужесточением требований к охране окружающей среды. Наряду с этим, прогнозируется снижение уровня инфляции и, соответственно, нормы дисконта (наиболее вероятным на перспективу 2020-2030 гг. представляется снижение нормы дисконта до 5-6%).

Емкость рассмотренного рынка достаточна для сооружения более 34 атомных теплофикационных энергоблоков (АТЭЦ), например, с реакторной установкой ВК-300, имеющей установленную электрическую мощность 250 МВт, а в теплофикационном режиме 180 МВт и мощность по выработке теплофикационного тепла 400 Гкал/ч. По совокупности технико-экономических и коммерческих показателей АТЭЦ эффективны во всех указанных городах (с учетом ставки дисконтирования срок окупаемости в среднем составляет около 10 лет).

В частности, при сооружении четырехблочной АТЭЦ в Архангельске при расчете в прогнозных ценах при реальной ставке дисконтирования 5,5% внутренняя норма доходности составит 17,4%, чистый дисконтированный доход будет равен 115 млрд руб., срок окупаемости от начала эксплуатации первого блока с учетом нормы дисконта не превысит 7 лет.

Если в качестве альтернативного энергоисточника рассмотреть ТЭЦ на природном газе, то оценки показывают, что атомная ТЭЦ по показателям индекса доходности дисконтированных затрат эффективнее ПГУ ТЭЦ на угле на 54-57% в 2020-2030 гг. для Центрального федерального округа и на 49-51% для Уральского федерального округа (при ставке дисконтирования 5%).

Анализ позволяет сформулировать предложения к программе развития АТЭЦ. Для изученных регионов по совокупности различных факторов может быть предложено сооружение в среднесрочной перспективе АТЭЦ с реакторной установкой ВК-300: по четыре блока - в Архангельске и Казани; по два блока - в Воронеже, Иваново,Твери и Ульяновске.

Это позволит на 24 млрд кВтч/год расширить участие атомных энергоисточников в базовой части графика электронагрузок за счет вытеснения ТЭЦ, занимающих основную (более 50% в европейском регионе) нишу в этой части графика.

При этом вытесняется до 16 млрд м3 природного газа в год. Экспортный потенциал вытесненного за счет АТЭЦ газа при цене 240 долл. США за 1000 м3 газа составит до 3,8 млрд долл. США в год. Потенциал от продажи квот на выбросы углекислого газа даже при цене 10 долл. США за 1 т CO2 составит до 300 млн долл. США в год.

Анализ позволяет прогнозировать целесообразность сооружения в рассмотренных регионах в более далекой перспективе еще около 27 энергоблоков АТЭЦ данной мощности с суммарным вытеснением органического топлива до 40 млрд м3 газа в год.

Требования к АТЭЦ мощностью не более 300 МВт

К атомным когенерационным энергоблокам должны предъявляться специфичные требования: электрическая мощность не более 200-300 МВт;

повышенная, практически гарантированная безопасность, позволяющая размещение АТЭЦ в непосредственной близости крупных городов; экономическая конкурентоспособность с современными ТЭЦ и АЭС; наличие действующего прототипа; экологическая чистота. Должна быть также обеспечена прозрачная и приемлемая для общественности доказательность соответствия названным выше требованиям.

Для удовлетворения данным требованиям необходима разработка специализированных реакторных установок и энергоблоков АТЭЦ.

В настоящее время на разных стадиях разработки находятся реакторные установки ВК-300, ВБЭР-300, СВБР-75/100, предназначенные для теплофикационных энергоблоков. Они различаются по конструктивным принципам построения и обеспечения безопасности. В наибольшей степени готова к промышленному производству разработанная ОАО «НИКИЭТ» совместно с рядом ведущих организаций отрасли специально для применения в АТЭЦ реакторная установка ВК-300 с инновационным пассивным кипящим реактором повышенной безопасности и теплофикационный энергоблок на ее основе [4].

Высокие экономические показатели и практически гарантированная безопасность реакторной установки ВК-300 и теплофикационного энергоблока на ее основе обеспечиваются предельным упрощением конструкции реактора и его систем, естественной циркуляцией теплоносителя, применением только пассивных систем безопасности, размещением реактора и турбоустановки в дополнительном защитном контейн- менте, а также базированием на отработанном в отечественной атомной энергетике основном оборудовании. Последствия всех возможных и нештатных ситуаций не выходят за пределы площадки станции, которая может располагаться на удалении 3 км от границ населенного пункта. Подключение энергоблока с реакторной установкой ВК-300 к системе теплоснабжения традиционно для теплофикационных энергоблоков. Отличие заключается в наличии промежуточного водяного контура между отборами турбины и контуром греющей воды. Давления в этих трех контурах подобраны таким образом, чтобы во всех случаях исключить попадание радиоактивности к потребителю тепловой энергии.

