книги2 / 978-5-907297-94-4_2021

Велькин В. И

Атомная энергетика мира

«Рекомендовано УМО РАЕ (Международнойассоциациейученых,преподавателей

испециалистов)поклассическомууниверситетскому

итехническому образованию в качестве учебного пособия (учебника) для студентов высших (средних) учебныхзаведений,обучающихсяпоспециальностям: 13.05.03−«Атомныеэлектростанции:проектирование, эксплуатация, инжиниринг», 14.06.01 − «Ядерная, тепловая, возобновляемая энергетика и сопутствующие технологии».

РешениеРАЕ(Протокол№977от«03»декабря2021г.)

Екатеринбург 2021

УДК 621.039 (075.8) ББК 31.4я73

В28

Велькин В.И.

Атомная энергетика мира. Состояние и перспективы: учебное пособие для студентов специальностей 13.05.03 – Атомные электростанции: проектирование, эксплуатация, инжиниринг и 14.06.01 «Ядерна , теплова , возобновляема э и сопутствующие технологии/ В.И. Велькин, Екатеринбург: УрФУ, 2021.

ISBN 978-5-907297-94-4

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А.И.Карпенко (филиал концерна «Росэнергоатом» Белоярская

атомная электрическая станция им.И.В.Курчатова);

д-р техн.наук, проф. В.Г.Лисиенко Президент Уральского отделения Академии инженерных наук РФ им. А.М.Прохорова

Материал учебного пособия содержит описание состояния 438 атомных энергетических блоков 46 стран мира в алгоритме «проектируется-эксплуатируется – остановлен – снят с эксплуатации – законсервирован – демонтирован».

Представлены характеристики и конструкции основных типов энергетических реакторов, эксплуатируемых в настоящее время.

Учебное пособие «Атомная энергетика мира» предназначен для студентов специальности 13.05.03 – Атомные электростанции: проектирование, эксплуатация, инжиниринг и аспирантов 14.06.01 «Ядерная, тепловая и возобновляемая энергетика и сопутствующие технологии», а также представляет интерес для широкого круга читателей, которые найдут ответы на вопросы, связанные с объективной необходимостью (а не отраслевыми интересами) в развитии энергетики стран мира.

Рис.94. Табл. 83.

Литература…………………………………………………………………….440

4

Введение

В октябре 2021 г. кафедра «Атомные электростанции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета имени первого Президента России отметит 60 лет. Атомная энергетика страны и мира отметит в 2024 г. 70 лет.

Всего через 7 лет после пуска Первой АЭС в СССР в УПИ им. С.М.Кирова на теплоэнергетическом факультете основатель кафедры профессор Ратников Евгений Федорович создал инновационное по тем временам направление – атомное энергетическое.

Первая атомная энергетическая станция была пущен а в 1954 г. в СССР в г. Обнинске. С тех пор развитие атомной энергетики в мире претерпевало взлеты и спады: прошел период эйфории 70-х годов, завершился период однобокого критикантства АЭС 90-х, наступило время осознания насущности и необходимости взвешенного подхода к развитию атомной энергетики.

На саммите тысячелетия в ООН в 2000 г. Президент России как первостепенную назвал проблему энергообеспечения человечества в XXI в. и в качестве решения обозначил путь развития атомной энергетики с энергетическими реакторами на быстрых нейтронах.

Сегодня в 39 странах мира, включая Россию, действуют атомные энергетические реакторы. Атомные электростанции России выработали за 2020 г. 18,8 % всей электроэнергии. Многочисленные спекуляции представителей «зеленых» об опасности атомной энергетики до сих пор основываются на решениях ряда стран о прекращении производства энергии на АЭС. Особенно усилились такие атаки на атомную отрасль после японской аварии на Фукусиме-1 (март 2011) в результате сильнейшего землетрясения и цунами.

В то же время даже беглый анализ показывает, что большинство стран, независимо от резких заявлений, взвешенно участвуют в процессе постепенной остановки выработавших ресурс станций или принимают решение о продлении эксплуатации АЭС вплоть до срока в 60 лет. США, например, не принимали запрет на строительство АЭС, но имеют на сегодняшний день 30 остановленных блоков и впервые за 30 лет в 2014 г. приняли решение о строительстве новой АЭС. Швеция, напротив, провела референдум о прекращении работы АЭС, но ни одного из 11 блоков с 1986 г. не остановила. Можно приводить много примеров относительно волюнтаристских, не обеспеченных научным подходом, призывов к остановке всех АