Анализ вариантов совершенствования АСММ на основе РУ Шельф

Список использованных сокращений 8
Введение 9
1 Атомные станции малой мощности 10
1.1 Основные преимущества и недостатки АСММ 10
1.2 Наиболее проработанные варианты 12
2 Проекты АСММ с водоохлаждаемыми реакторами 13
2.1 АЭС Carem 25 (Аргентина) 13
2.2 NuScale(США) 14
2.3 SMART (Южная Корея) 15
3 Проекты АСММ с неводоохлаждаемыми реакторами 16
3.1 HTR-PM (Китай) 16
3.2 МГР-ГТ (Россия) Ошибка! Закладка не определена.
4 Реакторные установки малой мощности на быстрых нейтронах 18
4.1 СВБР-100 (Россия) 18
4.2 PRISM (США) 19
5 АСММ на основе РУ Шельф 21
5.1 Описание РУ Шельф 21
5.2 Варианты совершенствования РУ Шельф 37
5.3 Расчётное моделирование различных компоновок активной зоны проекта РУ «ШЕЛЬФ» 39
5.4 Совершенствование корпуса РУ 40
5.5 Инновационный метод производства элементов РУ 42
5.6 Анализ расчетных оценок представленных модернизаций РУ 44
6 Альтернативные тепловые циклы АСММ 47
6.1 Паровой цикл Ренкина 47
6.2 Органический цикл Ренкина 48
6.3 Цикл Брайтона 50
6.4 Цикл Брайтона на сверхкритическом диоксиде углерода 51
6.5 Бинарный цикл на водо-фреоновом рабочем теле 55
6.6 Бинарный цикл на водоаммиачном рабочем теле 58
6.7 Особенности электростанций на НКРТ 59
6.8 Выбор рабочего тела 61
6.9 Перспективы применения установок с низкокипящим рабочим телом 62
7 Технико-экономический анализ АЭС на основе РУ Шельф 65
7.1 Исходные данные 65
7.2 Оценка топливной составляющей электроэнергии 66
7.3 Оценка средневзвешенного тарифа на электроэнергии 69
7.4 Анализ эффективности инвестиционных проектов для АЭС с РУ Шельф с циклом Ренкина и циклом Брайтона на SCO2 70
7.5 Оценка чувствительности и устойчивости инвестиционного проекта АСММ с РУ Шельф на базе цикла Брайтона на SCO2 76
7.6 Сценарный анализ 77
Заключение 81
Список литературы 82

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире вопрос обеспечения энергетической безопасности и снижения углеродного следа становится все более актуальным. Атомная энергетика является одним из важных источников энергии, обладающим низким уровнем выбросов парниковых газов.
Модернизация АСММ Шельф является не просто техническим усовершенствованием, а стратегическим шагом к будущему атомной энергетики. Она обеспечит не только повышение эффективности и безопасности, но и расширит возможности использования этой технологии для решения глобальных проблем энергетики и климата. Важно отметить, что модернизация АСММ должна проводиться в строгом соответствии с международными стандартами безопасности и с учетом опыта других стран в этой области. Только в этом случае атомная энергетика может стать настоящим мотором устойчивого развития. Достижение этой цели предполагает анализ существующих методов модернизации, выявление ключевых проблем и перспективных направлений развития таких атомных установок.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Атомные станции малой мощности
АСММ представляют собой компактные ядерные реакторы, способные генерировать электроэнергию до 300 МВт электрической мощности. Они разработаны для обеспечения энергоснабжения в удаленных и труднодоступных районах, а также могут использоваться для локального энергопотребления или в качестве источника энергии для производственных или промышленных нужд.
Основное отличие АСММ от крупных атомных электростанций заключается в их более компактном размере, более простой конструкции и возможности создания модульных решений. Эти станции часто основаны на безопасных и эффективных реакторах, спроектированных для минимизации затрат и повышения долговечности.
АСММ играют важную роль в обеспечении устойчивого энергетического развития, особенно в контексте роста энергопотребления и поиска альтернативных источников энергии с низким уровнем выбросов углерода. Использование АСММ способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду и способствует разнообразию энергетических решений, делая их перспективным вариантом для многих стран.
1.1 Основные преимущества и недостатки АСММ
Отметим следующие преимущества АСММ:
1. Реакторные модули малых атомных электростанций (АЭС) изготавливаются в виде готовых блоков на крупных машиностроительных заводах. Это одно из основных преимуществ АСММ позволяет сократить сроки, снизить сложность и дороговизну строительства [1].
2. Малые АЭС могут быть очень маневренными, в отличие от больших, и могут хорошо дополнять нестабильные источники энергии, такие как солнце и ветер. Например, такую АЭС малой мощности можно расположить на железнодорожных составах или на плаву, как проект плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС).
3. Преимущества АСММ включают в себя снижение рисков ядерных аварий и возможного ущерба для третьих лиц, а также минимизацию экологических последствий для окружающей среды. Малые модульные АЭС также являются экологически чистыми энергиями, что способствует снижению углеродного следа [2].
4. В сравнении с большими АЭС, малые модульные АЭС стоят дешевле и могут увеличить мощность последовательно, благодаря строительству новых модулей. Это в свою очередь повышает привлекательность финансирования таких энергопроектов. Кроме того, малые модульные АЭС обладают повышенной надежностью благодаря своей упрощенной и прочной конструкции и минимизации использования компонентов, необходимых для их эксплуатации и технического обслуживания [1].
5. Малые модульные АЭС также представляют собой предельно упрощенные решения для их вывода из эксплуатации после выработки их технического ресурса. Они также нуждаются в меньшем количестве персонала, что положительно влияет на их экономичность и безопасность в целом.
6. АСММ влияют на расширение рынка использования ядерной энергии, путем включения в него тех стран, где на данный момент использование мировых ядерных технологий невозможны
7. Применение АСММ в качестве источников теплоснабжения, т.е. одновременной генерации электрической и тепловой энергии, может значительно повысить экономическую эффективность станции и уменьшить расход ядерного топлива. Например, платформы использования АСММ могут быть применены для энергоснабжения военных объектов, промышленных предприятий металлургии, буровых и других энергоемких производств, которые нуждаются в стабильном и независимом источнике энергии.
8. Еще одним перспективным направлением использования малых модульных АЭС является возможность опреснения воды, что позволяет сократить расходы на электроэнергию по сравнению с традиционной дистилляцией, которая более дорогостоящая и менее благоприятная для окружающей среды. Ядерное опреснение воды можно применять в регионах, прилегающих к морям. Одна малая модульная реакторная установка может опреснять в день примерно 75 тысяч кубических метров морской воды. Атомно-водородная энергетика может стать способом масштабного и экологически чистого производства водорода на малых модульных АЭС [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ишеков А. Г. и др. Анализ экономической эффективности атомных станций малой мощности //Атомная энергия. – 2007. – Т. 102. – №. 6. – С. 331-336.
2. Худяков И. С., Власичев Г. Н. Обзор современных тенденций и основных конструктивных решений для реакторных установок малой мощности //Труды НГТУ им. РЕ Алексеева. – 2021. – №. 2 (133). – С. 50-59.
3. Атомные станции малой/средней мощности и плавучие атомные теплоэлектростанции // АО «ОКБМ Африкантов» URL: http://www.okbm.nnov.ru/businessdirections/atomnye-stantsii-maloy-sredney-moshchnosti-i-plavuchie-atomnye teploelektrostantsii / (дата обращения: 29.04.2023). Четвертое поколение реакторов // Хабр (URL: https://habr.com/ru/post/368653).
4. Бор С.М., Благовещенский А.Я., Логинов И.Н. Технические и экономические аспекты применения модульных реакторных установок // Вестник научно-технического развития. 2016. – С. 19-28. URL: http://www.vntr.ru/ftpgetfile.php?id=951.
5. Benito Mignacca, Mahmoud Alaassar, Giorgio Locatelli, Diletta Colette Invernizzi We never built small modular reactors (SMRs), but what do we know about modularization in construction? // Proceedings of the 2018 26th International Conference on Nuclear Engineering ICONE26 July 22-26, 2018.
6. Кузнецов В. В. Обзор существующих и перспективных атомных станций малой мощности в Российской Федерации и за рубежом //Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики/Под ред. Саркисова АА; М. – 2011.
7. Сайт: http://www.atominfo.ru/newso/v0397.htm. Доклад по: "Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики: сб. докладов IV Международной научно-технической конференции (27-30 сентября 2016 г., Москва)". - М.: Изд-во АО "НИКИЭТ", 2016. - T. 1 - сс.582-586.
8. РАСЧЁТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОНОВОК АКТИВНОЙ ЗОНЫ ПРОЕКТА РУ «ШЕЛЬФ» - А.С. ГОРБАЧ, Р.В. ФОМИН. Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ. УДК 621.039.5.

Весь текст будет доступен после покупки