Ռոսատոմը մշակում է բարձրջերմաստիճանային գազահովացվող ռեակտորով և ջրածնի արտադրության կայանքով ատոմային էներգատեխնոլոգիական կայանի նախագիծ։ Նախագիծը նոր փուլ է ինչպես գազային ռեակտորների, այնպես էլ ջրածնային տեխնոլոգիաների զարգացման մեջ:
Նախապատմություն
Ներկայում մշակվող ատոմային էներգատեխնոլոգիական կայանը (ԱԷՏԿ) ունի մի քանի նախորդներ: Առաջինը ՝ ԱԲՏՈՒ-15 փորձարարական ռեակտորի և ՎԳՌ-50 ռեակտորով ԱԲՏՈՒ-ց-50 փորձնական արդյունաբերական կայանքի խորհրդային նախագիծն էր: Այն նախատեսված էր էլեկտրաէներգիայի արտադրության և նյութերի ճառագայթային ձևափոխման համար (պոլիէթիլեն, փայտ և այլն)։ 1970-ականներին հայտնվեց ՎԳ-400 ռեակտորի փորձնական արդյունաբերական նախագիծը՝ էլեկտրաէներգիա և բարձր պոտենցիալ ջերմային էներգիա արտադրելու համար, մոդուլային ՎԳՄ-200 ռեակտորը գնդաձև վառելիքի տարրերով, և ընթանում էին փակ ցիկլով գազատուրբինային կայանքի կիրառմամբ ՄՎԳՌ-ԳՏ-ի նախագծային մշակումներ: Ավարտվեց նաև ԲՋԳՌ-10-ի հայեցակարգային նախագծումը ցածր հզորության ռեակտորային կայանքի համար: Միևնույն ժամանակ, հայտնվեց միջուկային-ջրածնային էներգետիկայի հայեցակարգը, որը ենթադրում էր ատոմային հզորությունների օգնությամբ արտադրված ջրածնի օգտագործումը իբրև էներգակրիչի՝ արդյունաբերությունում, տրանսպորտում և կենցաղում:
1980-ականներին ընդունվեց «Ջրածնային էներգետիկա» պետական ծրագիրը, որտեղ բարձր ջերմաստիճանային գազային ռեակտորների նախագծերը (ԲՋԳՌ) մշակվել են էներգատար տեխնոլոգիական գործընթացներում օգտագործելու համար։ Օրինակ՝ ամոնիակային պարարտանյութերի արտադրության համար մշակվել է ՎԳ-400 տեխնոլոգիական նախագիծ։ Ենթադրվում էր, որ ԲՋԳՌ-ի հիման վրա կստեղծվի հինգ համալիր։ Սակայն 1990-ականներին ռուսական քաղաքականության և տնտեսության կտրուկ փոփոխությունները կանխեցին դա:
Այնուամենայնիվ, ԲՋԳՌ ստեղծելու գաղափարը պահպանվել է, և 1998-2012 թվականներին ընթացքի մեջ էր 600 ՄՎտ հզորությամբ գազատուրբինային ուղղակի ցիկլով ԳՏ-ՄԳՌ ռեակտորի մշակումը: Նախագծին մասնակցել են ամերիկյան General Atomics-ը, ֆրանսիական Framatome-ը և ճապոնական Fuji Electric-ը: Նրա շնորհիվ հնարավոր եղավ վերականգնել ռուսական ձեռնարկությունների համագործակցությունը և ընդլայնել իրավասությունները։
Ներկա վիճակ
Ներկայումս ԲՋԳՌ ԱԷՏԿ-ի ժամանակակից նախագիծը՝ հելիումի ջերմակրիչով և ջրածնի արտադրության կայանքով գտնվում է նախանախագծային փուլում։ Ընտրվում է ատոմակայանի տաղակայման տարածքը, մշակվում է ռեակտորային կայանքի տեխնիկական նախագիծը։ Նախորդներից ժամանակակից մշակման հիմնարար տարբերությունն այն է, որ ԱԷՏԿ-ում ներառված է ջրածնի արտադրության քիմիական-տեխնոլոգիական կայանքը։ Ըստ այդմ, կայանքի կողմից մատակարարվող արտադրանքը ոչ թե ջերմություն է, այլ ջրածին, որը կարելի է պահել, տեղափոխել և վաճառել տարբեր հաճախորդների։