Архангельская АТЭЦ - головной объект

Архангельская атомная региональная когенерационная станция, создаваемая на основе государственно-частного партнерства, полностью соответствует директивным документам руководства страны и, в частности, поручениям и рекомендациям расширенного заседания Президиума Государственного совета по вопросу повышения энергоэффективности российской экономики (которое состоялось 2 июля 2009 г. в Архангельске).

Министром Российской Федерации по атомной энергии и Главой администрации Архангельской области 30 ноября 2001 г. была подписана «Декларация о намерениях по проектированию, сооружению и вводу в эксплуатацию атомной станции по производству тепловой и электрической энергии (АТЭЦ) в Архангельской области».

«Декларация.» предусматривает размещение крупной четырехблочной АТЭЦ на базе специализированной инновационной реакторной установки ВК-300 на севере Архангельской области для надежного снабжения на долгую перспективу тепловой и электрической энергией архангелогородской промышленно-жилищной агломерации, в состав которой входят города Архангельск, Северодвинск и Новодвинск, и сосредоточены крупные промышленные предприятия с энергоемкими производствами, включая предприятия ВПК.

К настоящему времени завершена разработка предпроектных материалов.

Определены основные технико-экономические и коммерческие характеристики станции в ценах на 01.01.2009 г.:

■ Установленная электрическая мощность -4x250 МВт, тепловая - 4x400 Гкал/ч;

■ Годовой отпуск электроэнергии - 6 млрд кВтч;

■ Годовой отпуск тепловой энергии - 7,5 млн Гкал;

■ Проектный срок службы - 60 лет;

■ Сметная стоимость промстроительства четырех блоков без НДС - 74,701 млрд руб.;

■ Средства на создание оборотных фондов АТЭЦ (стартовые загрузки ядерного топлива в реакторы) - 2,304 млрд руб.;

■ Затраты во внеплощадочные инфраструктурные объекты - 12,5 млрд руб.;

■ Себестоимость электроэнергии - 0,475 руб./кВтч;

■ Себестоимость тепловой энергии - 162 руб./Гкал;

■ Срок сооружения станции - 7 лет;

■ Срок окупаемости от начала эксплуатации первого блока - 6-7 лет.

Сооружение Архангельской АТЭЦ включено в Стратегию развития Архангельской области на период до 2030 г. как безальтернативное решение топливно-энергетических проблем региона.

В процессе реализации проекта создания пионерной Архангельской АТЭЦ будут решаться важные для развития атомной теплофикации вопросы, вытекающие из существующей законодательной базы (закон «Об атомной энергии», закон «О теплоснабжении», закон «О концессиях» и др.). В первую очередь, при создании атомного регионального объекта с использованием механизма государственно-частного партнерства должны быть определены условия взаимодействия сторон: Госкорпорация «Росатом» - Администрация области - частные инвесторы (в том числе иностранные).

Заключение

Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. [5] ставит задачу кардинального повышения технического уровня региональных энергосистем на основе инновационных, высокоэффективных когенерационных технологий.

Широкомасштабное внедрение атомных когенерационных энергоисточников - эффективный путь решения энергетических проблем регионов, сокращения энерго- и топливозависи- мости, вытеснения значительного количества органического топлива из топливного баланса, сдерживание роста тарифов на тепло- и электроэнергию, кардинальное улучшение экологической обстановки, привлечение значительных инвестиций.

Литература

1. Габараев Б.А., Кузнецов Ю.Н., Роменков А.А. Атомная теплофикация - перспективы и решения // Атомная энергия, т. 103, вып. 1. 2007. С. 36-40.

2. Кузнецов Ю.Н., Хрилев Л.С., Браилов В.П. Технико-экономические основы и направления развития атомной теплофикации// Теплоэнергетика. 2008. № 11. С. 14-25.

3. Yu.N. Kuznetsov. The Results of Feasibility Study of Co-generation NPP with Innovative VK-300 Simplified Boiling Water Reactor / In Proc. of Intern. Congress on Advances in Nuclear Power Plants. Reno, NV USA. June 4-8, 2006. Paper 6014, p. 6014-1 - 6014-6.

4. Yu.N. Kuznetsov. State-of-the-art and Prospects for Development of Innovative Simplified Boiling Water Reactor VK-300 / In Proc. of Intern. Congress on Advances in Nuclear Power Plants, Nice, France. May 13-18, 2007. Paper 7535, p. 7535-1 - 7535-6.

5. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р.

Ю.Н. Кузнецов, Атомные когенерационные энергоисточники в региональной энергетике

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №02 (126) 2011 г., www.rosteplo.ru/nt/126

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств.

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru