Инновационная конструкция с акцентом на безопасность и экономическую эффективность является ключевым элементом технологии реактора на новой и на данный момент крупнейшей китайской атомной электростанции.
В течение многих лет китайская ядерная энергетическая программа использовала несколько технологий, опираясь на опыт собственных инженеров и инженеров других стран, а также одновременно реализуя собственную программу разработки реакторов и экспорта технологий.
14-й пятилетний план экономического развития страны включает правительственный план установки к 2025 году не менее 70 ГВт атомных генерирующих мощностей.
В соответствии с этим планом АЭС Хунъяньхэ уже полностью введена в эксплуатацию; в прошлом году были подключены к энергосистеме 5 и 6 энергоблоки, т.е. завершена II фаза строительства станции. Хунъяньхэ является крупнейшей атомной электростанцией в Китае: все шесть энергоблоков генерируют 6,71 ГВт. На 5 и 6 энергоблоках установлен наиболее безопасный и экономически эффективный реактор ACPR-1000.
«Китай как самая густонаселенная страна потребляет больше всего энергии, основная часть которой поступает от сжигания угля», - говорит Динара Ермакова, инженер-ядерщик из калифорнийского Института Антропоцена. «Ожидается, что спрос на энергию в стране будет расти пропорционально развивающейся экономики. Китай поставил перед собой смелые цели по достижению «углеродной нейтральности» до 2060 года и пикового уровня выбросов CO2 до 2030 года. Расширение местного рынка ядерных технологий окажет влияние на декарбонизацию всех производственных процессов и углеродоемких отраслей (например, производства стали и цемента), требующих высоких температур, которых трудно добиться с помощью возобновляемых источников энергии».
АЭС Хунъяньхэ, расположенная в городе Дунган, Вафандянь, в китайской провинции Ляонин, принадлежит и управляется Liaoning Hongyanhe Nuclear Power Co. (LHNP), совместным предприятием China General Nuclear (CGN) и State Power Investment Corp. Каждая из этих компаний владеет по 45% акций; оставшиеся 10% принадлежат Даляньской муниципальной строительной инвестиционной организации.
LHNP заявила, что общий объем инвестиций в электростанцию составил около 75 млрд. юаней (Renminbi), т.е. более 12 млрд. долларов США.
Диспетчер атомной станции Хунъяньхэ наблюдает за работой шестого энергоблока. Шестой энергоблок был введен в эксплуатацию в июне этого года.
В пресс-релизе CGN от 23 июня, объявляющем о начале эксплуатации 6-го энергоблока (рис. 1), говорится: «АЭС Хунъяньхэ — первая атомная электростанция в Северо-Восточном Китае и крупнейший инвестиционный проект в области электроэнергетики в Северо-Восточном Китае. В рамках проекта было построено в общей сложности шесть гигаваттных ядерных энергоблоков. Строительство шестого энергоблока АЭС Хунъяньхэ, который был введен в эксплуатацию сегодня, началось в июле 2015 года, он был впервые подключен к сети 2 мая этого года, после чего были проведены серия пуско-наладочных испытаний и 168 часов непрерывной работы на полную мощность.
«После того, как все шесть блоков I и II фазы АЭС Хунъяньхэ были полностью введены в эксплуатацию, АЭС Хунъяньхэ стала крупнейшей в Китае действующей атомной электростанцией по установленной мощности». АЭС присуждались различные награды, за ее важность для будущего экономического и энергетического роста Китая, а также инновационность конструкции реакторов 5-го и 6-го энергоблоков.
Реактор ACPR-1000.
Реактор ACPR-1000 — ACPR расшифровывается как Advanced Chinese PWR (реактор с водой под давлением) — был разработан компанией China Guangdong Nuclear Power Corp., которая в 2013 году изменила свое название на CGN. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), «конструкция реактора сосредоточена на безопасной работе реактора при одновременном повышении экономической эффективности». Эта усовершенствованная версия 3-петлевого CPR-1000 имеет более высокие сейсмические стандарты, оснащена двойной защитной оболочкой и уловителем активной зоны реактора для смягчения SA [спектрального ускорения]. Реактор спроектирован с учетом SAMS [оценки сейсмического запаса], включая внутрикорпусные системы удержания и распыления для отвода тепла из защитной оболочки. МАГАТЭ в документе с подробным описанием передовых конструкций больших водоохлаждаемых реакторов отметила, что «ACPR-1000 отвечает основным требованиям безопасности после аварии на АЭС Фукусима».
«АЭС Хунъяньхэ является крупнейшей в Китае и одной из крупнейших в мире атомных электростанций», - сказала Лесли Дюан, соучредитель RadiantNano, компании по ядерным технологиям, базирующейся в Массачусетсе. «Электричество, производимое АЭС Хунъяньхэ жизненно необходимо для перехода Китая от ископаемых видов топлива, особенно в регионе, которые зависят от угольной энергетики. После ввода в эксплуатацию всех шести энергоблоков станция предотвратит выбросы примерно 40 миллионов тонн CO2 в год. Агрессивное расширение ядерной энергетики в Китае показывает, что если страна стремится улучшить качество воздуха, предотвратить дальнейшее изменение климата и сохранить внутреннюю энергетическую безопасность, то такая быстрая декарбонизация становится возможной».
