Борис Марцинкевич. Первый поход ПАТЭС «Академик Ломоносов»

Росатом определил время начала работы ПАТЭС «Академик Ломоносов» в самом северном порту и в самом северном городе России Певеке — это будет декабрь 2019 года. Уже в апреле «Академик Ломоносов» начинает свое путешествие от стапелей Балтийского завода в Санкт-Петербурге на базу Атомфлота в Мурманске, реализация уникального проекта выходит на финишную прямую.

Несмотря на все сложности, возникшие по ходу строительства, проект ПАТЭС (плавучей атомной тепловой электростанции) «Ломоносов» подчиняется какой-то просто железной логике и удивительно точно вписывается в сроки реализации, совпадающие с целым набором факторов. В 2019 году наступает время для вывода из эксплуатации Билибинской АЭС, и ПАТЭС станет новой основой изолированной Чаун-Билибинской энергосистемы. В 2015 году начаты работы по модернизации и расширению порта Певек как одного из самых важных для развития Северного морского пути. На рубеже десятых годов на Чукотке открыты сразу несколько рудных месторождений золота — «Майское», «Клен», «Купол» и другие.



Рудные — значит, разработку предстоит вести шахтным способом, а потому спрос на электроэнергию резко вырастет. Тут, кстати, действует собственная, «региональная арифметика», задаваемая требованиями безопасности изолированной энергосистемы: электрическая мощность блока, включенного в нее, не должна превышать 8-10% ее суммарной мощности. Иначе в случае чрезвычайной ситуации, приводящей к срабатыванию аварийной защиты и отключению блока, энергосистема может просто «развалиться». Именно по этой причине электрическая мощность каждого из четырех блоков ЭГП-6, входящих в состав Билибинской АЭС составляет 12 МВт — в середине семидесятых годов прошлого века, когда АЭС вводили в эксплуатацию, общая мощность Чаун-Билибинской энергосистемы составляла 125 МВт.

На ПАТЭС «Ломоносов» установлены два реактора КЛТ-40С мощностью 35 МВт каждый — следовательно, общую мощность изолированной энергосистемы ждет трехкратный рост. Куда столько, спрашивается? Как говорят геологи, «Чукотка исследована на штык лопаты» — они уверены, что запасы полезных ископаемых полуострова разведаны далеко не полностью. Кроме ставших уже традиционными золота и серебра, недра Чукотки могут дать стране платину, вольфрам, молибден, ртуть, олово, медь, редкоземельные металлы, не сказали своего слова нефтяники и газовики. Суровый северный край может и должен быть освоен намного более основательно, чем это удалось сделать за все прошедшие годы, и Росатом обеспечивает базу для такого развития — ПАТЭС даст региону электрическую энергию и обеспечит Певек теплом.

Энергетические блоки

Не менее логичен и выбор энергетических блоков, установленных на «Академике Ломоносове» — первая в мире плавучая АЭС соответствует всем самым современным требованиям безопасности. Основное энергетическое оборудование — реакторная и паротурбинные установки, электроэнергетическая система унифицированы или являются близкими аналогами энергетических блоков КЛТ-40 и КЛТ-40М, которые работали на лихтеровозе «Севморпуть» и на атомных ледоколах «Таймыр» и «Вайгач». За все время эксплуатации этих энергоблоков не было ни одной нештатной ситуации, а условия работы ледоколов легко представить. Северный морской путь для ледокола — это не только качка, но и постоянные ударные нагрузки, большой диапазон скоростей, который для реактора означает частую смену мощности. Тысячи реакторочасов, наработанных реакторами этого типа показали его надежность и безопасность, которые необходимы для хрупкой экологической системы Крайнего Севера, которые необходимы городу Певек для того, чтобы в условиях заполярных морозов все его жители были спокойны за то, что электричество и тепло в их домах и на рабочих местах будут обеспечены в любую погоду.

