ВВЭР-1200

ВВЭР-1200 — это водо-водяной энергетический реактор поколения III+, разработанный в России. Представляет собой эволюционное развитие серии реакторов ВВЭР-1000 и является головным проектом в рамках программы «ВВЭР-ТОИ» (типовой оптимизированный информатизированный). Реактор относится к классу легководных реакторов с водой под давлением (PWR) и предназначен для выработки электрической и тепловой энергии на атомных электростанциях. Основными особенностями ВВЭР-1200 являются повышенная мощность (1200 МВт электрических), улучшенные показатели безопасности, соответствующие современным международным требованиям (в том числе постфукусимским), и увеличенный срок службы (60 лет с возможностью продления до 80 лет).

История создания

Разработка ВВЭР-1200 началась в 2000-х годах в рамках программы модернизации российского атомного энергомашиностроения. Предшественником реактора является ВВЭР-1000, который эксплуатировался на многих АЭС в России и за рубежом, но к началу XXI века его конструкция требовала существенного обновления для соответствия новым стандартам безопасности, особенно после аварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году.

Проект «ВВЭР-ТОИ» был разработан инженерным дивизионом госкорпорации «Росатом» (в первую очередь — АО «Атомэнергопроект» и ОКБ «Гидропресс»). Первый энергоблок с реактором ВВЭР-1200 был введён в эксплуатацию на Нововоронежской АЭС (энергоблок № 6) в 2016 году. Второй блок (№ 7) был пущен в 2019 году. Эти блоки стали эталонными для последующих проектов, включая Ленинградскую АЭС-2 (энергоблоки № 1 и № 2, пущены в 2018 и 2021 годах соответственно) и зарубежные станции, строящиеся по российским проектам.

Конструкция и принцип действия

ВВЭР-1200 является реактором корпусного типа. В герметичном корпусе из высокопрочной стали размещается активная зона, состоящая из тепловыделяющих сборок (ТВС) с топливом — диоксидом урана. Вода под высоким давлением (около 16,2 МПа) выполняет функции теплоносителя и замедлителя нейтронов. Она циркулирует через активную зону, нагреваясь до температуры около 330 °C, и не кипит благодаря высокому давлению.

Основные элементы

• Корпус реактора: цилиндрический сосуд из стали 15Х2НМФА, рассчитанный на давление 17,6 МПа и температуру до 350 °C. Диаметр корпуса — около 4,5 м, высота — около 12 м.
• Активная зона: состоит из 163 тепловыделяющих сборок, каждая из которых содержит 312 топливных стержней (твэлов). В центре сборок расположены каналы для органов регулирования.
• Система управления и защиты (СУЗ): включает 121 орган регулирования, в том числе 12 аварийных стержней, которые вводятся в активную зону для быстрого глушения реактора.
• Главный циркуляционный насос (ГЦН): обеспечивает прокачку теплоносителя через активную зону. На ВВЭР-1200 установлены четыре ГЦН, каждый производительностью около 20 000 м³/ч.
• Парогенераторы: четыре горизонтальных парогенератора, в которых тепло от первого контура передаётся воде второго контура, превращая её в пар. Пар поступает на турбину.

Принцип работы

Тепло, выделяющееся в активной зоне при делении ядер урана-235, передаётся воде первого контура. Нагретая вода поступает в парогенераторы, где отдаёт тепло воде второго контура, которая кипит, образуя пар. Пар вращает паровую турбину, соединённую с электрогенератором. Отработанный пар конденсируется и возвращается в парогенератор. Первый контур остаётся замкнутым и не контактирует с окружающей средой, что обеспечивает радиационную безопасность.

Безопасность

ВВЭР-1200 соответствует современным требованиям безопасности, включая «постфукусимские» стандарты. В конструкции заложены системы пассивной и активной безопасности, дублирующие друг друга.