Дюан отметила, что «Хунъяньхэ — это первый коммерческий проект ядерного теплоснабжения в Северо-Восточном Китае. Использование атомной энергии для централизованного теплоснабжения является важнейшим компонентом декарбонизации энергетического сектора. Ранее централизованное теплоснабжение в регионе осуществлялось с помощью угольных котлов, которые производили выбросы большого количества CO2, оксидов серы, азота и других мелких твердых частиц, загрязняющих воздух. Атомное теплоснабжение, безусловно, более надежно, безопасно и экологично».
Дюан, отметив важность технологии реакторов на 5 и 6 энергоблоках АЭС Хунъяньхэ, сказала: «ACPR-1000 — новое поколение реакторов с водой под давлением, которые разработаны в соответствии со стандартами безопасности после Фукусимы. Они имеют двойную оболочку, дополнительные системы распыления, улавливатель активной зоны реактора и обладают повышенной сейсмоустойчивостью».
АЭС Хунъяньхэ расположена в сейсмоопасной провинции Ляонин, поэтому такой фактор, как повышенная сейсмоустойчивость гарантирует, что такие реакторы в перспективе более привлекательны для экспорта в сейсмоопасные районы по всему миру. Китай является единственным владельцем интеллектуальной собственности, лежащей в основе конструкции, что может оказаться очень ценным, так как Китай продолжает продвигать экспорт своих технологий в сфере ядерной энергетики».
Впервые ACPR-1000 был использован для пятого энергоблока АЭС Янцзян в провинции Гуандун в Китае, который был введен в эксплуатацию в 2018 году. CGN заявила, что конструкция реактора включает в себя основные технические характеристики и особенности безопасности реакторных установок третьего поколения.
«В PWR в качестве теплоносителя используется вода, которая под высоким давлением подается в активную зону реактора и нагревается за счет реакции ядерного деления», — сказала Ермакова. «Конструкция реактора PWR составляет большинство всех реакторов в мире. ACPR-1000 имеет полные права на интеллектуальную собственность Китая и отвечает основным требованиям безопасности после аварии на Фукусиме, таким как дополнительный запас охлаждающей воды, а также запас модульной аварийной энергии. Это важный проект, на долю которого приходится примерно 12% ядерной мощности страны, и он обеспечивает как электричество, так и централизованное теплоснабжение. Китай является единственным владельцем интеллектуальной собственности, что позволяет экспортировать технологии».
АЭС в эксплуатации с 2013 года.
Блоки 1 и 2 АЭС Хунъяньхэ эксплуатируются с июня 2013 года и мая 2014 года соответственно. Третий энергоблок был запущен в августе 2015 года, а четвертый - в сентябре 2016 года. Строительство пятого энергоблока началось в марте 2015 года, а шестого через четыре месяца.
6-й энергоблок, кроме обеспечения энергоснабжения региона на северо-востоке Китая, также будет поддерживать отопление домов и предприятий на площади более 242 000 квадратных миль в городе Хунъяньхэ, где в прошлом году были периодические отключения электроэнергии из-за перебоев в сети.
В пресс-релизе CGN говорится: «Годовая генерирующая мощность АЭС Хунъяньхэ достигает 48 млрд. кВтч, что составляет около 20% от общего потребления электроэнергии в провинции Ляонин. По сравнению с угольными электростанциями такого же масштаба, это эквивалентно сокращению потребления стандартного угля примерно на 14,52 млн. тонн, сокращению выбросов углекислого газа примерно на 39,93 млн. тонн, что эквивалентно посадке 108 000 га леса».
Официальный представитель Национальной комиссии по развитию и реформам (NDRC), главного агентства Китая по экономическому планированию, в конце сентября подробно рассказал о том, как Китай будет продолжать развивать новые виды инфраструктуры для производства электроэнергии. Это включает в себя ядерную энергетику, с целью установки к 2025 году 70 ГВт ядерных генерирующих мощностей по сравнению с 50 ГВт сегодня. Согласно данным Национального управления энергетики Китая, установленная мощность возобновляемых источников энергии, к которым относятся гидроэнергетика, солнечная, ветряная энергия и биомасса, составляет около 1100 ГВт. Это в три раза больше, чем в США, которые занимают второе место по установленной мощности возобновляемых источников энергии.
«Атомная энергетика становится экономически выгодной благодаря масштабам, в которых Китай планирует реализовывать свои атомные проекты», - сказала Ермакова. «Способность Китая стандартизировать производство в различных отраслях промышленности с целью обеспечения хорошо отлаженной системы проектирования, обеспечения качества, безопасности и строительства АЭС позволит стране избежать перерасхода средств и задержек в строительстве, которые являются факторами, влияющими на общую экономику ядерных проектов».
Ермакова добавила: «Благодаря ACPR-1000, на который распространяется право интеллектуальной собственности, Китай может экспортировать технологию в страны Азии, а в перспективе и в страны Запада. Атомная энергетика является ключевым компонентом плана Китая по экспорту энергетических технологий в рамках инициативы «Один пояс, один путь», и если Китай сможет обеспечить гибкое финансирование развивающихся стран, одновременно совершенствуя систему строительства стандартизированных атомных электростанций, этот план вскоре может стать реальностью».