Какими бы ни были ветра в районе Певека — условия эксплуатации энергоблоков все равно будут мягче, чем они были у ледоколов, так что уровень надежности ПАТЭС не просто на высоте, он рассчитан с перезапасом. Не возникло дополнительных трудностей и при создании системы внешней защиты — ведь они тоже были отработаны на атомных ледоколах. «Стандартный набор» — защита от возможных действий диверсионной группы террористов-аквалангистов, внешняя оболочка, рассчитанная на гипотетическое падение самолета, все на месте. Критиканство «Гринпис» и единомышленников по этому поводу — не более, чем набор нелепостей. Радиационная безопасность КЛТ-40С, биологическая защита тоже апробированы в условиях работы в качестве судоходной установки, город Певек может быть совершенно спокоен.

Каждый из энергоблоков ПАТЭС включает ядерную, паротурбинную и электроэнергетическую установку, выработка и получение энергии осуществляются по традиционной и отработанной схеме: реакторная установка — турбина — генератор — линия электропередачи. Для отпуска тепла предусмотрено все необходимое тепломеханическое оборудование и тепловые сети, которые свяжут судно с сетями потребителей.


Реакторная установка КЛТ-40С

КЛТ-40С — это водно-водяной реактор, поэтому пар, которому предстоит поступать в тепловую сеть Певека, не несет никакой радиации (еще раз «привет» псевдоэкологам). На номинальной тепловой мощности каждый блок реакторной установки обеспечивает выработку 240 тонн в час пара с температурой 290 градусов — этого вполне достаточно, чтобы и в самые суровые морозы Певек жил в комфортных условиях. Электроэнергия выдается напряжением 10 кВ, что наиболее целесообразно для создания линий электропередач.

Особенности судна «Академик Ломоносов»

Если описывать ПАТЭС как судно, то удобнее всего использовать традиционную классификацию, по которой «Академик Ломоносов» относится к классу регистра КЕ*(2)А2. Символ КЕ* — несамоходное плавучее сооружение с суммарной мощностью первичных двигателей 100 кВт и более, построенное и изготовленное по правилам признанной морским регистром классификационной организации, освидетельствованное при постройке и изготовлении. Символ (2) означает, что при затоплении двух смежных отсеков плавучее сооружение будет оставаться на плаву, не потеряв остойчивости плавучести. Символ (А2) означает, что объем автоматизации позволяет эксплуатацию механической установки одним оператором из центрального пункта управления, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.


ПАТЭС «Академик Ломоносов», Фото: kommersant.ru

Размеры судна 140 метров длины и 30 ширины, осадка пять с половиной метров, высота борта 10, высота надстройки около 30. Водоизмещение составляет 21,5 тысяч тонн — как судно, «Ломоносов» достаточно велик, как АЭС — миниатюрен и изящен. Корпус ПАТЭС цельносварной, разделен перегородками на отсеки, которые формируют два блока — жилой и технологический. В технологическом — сами реакторы и турбины, отсек обращения с ядерным топливом и все необходимые вспомогательные системы и оборудование. От жилой зоны все это отделено непроницаемыми переборками, выполняющими функции биологической и физической защиты. Жилые отсеки рассчитаны на проживание и работу вахтовой смены в количестве 70 человек — каюты, бытовые и рабочие помещения. Корпус ПАТЭС строили с учетом климатических условий, в которых его предстоит эксплуатировать — он изготовлен из стали, обладающей высоким сопротивлением хрупким разрушениям в условиях низких температур, имеет ледовые подкрепления и, разумеется, всеми средствами, необходимыми для буксировки атомным ледоколом.

ПАТЭС готовится к путешествию

В декабре минувшего года «Академик Ломоносов» прошел швартовые испытания, при этом одновременно провели операцию по проворачиванию ротора паротурбинной установки со скоростью 7 оборотов в секунду. Операция очень важная — нужно было убедиться в том, что сборка и центровка всех элементов выполнены в соответствии с проектом, что оси турбины и генератора точно соотнесены друг с другом. Убедились — все в полном порядке, ни одно из предприятий атомного машиностроения ошибок не допустило, монтаж выполнен на высшем уровне. В феврале провели кренование — проверку, которой подвергаются все морские суда. Делают это для того, чтобы убедиться, нет ли расхождений между расчетными и действительными мест нахождения центра тяжести и центра величины судна. Специалисты Балтийского завода практически, «руками» определили координаты центра тяжести судна, необходимые для расчетов весовой нагрузки, остойчивости и непотопляемости. На сегодняшний день готовность судна к отправке определяется как 98% — в мае Росатомофлот готов принять ПАТЭС на своей базе в Мурманске, в начальном пункте Северного морского пути.