Пассивные системы

• Пассивная система отвода тепла (ПСОТ): обеспечивает охлаждение реактора в течение 72 часов без вмешательства оператора и без использования внешнего электроснабжения. Тепло отводится через теплообменники, расположенные в атмосфере.
• Ловушка расплава: устройство, расположенное под корпусом реактора, предназначенное для удержания и охлаждения расплавленного топлива в случае гипотетической аварии с расплавлением активной зоны. Ловушка предотвращает выход радиоактивных веществ за пределы гермооболочки.
• Система пассивного отвода тепла от парогенераторов: позволяет отводить остаточное тепловыделение даже при полном обесточивании станции.

Активные системы

• Системы аварийного охлаждения активной зоны: включают насосы высокого и низкого давления, которые подают воду в реактор при разрыве трубопроводов.
• Системы управления и защиты: обеспечивают автоматическое глушение реактора при любых отклонениях от нормального режима.

Гермооболочка

Реактор размещён в двойной герметичной оболочке (контейнменте). Внутренняя оболочка выполнена из предварительно напряжённого железобетона с толщиной стен до 1,2 м и рассчитана на давление до 0,5 МПа. Наружная оболочка защищает от внешних воздействий, включая падение самолёта, ураганы и землетрясения силой до 9 баллов по шкале MSK-64.

Технические характеристики

Применение

ВВЭР-1200 используется на атомных электростанциях, строящихся как в России, так и за рубежом. В России реакторы этого типа установлены на Нововоронежской АЭС (энергоблоки № 6 и № 7) и на Ленинградской АЭС-2 (энергоблоки № 1 и № 2). За рубежом ВВЭР-1200 эксплуатируется на АЭС «Беларусь» (Островец, Белоруссия, энергоблоки № 1 и № 2, пущены в 2020 и 2023 годах соответственно). Также реакторы этого типа строятся или запланированы к строительству в Турции (АЭС «Аккую»), Египте (АЭС «Эль-Дабаа»), Венгрии (АЭС «Пакш-2»), Бангладеш (АЭС «Руппур»), Иране (АЭС «Бушер», блок № 2) и других странах.

Преимущества и критика

Преимущества

• Повышенная безопасность: соответствие самым строгим международным стандартам, включая требования МАГАТЭ.
• Высокая экономическая эффективность: увеличенный срок службы и высокий КИУМ (до 92%) снижают стоимость электроэнергии.
• Модульность и унификация: проект «ВВЭР-ТОИ» предполагает типовую конструкцию, что упрощает строительство и снижает затраты.
• Экологичность: низкие выбросы парниковых газов по сравнению с тепловыми электростанциями.

Критика

• Сложность утилизации отработавшего ядерного топлива: как и для всех реакторов на тепловых нейтронах, проблема обращения с радиоактивными отходами остаётся актуальной.
• Зависимость от поставок топлива: для зарубежных заказчиков существует зависимость от российских поставок ядерного топлива и услуг по его переработке.
• Вопросы сейсмостойкости: хотя реактор рассчитан на землетрясения до 9 баллов, некоторые эксперты ставят под сомнение достаточность мер для районов с высокой сейсмической активностью.

Интересные факты

• ВВЭР-1200 является первым в мире реактором поколения III+, получившим сертификат соответствия требованиям Европейского союза (EUR).
• На Нововоронежской АЭС-2 энергоблок № 6 стал первым в России, где была внедрена система «ловушка расплава».
• Строительство энергоблока № 1 Ленинградской АЭС-2 было завершено на 6 месяцев раньше планового срока.
• ВВЭР-1200 используется в проектах не только для выработки электроэнергии, но и для теплоснабжения (например, в Белоруссии).

Источники

• Атомная энергия. Том 121, выпуск 4. — М.: Росатом, 2016.
• Техническое описание реактора ВВЭР-1200. — ОКБ «Гидропресс», 2014.
• Отчёт о безопасности энергоблока № 6 Нововоронежской АЭС. — АО «Атомэнергопроект», 2015.
• Материалы МАГАТЭ по реакторам поколения III+. — Вена, 2017.
• Информационные бюллетени госкорпорации «Росатом» за 2016–2023 годы.