Ядерна незалежність: як Україна та ЄС шукають альтернативу російським ТВЕЛам

Україна має намір продовжувати диверсифікацію ядерного палива на своїх атомних блоках. Наразі шість із 13 блоків ВВЕР-1000 МВт одночасно завантажені паливом американської компанії Westinghouse та російської корпорації ТВЕЛ. І сьогодні розглядається можливість розширити використання палива Westinghouse також на блоки ВВЕР-440 МВт. Їх в Україні лише два – це блоки №1 та №2 Рівненської АЕС.

Свого часу паливо Westinghouse для блоків ВВЕР-440 використовувалося на фінській АЕС Loviisan, воно пройшло усі цикли – від дослідної експлуатації до промислової. Потім фіни відмовилися від нього і користувалися лише російським.

«Виробники атомної енергії повертаються до ідеї диверсифікації. До того ж є європейська директива, яка наказує всім компаніям, що експлуатують АЕС російського дизайну, диверсифікувати джерела постачання палива. Ми зараз підключаємося до процесу, шукаємо пул союзників, партнерів, щоб не самим йти шляхом диверсифікації, щоб було дешевше», – пояснює ситуацію Юрій Недашковський, президент НАЕК «Енергоатом».

Чи знайдуть атомники і виробники взаємовигідний шлях диверсифікації палива для блоків ВВЕР-440 МВт, поки що важко сказати. А от постачання палива Westinghouse на українські блоки ВВЕР-1000 МВт продовжиться. Сьогодні його використовують на Южно-Українській (ЮУАЕС) та Запорізькій АЕС, але перелік станцій та кількість блоків буде збільшено.

Чому вирішили використовувати американське ядерне паливо? Запровадити використання на українських АЕС ядерного палива американського виробника Westinghouse було вирішено ще на початку 2000-х років. Річ у тім, що 100%-ва залежність від одного лише російського виробника ТВЕЛ ставила під загрозу взагалі роботу всіх вітчизняних станцій. Будь-які політичні кризи або технологічний форс-мажор на виробничих потужностях у Росії – й Україна втратить понад 50% своєї електрогенерації.

Перша партія палива Westinghouse, у кількості шести збірок, була завантажена на блок №3 Южно-Української АЕС ще у 2005 році. Під час експлуатації виникли певні технічні проблеми, які Westinghouse доволі швидко вирішила, і вже з 2008 року американське паливо почали завантажували на блок №2 ЮУАЕС. А з 2017 року – і на блоки Запорізької АЕС.

На початок 2018 року паливо Westinghouse працює на Южно-Українській АЕС – блоки №2 і №3, та на Запорізькій АЕС – блоки №1 і №№ 3, 4, 5. Фактично, це 40% ринку палива для українських блоків (усього їх 15). Такий рівень завантаження триматиметься до 2020 року, а у 2021-му заплановано першу партію американського палива завантажити на блок №3 Рівненської АЕС, і довести кількість блоків ВВЕР-1000 МВт до семи. 

Наприкінці січня 2018-го «Енергоатом» та Westinghouse продовжили строк дії договору про постачання палива на блоки ВВЕР-1000 МВт до 2025 року.

Як Європа шукає альтернативне паливо для старих радянських АЕС? Ядерне паливо для блоків ВВЕР-440 МВт компанія Westinghouse також може виробляти на своїх потужностях у Швеції, де зараз виготовляється паливо для блоків ВВЕР-1000 МВт. Кілька тижнів тому у Стокгольмі компанія провела спеціальний семінар щодо можливостей відновлення використання цього типу палива. На нього були запрошені експлуатанти реакторів ВВЕР-440 з України, Словаччини, Чехії, Фінляндії.

Для посилення енергобезпеки Євросоюз не лише підтримав проект диверсифікації поставок палива для ВВЕР-440, але й виділив частину грошей на його відновлення. «Ми зараз у дискусіях і переговорах, як імплементувати програму по ВВЕР-440 не лише в Україні, але й у Словаччині, Чехії, Фінляндії», – повідомив під час нещодавнього Шведсько-українського бізнес-форуму Азиз Даг, віце-президент та керуючий директор Westinghouse у Північній Європі.

Диверсифікація поставок палива для реакторів ВВЕР-440 МВт буде економічно обґрунтованою, якщо вдасться створити пул замовників компаній – експлуатантів таких енергоблоків. І зараз сторони розглядають два варіанти.

«Перший: у Westinghouse вже є паливо, що пройшло ліцензування та було у промисловій експлуатації. Там є певний набір змін, які вони готові запровадити, і для цього необхідно близько двох років, щоб паливо можна було знов запустити у виробництво. Питання в тому, хто буде замовником цього палива, – підкреслює Юрій Недашковський. – Другий – це проект розробки нового палива для реакторів ВВЕР-440, але це більш тривалий процес, від шести років і більше».

Тож Україна зараз на роздоріжжі, бо термін експлуатації обох наших блоків – №1 та №2 на Рівненській АЕС добігає кінця. «Нам потрібно теж розуміти, що, якщо реактори 440 МВт ми експлуатуватимемо лише до 2030 року, то чи є сенс диверсифікувати», – зазначає Недашковський.

Хто відповідає за безпеку роботи ядерного палива Westinghouse? Нещодавно на Запорізький АЕС відбулося чергове засідання оперативного штабу із впровадження модернізованого ядерного палива Westinghouse, на якому були присутні фахівці з української та американської сторін. За всіма міжнародними нормами ядерного регулювання вважається, що на українських АЕС (ЮУАЕС та Запорізькій) американське паливо все ще працює в режимі «дослідної експлуатації». Тому за ним ведеться особливо пильне спостереження, і сторони періодично обмінюються даними технічних досліджень.