Именно здесь, в Мурманске в реакторы будет загружено ядерное топливо и проведена операция физического пуска, хотя изначально планировалось осуществить этот этап в Санкт-Петербурге. Но в дело вмешались... юристы. По словам генерального директора Росатома Алексея Лихачева:

«Международное морское право не успело за нашими разработками, в нем отсутствует понятие «несамоходного плавучего ядерного объекта». Поэтому многие вопросы, которые задают нам наши соседи и партнеры по Балтийскому региону, юридически не могут быть решены».

Как видите, Росатом решает проблему безработицы комплексно — стараниями нашей атомной корпорации теперь и юристам-международникам, специалистам по морскому праву, будет чем заниматься. А база Росатомфлота в Мурманске обладает всей необходимой инфраструктурой, специалистами и навыками для загрузки ядерного топлива, так что такое решение вопроса с загрузкой топлива оправдано со всех сторон — с международной юридической, с экономической и технологической. Ждать, пока юристы выполнят все их согласования, нет ни какого смысла — у Росатома есть график, Певек ждет прибытия ПАТЭС в указанные сроки, ведь на берегу тоже идет серьезная, напряженная работа.

Чукотка ждет дорогого «гостя»

В Билибино завершается разработка проекта нового энергоцентра — город не должен испытывать проблемы с теплоснабжением после окончательной остановки АЭС. Специалистам питерского «НГ-Энерго» предстоит решить комплексную задачу — не только спроектировать теплоэнергоцентраль, но и придумать, как привозить сюда топливо. Такая проблема тут не стояла все время работы Билибинской АЭС, а теперь, вне зависимости от того, на чем именно будет работать новая ТЭЦ нужны дороги — самая больная тема для Чукотки, поскольку дороги тут приходится прокладывать по вечной мерзлоте, с ее коварным характером. Несколько лет назад вечная мерзлота показала, что бывает, если игнорируют ее капризы. Город Певек снабжался водой из собственного водохранилища, которое было создано при помощи грунтовой плотины, преградившей бег реки Певек. Большой объем воды в летнее время становился отличным аккумулятором тепла, в результате вечная мерзлота под дном водохранилища несколько лет «размышляла» над происходящим, а потом решила, что ей пора оттаивать. В результате вода стала все активнее просачиваться через плотину и, в конце концов, пришлось потратить немало усилий на ее капитальный ремонт.


Певек и Билибино на карте Чукотки, Рис.: basov-chukotka.livejournal.com

Север не терпит ни малейшей ошибки, так что энергетикам в Билибино предстоит решить не самую простую задачу — придумать не только то, что относится к функционированию теплового и энергетического узла, но и тщательно спроектировать склады для топлива, рассчитать трассу и проложить дорогу до Певека. Певек до настоящего времени обеспечивает себя углем за счет северного привоза с якутских месторождений, не самое дешевое удовольствие с учетом того, что отопительный сезон здесь длится 10 месяцев. Определенные надежды жители Чукотки теперь связывают с развитием проекта «Арктик Уголь» — с добычей углей Таймыра. Для нас, жителей центральной части России, все эти края кажутся бесконечно далекими, но Арктика, очнувшись от тяжелого сна 90-х годов минувшего века, проснулась и развивается, растет грузооборот СМП. Так что пора привыкать без удивления относиться к такой вот информации — уголь с Таймыра, от новых портов возле Диксона доставлять на Чукотку ближе, чем из Якутии.

Готовится к встрече с «Академиком Ломоносовым» и порт Певек. Осенью прошлого года сюда по СМП доставили 15’000 тонн строительных материалов и металлоконструкций, работы по строительству гидротехнических сооружений и береговой инфраструктуры идут без остановок, на берегу даже появился собственный бетонный завод. Трест «Запсибгидрострой» уже выполнил все работы по устройству свайного основания берегоукрепления, завершается строительство подходной дамбы, свайного основания соединительного участка, строится мол-причал. В январе этого года Главгосэкспертизавыдала положительное заключение по итогам рассмотрения проекта строительства всех портовых сооружений, одобрила и темпы строительства и сооружения всей инфраструктуры — Певек успевает закончить все в предусмотренные сроки. Но синхронизация работ на Балтийском заводе и в порту — это еще не все, что предстоит сделать для того, чтобы ПАТЭС могла успешно выполнять свою работу.

