Проектирование энергоустановок с газоохлаждаемыми реакторами - Показатели затрат на снятие ЭУ с эксплуатации

Очевидно, что этот вопрос не стоит на повестке дня, однако через 20—30 лет проблема снятия ЭУ с эксплуатации станет весьма актуальной. Вместе с тем в процессе проектирования, строительства и последующей эксплуатации ЭУ необходимо учитывать материальные затраты на снятие ЭУ с эксплуатации. Эти затраты, по-видимому, в значительной степени будут определяться типом ЭУ, и их целесообразно было бы включать в стоимость производимой полезной энергетической продукции. Конечным этапом снятия ЭУ с эксплуатации будет подготовка занимаемой ею площадки к повторному использованию, при этом следует иметь в виду, что в значительной степени показатели затрат будут определяться конструкционными решениями, заложенными при проектировании основного оборудования и всей ЭУ в целом.
Рассмотрим такой пример. Один из самых сложных и обладающих значительными массогабаритными характеристиками узлов ЭУ — корпус реактора. Как известно, сейчас наметилась определенная тенденция в создании корпусов высокого давления из предварительно напряженных материалов, в частности из железобетона и чугуна, причем последний, имеющий некоторые преимущества технологического характера по сравнению с ПНЖБ, можно достаточно легко демонтировать [84].
Возможно, в будущем мы не сможем рекультивировать промышленные площадки для последующего использования, что означает исключение этих земель из обращения. В настоящее время рассматривается несколько возможных вариантов (табл. 2.13) снятия АЭС с эксплуатации. Вариант 1 предполагает, что после остановки реактора удаляется топливо и радиоактивные отходы, а сама ЭУ находится под контролем. Вариант 2 предусматривает удаление топлива, отходов и отдельного оборудования в пределах биологической защиты, после чего сооружается защитная оболочка и ЭУ в дальнейшем также находится под контролем. Вариант 3 предполагает полное удаление всего радиоактивного оборудования, и в этом случае контроль уже не требуется.

Таблица 2.13
Ориентировочная стоимость снятия АЭС с эксплуатации (мощность АЭС 1100 МВт (эл.), время работы 40 лет с kти = 0,8) по ценам 1977 г.

Отметим, что ЭУ с ВТГР рассматривалась только как источник производства электроэнергии. Очевидно, что показатели затрат на снятие ЭУ с эксплуатации на 1 МВт полезной мощности при комплексном использовании тепла ВТГР будут существенно ниже.
Факторы, определяющие экологический ущерб от производства различных видов энергии, не исчерпываются перечисленными. Очевидно, и это покажут дальнейшие разработки этого вопроса, имеются другие факторы, учет которых необходим при выборе типа ЭУ в процессе ее проектирования. К этим факторам, например, могут быть отнесены затраты на рекультивацию территории при ликвидации последствий основной проектной аварии, количество затрачиваемой энергии на изготовление оборудования, учет риска при перевозке облученного топлива, количество невосполнимых или исчезающих материалов, затрачиваемых на сооружение установки, и т. п.
Очевидно, что факторы, определяющие экологическую совместимость вновь проектируемых и уже существующих атомных ЭУ с окружающей средой, требуют более строгого количественного учета. Наиболее правильным было бы сравнивать различные типы ЭУ по суммарному экологическому ущербу, наносимому окружающей среде всеми перечисленными выше факторами. Однако определение такого показателя вызывает значительные трудности, так как необходимо сравнить факторы, относительный вклад которых в экологический ущерб не поддается сравнительной количественной оценке, например, тепловые и радиоактивные сбросы.
Для сравнения экологического ущерба от ЭУ можно использовать также определение полезной мощности (табл. 2.14), которая может быть получена на том или ином типе ЭУ при одинаковых для всех сравниваемых ЭУ значениях сбрасываемого тепла (Qсбр), радиоактивных выбросов в окружающую среду (Д), радиоактивных захороняемых отходов εзах, стоимости площади, необходимой для размещения установки (SC), и т. д. [86].
Для иллюстрации этого положения в табл. 2.14 приведены относительные значения полезной мощности ЭУ с различными типами реакторов при одинаковых значениях перечисленных выше показателей.

Таблица 2.14
Полезная относительная мощность различных ЭУ при одинаковых

Сравнительным показателем ЭУ с различными типами реакторов при условии равнозначности суммарного экологического ущерба и при одинаковой полезной мощности для каждой из установок может быть также их стоимость, которая, вероятно, будет отличаться, так как для каждой установки потребуются различные мероприятия, обеспечивающие выполнение условий равнозначности. Тогда преимущество останется за теми ЭУ, стоимость и эксплуатационные расходы которых с учетом факторов экологического воздействия будут минимальными.
Совершенствование методики оценки возможного экологического ущерба — необходимый момент в определении стратегической линии развития энергетики будущего в целом и в выборе реакторных концепций атомной энергетики в частности. Это необходимо потому, что промышленное внедрение проектируемых сейчас реакторных установок начнется в тот период развития энергетики, когда экологические факторы, возможно, станут определяющими.
Анализ результатов относительной оценки экологических критериев различных типов ЭУ ориентирует на определенные технические решения при проектировании установок. Так, для ЭУ с ВТГР и БГР получение высоких показателей экологических критериев возможно при условии: достижения максимальных значений η; применения схем отвода тепла на основе воздушных систем охлаждения; уменьшения относительной скорости выхода (R/B) продуктов деления в гелиевый контур; создания высокоэффективных систем очистки гелия от радиоактивных продуктов деления; уменьшения утечек теплоносителя первого контура в атмосферу; сооружения оболочки безопасности с автономно замкнутой системой вентиляции; обеспечение возможности проведения дезактивационных работ основного оборудования первого контура с последующим демонтажем; сокращения количества материалов активной зоны, идущих в переработку или на длительное захоронение; повышения глубины выгорания топлива; сокращения массы высокоактивных отходов как в процессе эксплуатации, так и в период снятия АЭС с эксплуатации; сокращения количества применяемых конструкционных материалов на основе исчезающих компонентов (никель, серебро и т. д.); применения конструкторских и проектных решений, исключающих вероятность радиоактивных выбросов в окружающую среду при основной проектной аварии (см. гл. 7).