Ядерная независимость: как Украина и ЕС ищут альтернативу российским ТВЭЛам

Украина намерена продолжать диверсификацию ядерного топлива на своих атомных блоках. Сейчас шесть из 13 блоков ВВЭР-1000 МВт одновременно загружены топливом американской компании Westinghouse и российской корпорации ТВЭЛ. И сегодня рассматривается возможность расширить использование топлива Westinghouse также на блоки ВВЭР-440 МВт. Их в Украине только два – это блоки №1 и №2 Ровненской АЭС.

В свое время топливо Westinghouse для блоков ВВЭР-440 использовалось на финской АЭС Loviisan, оно прошло все циклы – от опытной эксплуатации до промышленной. Затем финны отказались от него и использовали только российское.

«Производители атомной энергии возвращаются к идее диверсификации. К тому же европейская директива, которая предписывает всем компаниям, эксплуатирующим АЭС российского дизайна, диверсифицировать источники поставок топлива. Мы сейчас подключаемся к процессу, ищем пул союзников, партнеров, чтобы не самим идти по пути диверсификации, чтобы было дешевле», – объясняет ситуацию Юрий Недашковский, президент НАЭК «Энергоатом».

Найдут ли атомщики и производители взаимовыгодный путь диверсификации топлива для блоков ВВЭР-440 МВт, пока трудно сказать. А вот поставки топлива Westinghouse на украинские блоки ВВЭР-1000 МВт продолжатся. Сегодня его используют на Южно-Украинской (ЮУАЭС) и Запорожской АЭС, но перечень станций и количество блоков будет увеличено.

Почему решили использовать американское ядерное топливо? Использовать на украинских АЭС ядерное топливо американского производителя Westinghouse было решено еще в начале 2000-х. Дело в том, что 100%-ная зависимость только от российского производителя ТВЭЛ ставила под угрозу вообще работу всех отечественных станций. Любые политические кризисы или технологический форс-мажор на производственных мощностях в России – и Украина потеряет более 50% своей электрогенерации.

Первая партия топлива Westinghouse в количестве шести сборок была загружена на блок №3 Южно-Украинской АЭС еще в 2005 году. Во время эксплуатации возникли определенные технические проблемы, которые Westinghouse довольно быстро решила, и уже с 2008 года американское топливо начали загружали на блок №2 ЮУАЭС. А с 2017-го – и на блоки Запорожской АЭС.

На начало 2018 года топливо Westinghouse работает на Южно-Украинской АЭС (блоки №2 и №3), и на Запорожской АЭС (блоки №1 и №№ 3, 4, 5). Фактически, это 40% рынка топлива для украинских блоков (всего их 15). Такой уровень загрузки будет до 2020 года, а в 2021-м запланировано первую партию американского топлива загрузить на блок №3 Ровенской АЭС и довести количество блоков ВВЭР-1000 МВт до семи.

В конце января 2018 года «Энергоатом» и Westinghouse продлили срок действия договора о поставках топлива на блоки ВВЭР-1000 МВт до 2025 года.

Как Европа ищет альтернативное топливо для старых советских АЭС? Ядерное топливо для блоков ВВЭР-440 МВт компания Westinghouse также может производить на своих мощностях в Швеции, где изготавливается топливо для блоков ВВЭР-1000 МВт. Несколько недель назад в Стокгольме компания провела специальный семинар о возможностях восстановления использования этого типа топлива. На него были приглашены эксплуатанты реакторов ВВЭР-440 из Украины, Словакии, Чехии, Финляндии.

Для усиления энергобезопасности Евросоюз не только поддержал проект диверсификации поставок топлива для ВВЭР-440, но и выделил часть денег на его восстановление. «Мы сейчас в дискуссиях и переговорах, как имплементировать программу по ВВЭР-440 не только в Украине, но и в Словакии, Чехии, Финляндии», – сообщил во время недавнего Шведско-украинского бизнес-форума Азиз Даг, вице-президент и управляющий директор Westinghouse в Северной Европе.

Диверсификация поставок топлива для реакторов ВВЭР-440 МВт будет экономически обоснованной, если удастся создать пул заказчиков компаний – эксплуатантов таких энергоблоков. И сейчас стороны рассматривают два варианта.

«Первый: в Westinghouse уже есть топливо, которое прошло лицензирование и было в промышленной эксплуатации. Там есть определенный набор изменений, которые они готовы ввести, для этого необходимо около двух лет, чтобы топливо можно было вновь запустить в производство. Вопрос в том, кто будет заказчиком этого топлива, – подчеркивает Юрий Недашковский. – Второй – это проект разработки нового топлива для реакторов ВВЭР-440, но это более длительный процесс, от шести лет и больше».

Поэтому Украина сейчас на распутье, поскольку срок эксплуатации обоих наших блоков №1 и №2 на Ровенской АЭС подходит к концу. «Нам нужно тоже понимать, что, если реакторы 440 МВт мы будем эксплуатировать только до 2030 года, есть ли смысл диверсифицировать», – отмечает Недашковский.

Кто отвечает за безопасность работы ядерного топлива Westinghouse? Недавно на Запорожский АЭС состоялось очередное заседание оперативного штаба по внедрению модернизированного ядерного топлива Westinghouse, на котором присутствовали специалисты с украинской и американской стороны. По всем международным нормам ядерного регулирования считается, что на украинских АЭС (ЮУАЭС и ЗАЭС) американское топливо все еще работает в режиме «опытной эксплуатации». Поэтому за ним ведется особенно пристальное наблюдение, и стороны периодически обмениваются данными технических исследований.