Что еще? Правильно — электрические сети. Их спроектировали и построили более полувека тому назад, с учетом климатических условий несложно представить, в каком они находятся состоянии. Но это мы можем представить, ахнуть и на этом закончить выражение эмоций. А вот специалистам государственного энергетического концерна РусГидро, в ведении которого с 2011 года находится вся энергетика Дальнего Востока, Камчатки и Чукотки просто «ахать» не приходится — им пришлось разрабатывать всю систему электропередач практически с нуля, поскольку доставшееся им «богатство» дешевле снести и построить все заново, чем пытаться ремонтировать.

В январе проект линии электропередачи Певек-Билибино прошел техническую экспертизу. Две подстанции, 491 км трассы ЛЭП, для которой необходимо установить 4,5 тысячи опор. Все это нужно привезти, для каждой опоры ЛЭП оборудовать основания, что в условиях вечной мерзлоты — отдельная инженерная проблема. Предварительная смета на весь этот проект составляет около 18 млрд рублей — немалая сумма, но этот далекий край удивителен тем, что такие вложения здесь имеют совершенно ясные перспективы возвращения.

Энергетики обеспечат развитие

Порт Певек решением правительства России должен стать одним из трех главных опорных пунктов Севморпути — Мурманск, Диксон и «морская столица Чукотки». Аэропорт «Певек» — второй по размеру на Чукотке, связан прямыми авиарейсами не только с Анадырем, но и с Москвой. В Чаунском районе. Административным центром которого является Певек — пять крупных месторождений золота, есть надежда на то, что в ближайшие годы здесь начнет работу постоянная геолого-разведочная экспедиция, что позволит продолжить изыскания — по имеющимся сведениям, вполне возможно, что пропадет необходимость везти сюда уголь дорогостоящим северным завозом, есть надежда на собственные месторождения.

Нельзя исключать и того, что интерес Росатома к Певеку будет связан не только с работой ПАТЭС «Академик Ломоносов», но окажется куда как шире — геологи говорят, что в подземных кладовых нашлось место и для урана. В 2016 году произошло еще и маленькое бюрократическое чудо — весь городской округ Певек и его морская акватория были включены в границы свободного порта Владивосток. Забавно, но, главное, что очень полезно — законодательство России позволяет снизить до 0% налоговые ставки на прибыль в части, поступающей в окружной бюджет, обнулить ставки на имущество организаций и на земельные участки. Реакция на такое решение уже есть — зарубежные компании проявляют все больший интерес к Чукотке, появляются уже и вполне конкретные планы инвестиций в порт, в добычу и переработку полезных ископаемых.

В планах Роснефти и Газпрома — геологоразведка шельфа Восточно-Сибирского моря, в планах угольных компаний Якутии — организация перевалочной базы в порту. Так что и Росатом, и РусГидро могут спокойно делать свою часть работы в едва ли не самом отдаленном российском регионе — перспективы его «многопрофильного развития» уверенно превращаются в конкретные проекты, каждому из которых будет необходима электроэнергия и тепло.



Заканчивая статью, нельзя забыть об одной сугубо технической детали. Реакторы КЛТ-40С, о которых мы обязательно расскажем подробнее, каждые 12 лет требуют серьезного планово-предупредительного ремонта, проводить который придется на главной северной базе Росатома — в Мурманске. Срок проведения такого ремонта — 12 календарных месяцев, да еще доставка ПАТЭС из Певека и обратно. Год с лишним без электроэнергии и без теплоснабжения на севере Чукотки — это совершенно не разумно, намного правильнее, если на время отсутствия ПАТЭС «Академик Ломоносов» у причальной стенки будет трудиться его младший брат.

Нет, Аналитический онлайн-журнал Геоэнергетика.ru не берется ничего предсказывать или загадывать, мы сейчас только про планово-профилактические ремонты реакторных установок, не более того. Если же кто-то видит в этом намек на то, что вслед за головным проектом плавучей атомной тепловой электростанции должны последовать и серийные изделия — так он прав!

Борис Марцинкевич

* * *