Մշակման ընթացքում հաղթահարվել է մի քանի փուլ։ Օրինակ՝ որոշվել է չօգտագործել արտասահմանյան տեխնոլոգիաներ՝ կառուցելով ԱԷՏԿ միայն ռուսականների կիրառմամբ։ Ջրածնի արտադրության նախընտրելի տեխնոլոգիան ոչ թե էլեկտրոլիզն էր, այլ մեթանի գոլորշու բարեփոխումն առանց CO2 արտանետումների: Այս գործընթացն արդեն մշակված է, Ռուսաստանում դրա համար կա և՛ մեթան, և՛ ջուր։ Մեկ այլ փուլն է՝ ջրածնային կայանք ջերմության փոխանցումը միջանկյալ շղթայի միջոցով կամ առանց դրա: Անվտանգության նկատառումներից ելնելով որոշվել է ֆիզիկապես առանձնացնել տեծնոլոգիական և ռեակտորային կոնտուրները հելիումի միջանկյալ շղթայով: Հետևաբար, հաջորդ հարցերից մեկը, որին պետք է պատասխան տրվի, այն է, թե ինչ հեռավորության վրա կտեղակայվեն ռեակտորային և տեխնոլոգիական կոնտուրները, որպեսզի ջրածնային կայանքի ոչ մի իրադարձություն չվնասի ռեակտորին:
ԱԷՏԿ պարամետրեր
Ենթադրվում է, որ ԲՋԳՌ -ի ջերմային հզորությունը կկազմի 200 ՄՎտ։ Ջրածնային տեղակայանքի հզորությունը որոշված է տարեկան 110 հազար տոննա ջրածին։ Հաշվի առնելով, որ ԱԷՏԿ-ը կներառի չորս ԲՋԳՌ և, համապատասխանաբար, չորս կայանք, դրա ընդհանուր ջերմային հզորությունը կկազմի 800 ՄՎտ և տարեկան 440 հազար տոննա ջրածին։
Հելիումի ջերմաստիճանը ռեակտորի մուտքի մոտ 330℃ է, ելքի մոտ՝ 850℃։ Վառելիքի տարրերի տեսակն ընտրվել է հաշվի առնելով ինքնապաշտպանվածության պահանջները, որպեսզի ռեակտորը անջատվի առանց անջատման համակարգերը գործարկելու, իսկ անջատված ռեակտորից մնացորդային ջերմության հեռացումը չպահանջի էներգիա և անձնակազմի գործողություններ: Մեկ այլ պահանջ է՝ ռեակտորային իրանի արտադրության առկա հնարավորություններով ավելի մեծ հզորության հասնելու հնարավորությունը: Արդյունքում, մշակողները որպես վառելիք ընտրեցին բլոկային վառելիքի հավաքները:
Հեռանկար
Ակնկալվում է, որ 2024 թվականին ԱԷՏԿ-ի նախագիծը կհասցվի ներդրումային փուլին՝ կստեղծվի ռեակտորային կայանքի տեխնիկական նախագիծ, մտադրությունների հռչակագիր և այլն։ ԱԷՏԿ-ի նախագծի մշակման և լիցենզավորման փուլը կավարտվի ծրագրվածի համաձայն 2028 թվականին, որին կհաջորդի առաջին բլոկի կառուցումը: Նախատեսվում է, որ այն կկառուցվի 2032 թվականին։ Մնացած բլոկների կառուցումը նախատեսվում է 2035 թվականին։
Համատեքստ
ԱԷՏԿ-ի նախագիծը՝ «Ռոսէներգոատոմ» կոնցեռնի (Ռոսատոմի մաս) ներդրումային նախագծերից է, որոնք միավորված են «Ջրածնի լայնածավալ արտադրության և սպառման համար միջուկային-ջրածնային էներգետիկայի տեխնոլոգիաների զարգացում» թեմայով: ԱԷՏԿ-իվ բացի, կոնցեռնը զարգացնում է էլեկտրոլիզի միջոցով ջրածնի արտադրության տեխնոլոգիաներ՝ օգտագործելով ատոմակայանների էլեկտրաէներգիան։ Արդեն պատրաստվել է բլոկ-մոդուլային տիպի էլեկտրոլիզի կայանքի նախատիպը՝ 50 Նմ3/ժ հզորությամբ անիոնափոխանակման թաղանթով։ Իսկ 2025 թվականին Կոլա ԱԷԿ-ում նախատեսվում է շահագործման հանձնել 200 Նմ3/ժ հզորությամբ ջրածնի էլեկտրոլիզի արտադրության ստենդային փորձարկման համալիր։