«За результатами роботи у 2015-2017 роках у нас немає питань, що стосуються використання палива Westinghouse, так само не виникає питань у процесах ліцензування палива, яке перебуває в дослідній експлуатації. Спостерігаючи за процесом виконання робіт експертів Державного науково-технічного центру ядерної та радіаційної безпеки і Держінспекції ядерного регулювання України, ми з оптимізмом розглядаємо процес диверсифікації», – заявив під час зустрічі Григорій Плачков, голова Державної інспекції ядерного регулювання України.

Фах українських спеціалістів, особливо працівників атомних станції та спеціалізованих підрозділів НАЕК «Енергоатом», настільки високий, що керівництво Westinghouse дозволило вітчизняним фахівцям самостійно інспектувати американське паливо. Раніше це робили виключно спеціалісти самої компанії Westinghouse.

Але чотири роки тому Westinghouse поставила в Україну свій спеціальний дослідницький стенд і залучила до інспекцій робітників відокремленого підприємства «Атомремонтсервіс», що входить до НАЕК «Енергоатом».

Що таке інспекція на дослідному стенді? Дослідницький стенд – це збірна установка завдовжки 15 м, яку опускають під воду у басейн витримки (такі басейни є на кожній атомній станції), а потім в установку занурюють ядерну збірку, так звану касету. Дистанційно, за допомогою камер, маніпуляторів, ультразвукових датчиків спеціалісти роблять десять контрольних замірів.

«Оператори «Атомремонтсервісу» повинні впевнитися, що касета, відпрацювавши цикл, не втратила своєї геометрії, щільності, конфігурації. Повний термін роботи касети – чотири роки. Але наші перевірки набагато ширші. Окрім касет, які ми обов’язково перевіряємо чотири роки поспіль, є й такі касети, які відпрацювали рік, два, три. Ми навмання дістаємо їх, і також перевіряємо на стенді. Інспекція проводиться щороку», – розповідає Віталій Шикун, директор ВП «Атомремонтсервіс».

Від російського ТВС-А паливо компанії Westinghouse відрізняється тим, що воно – розбірне. Касета нараховує 312 твелів – вузеньких довгих цирконієвих трубочок, в середині яких знаходяться уранові таблетки. Якщо інспекція виявила якийсь дефект в одному твелі, його можна просто замінити на звичайний цирконієвий пруток.

Тобто на дослідницькому стенді, під водою, оператор дистанційними маніпуляторами може відокремити головку касети, дістати пошкоджений твел та замінити його. Касету не треба викидати, вона може й далі експлуатуватися у звичайному режимі. До того ж у контракті з Westinghouse передбачені умови компенсації вартості пошкодженого твела з урахуванням ступіню його вигоряння.

З російським ядерним паливо такого зробити не можна. Та й стендів таких у росіян немає. За словами Юрія Недашковського, росіяни на Калининській АЕС довгий час тримали в дослідницькій експлуатації свій стенд, але ввести його в промислову експлуатацію так і не змогли.

Хто і як проводить інспекцію на стенді? В Україні стенд Westinghouse працює лише четвертий рік. Як розповідає Віталій Шикун, паливом фахівці «Атомремонтсервіса» раніше не займалися, хоча серед працівників є багато спеціалістів, які свого часу працювали з ядерним паливом ще на Чорнобильській АЕС (15 грудня 2000 року Чорнобильська АЕС була достроково виведена з експлуатації. – Mind). Американське паливо трохи іншої конструкції, хоча принцип роботи такий же, тож для роботи із ним треба було отримати відповідну кваліфікацію. 

У 2015 році на території підприємства «Атомремонтсервіс», що розташоване в місті атомників Славутич, було збудовано цех з імітаційним басейном витримки, де українські спеціалісти вчилися збирати й розбирати справжній стенд. В цеху йде повна імітація робочих умов, в зібраний стенд навіть вставляється касета-імітатор, хоча вона без справжнього палива. Відбувається перевірка всіх налаштувань та калібрувань під водою, люди спостерігають за всім по моніторам, призвичаюються до відображення. Потім стенд виймають з води, запаковують у спеціальний контейнер і везуть на майданчик атомної станції.

Всі українські спеціалісти склали екзамени, отримали іменні сертифікати від фірми Westinghouse на право роботи на цьому стенді та на проведення усіх контрольних замірів. Робота саме українських фахівців значно економить кошти «Енергоатома», що певним чином впливає на тариф на електроенергію. У 2017 році економія склала 7 млн грн. За час роботи українських фахівців з інспектування американського палива жодного фактора, що впливає на погіршення його роботи, не було виявлено.

Коли й навіщо створили «Атомремонтсервіс»? Відокремлене підприємство НАЕК «Енергоатом» – «АРС» – було створене у лютому 2001 року. Туди було переведено близько 700 співробітників, переважно висококваліфікованого ремонтного персоналу Чорнобильської АЕС. Після ретельного очищення в нові цехи підприємства були перенесені станки та обладнання, яке раніше обслуговувало блоки Чорнобильської станції.

На сьогодні підприємство нараховує 824 працівника. 500 із них – висококваліфіковані майстри – токарі, слюсарі, зварювальники; інші – інженерний, допоміжний персонал та керівництво. Замовниками виступають чотири атомні станції України. Персонал «АРС» проводить усі роботи: від поточних та капітальних ремонтів на блоках, до модернізації, введення в експлуатацію нового обладнання, та інспекції палива. Підприємство володіє технологіями та обладнанням провідних світових фірм, таких як General Electric, SEBIM, Protem.

Вартість простою одного енергоблока складає 26 млн грн на добу, а щоб «підняти» блок після аварійного відключення, іноді необхідно й дві доби.