«По результатам работы в 2015–2017 годах у нас нет вопросов, касающихся использования топлива Westinghouse, так же не возникает вопросов в процессах лицензирования топлива, которое находится в опытной эксплуатации. Наблюдая за процессом выполнения работ экспертов Государственного научно-технического центра ядерной и радиационной безопасности и Госинспекции ядерного регулирования Украины, мы с оптимизмом рассматриваем процесс диверсификации», – заявил во время встречи Григорий Плачков, председатель Государственной инспекции ядерного регулирования Украины.

Украинские специалисты, особенно работники атомных станций и специализированных подразделений НАЭК «Энергоатом», настолько профессиональны, что руководство Westinghouse позволило отечественным специалистам самостоятельно проверять американское топливо. Раньше это делали исключительно специалисты самой компании Westinghouse.

Но четыре года назад Westinghouse поставила в Украину свой специальный исследовательский стенд и привлекла к инспекции работников обособленного предприятия «Атомремонтсервис», входящего в НАЭК «Энергоатом».

Что такое инспекция на исследовательском стенде? Исследовательский стенд – это сборная установка длиной 15 м, которую опускают под воду в бассейн выдержки (такие бассейны есть на каждой атомной станции), а затем в установку погружают ядерную сборку, так называемую кассету. Дистанционно, с помощью камер, манипуляторов, ультразвуковых датчиков специалисты делают десять контрольных замеров.

«Операторы «Атомремонтсервиса» должны удостовериться, что кассета, отработав цикл, не утратила своей геометрии, плотности, конфигурации. Полный срок работы кассеты – четыре года. Но наши проверки намного шире. Кроме кассет, которые мы обязательно проверяем четыре года подряд, есть и такие кассеты, которые отработали год, два, три. Мы наугад достаем их, и также проверяем на стенде. Инспекция проводится ежегодно», – рассказывает Виталий Шикунов, директор ОП «Атомремонтсервис».

От российского ТВС-А топливо компании Westinghouse отличается тем, что оно разборное. Кассета насчитывает 312 твэлов – узких длинных циркониевых труб, внутри которых находятся урановые таблетки. Если инспекция обнаружила какой-то дефект в одном твэле, его можно просто заменить на обычный циркониевый пруток.

То есть на исследовательском стенде, под водой, оператор дистанционными манипуляторами может отделить головку кассеты, получить поврежден твэл и заменить его. Кассету не надо выбрасывать, она может продолжать эксплуатироваться в обычном режиме. К тому же в контракте с Westinghouse предусмотрены условия компенсации стоимости поврежденного твэла с учетом степени его выгорания.

С российским ядерным топливо такого сделать нельзя. И стендов таких у россиян нет. По словам Юрия Недашковского, россияне на Калининский АЭС долгое время держали в исследовательской эксплуатации свой стенд, но ввести его в промышленную эксплуатацию так и не смогли.

Кто и как проводит инспекцию на стенде? В Украине стенд Westinghouse работает только четвертый год. Как рассказывает Виталий Шикунов, топливом специалисты «Атомремонтсервиса» раньше не занимались, хотя среди работников есть много специалистов, которые в свое время работали с ядерным топливом еще на Чернобыльской АЭС (15 декабря 2000 года Чернобыльская АЭС была досрочно выведена из эксплуатации. – Mind). Американское топливо немного другой конструкции, хотя принцип работы такой же, поэтому для работы с ним надо было получить соответствующую квалификацию. 

В 2015 году на территории предприятия «Атомремонтсервис», расположенного в городе атомщиков Славутиче, был построен цех с имитационным бассейном выдержки, где украинские специалисты учились собирать и разбирать настоящий стенд. В цехе идет полная имитация условий эксплуатации, в собранный стенд даже вставляется кассета-имитатор, хотя она без настоящего топлива. После проверки всех настроек и калибровок под водой, люди наблюдают за всем на мониторах, привыкают к отображению. Затем стенд вынимают из воды, упаковывают в специальный контейнер и везут на площадку атомной станции.

Все украинские специалисты сдали экзамены, получили именные сертификаты от фирмы Westinghouse на право работать на этом стенде и на проведение всех контрольных замеров. Работа украинских специалистов значительно экономит средства «Энергоатома», что определенным образом влияет на тариф на электроэнергию. В 2017 году экономия составила 7 млн грн. За время работы украинских специалистов по инспектированию американского топлива каких-либо факторов, приводящих к ухудшению его работы, не было обнаружено.

Когда и зачем создали «Атомремонтсервис»? Обособленное предприятие НАЭК «Энергоатом» – «АРС» – было создано в феврале 2001 года. Туда было переведено около 700 сотрудников, преимущественно высококвалифицированный ремонтный персонал Чернобыльской АЭС. После тщательной очистки в новые цеха предприятия были перенесены станки и оборудование, которое ранее обслуживало блоки Чернобыльской станции.

На сегодня предприятие насчитывает 824 работника. 500 из них – высококвалифицированные мастера – токари, слесари, сварщики; остальные – инженерный, вспомогательный персонал и руководство. Заказчиками выступают четыре атомные станции Украины. Персонал «АРС» проводит все работы – от текущих и капитальных ремонтов на блоках до модернизации, ввода в эксплуатацию нового оборудования и инспекции топлива. Предприятие владеет технологиями и оборудованием ведущих мировых фирм, таких как General Electric, SEBIM, Protem.

Стоимость простоя одного энергоблока составляет 26 млн грн в сутки, а чтобы «поднять» блок после аварийного отключения, иногда необходимо и двое суток.