Росатом жоғары температуралы газбен салқындатылатын реакторы және сутегі өндіруге арналған қондырғысы бар атом энергетикалық станциясының жобасын әзірлеуде. Жоба-газ реакторларының да, сутегі технологияларының да дамуындағы жаңа кезең.
Кіріспе
Қазір әзірленіп жатқан атом энерготехнологиялық станциясының (АЭТС) бірнеше жол салушылары бар. Біріншісі-АБТУ-15 эксперименттік реакторының және ВГР-50 реакторы бар АБТУ-ц-50 тәжірибелік-өнеркәсіптік қондырғысының кеңестік жобасы. Ол электр энергиясын өндіруге және материалдарды (полиэтилен, ағаш және т.б.) радиациялық модификациялауға арналған. 1970 жылдары электр энергиясын және жоғары потенциалды жылу энергиясын өндіруге арналған ВГ-400 реакторының тәжірибелік-өнеркәсіптік жобасы, шарлы отындары бар ВГМ-200 модульдік реакторы пайда болды, айналмалы газ турбиналық қондырғысын қолдана отырып, МВГР-ГТ жобалық әзірлемелері жүргізілді. Сондай-ақ төмен қуатты реактор қондырғысы үшін ВТГР-10 тұжырымдамалық жобасы орындалды. Сонымен қатар, атом-сутегі энергетикасы тұжырымдамасы пайда болды, ол сутектің атом қуатын энергия тасымалдаушысы ретінде – өнеркәсіпте, көлікте және күнделікті өмірде пайдалануды көздейді.
1980 жылдары «Сутегі энергетикасы» мемлекеттік бағдарламасы қабылданды, онда жоғары температуралы газ реакторларының (ЖТГР) жобалары энергияны көп қажет ететін технологиялық процестерде пайдалану үшін әзірленді. Мысалы, аммиак тыңайтқыштарын өндіру үшін ВГ-400 технологиялық жобасы әзірленді. ЖТГР негізінде бес кешен құрылуы керек еді. Бірақ 1990 жылдардағы Ресей саясаты мен экономикасындағы күрт өзгерістер кедергі болды.
Алайда, ЖТГР құру идеясы қалды және 1998-2012 жылдары қуаттылығы 600 МВт ГТ-МГР тікелей газ турбиналық циклі бар реактор жасалды. Жобаға американдық General Atomics, Француз Framatome және жапондық Fuji Electric қатысты. Оның арқасында ресейлік кәсіпорындардың кооперациясын қалпына келтіріп, құзыреттерін толықтыра алды.
Ағымдағы жағдай
Қазіргі уақытта гелий салқындатқышы бар және сутегі өндіретін қондырғысы бар ЖТГР бар заманауи АЭТС жобасы жобалау алдындағы сатыда тұр. АЭТС орналастыру үшін алаң таңдалады, реакторлық қондырғының техникалық жобасы әзірленуде. Қазіргі заманғы дамудың бұрынғыдан түбегейлі айырмашылығы-сутегі өндіретін химиялық-технологиялық қондырғы АЭТС құрамына кіреді. Тиісінше, станция жеткізетін өнім жылу емес, әртүрлі тұтынушыларға сақтауға, тасымалдауға және сатуға болатын сутегі.
Даму кезінде бірнеше таралымнан өтті. Мысалы, біз АЭТС-ті тек ресейлік технологиялардың көмегімен құра отырып, шетелдік технологияларды пайдаланбауға шешім қабылдадық. Сутегі өндірісінің таңдаулы технологиясы электролиз емес, СО2 шығарындылары жоқ метанның бу конверсиясы болды. Бұл процесс қазірдің өзінде пысықталған, Ресейде ол үшін метан да, су да бар. Тағы бір таралым – жылуды сутегі қондырғысына аралық тізбек арқылы немесе тізбексіз беру. Қауіпсіздік мақсатында технологиялық және реакторлық тізбектерді аралық гелий тізбегімен физикалық түрде бөлуге шешім қабылданды. Сондықтан, жауап беруді қажет ететін келесі сұрақтардың бірі-сутегі қондырғысындағы ешқандай оқиғалар реакторға зақым келтірмеуі үшін реактор мен технологиялық тізбектер қандай қашықтықта орналасады.
АЭТС параметрлері
ЖТГР жылу қуаты 200 МВт болады деп болжануда. Сутегі қондырғысының қуаты жылына 110 мың тонна сутегімен анықталды. АЭТС төрт ЖТГР және тиісінше төрт қондырғыны қамтитынын ескере отырып, оның жиынтық жылу қуаты жылына 800 МВт және 440 мың тонна сутекті құрайтын болады.
Реактордың кіреберісіндегі гелий температурасы 330℃, шығысында 850℃. Твэл түрі өзін – өзі қорғау талаптарын ескере отырып реакторды тоқтату жүйелерін іске қоспай сөнуі үшін, ал сөндірілген реактордың қалдық жылуын бұру энергия мен персоналдың әрекетін қажет етпеу үшін таңдалды . Тағы бір талап – реактор корпусын өндірудің қолданыстағы мүмкіндіктері кезінде үлкен қуатқа қол жеткізу мүмкіндігі. Нәтижесінде әзірлеушілер отын ретінде блокты ТВС таңдады.
Келешек
2024 жылы АЭТС жобасы инвестициялық кезеңге жеткізіледі деп болжануда: реактор қондырғысының техникалық жобасы, ниеттер туралы декларация және т.б. жасалды. АЭТС жобасын әзірлеу және лицензиялау кезеңі жоспар бойынша 2028 жылы, содан кейін бірінші блоктың құрылысы аяқталады. Ол 2032 жылы салынуы керек деп болжануда. Жоспар бойынша қалған блоктар 2035 жылы салынуы керек.
Контекст
АЭТС жобасы «Сутекті ауқымды өндіру және тұтыну үшін атом-сутегі энергетикасы технологияларын әзірлеу» тақырыбымен біріктірілген «Росэнергоатом»(Росатом құрамына кіреді) концернінің инвестициялық жобаларының бірі. АЭТС – тен басқа, концерн АЭТС электр энергиясын пайдалана отырып, электролиз әдісімен сутегі өндіру технологияларын әзірлейді. Өнімділігі 50 Нм3/сағ анион алмасу мембранасы бар блок-модульдік типтегі электролиз қондырғысының тәжірибелі үлгісі дайын. Ал 2025 жылы Кола атом электр станциясында өнімділігі 200 Нм3/сағ сутекті электролиздеу өндірісі бойынша стендтік сынақ кешенін пайдалануға беру жоспарлануда.
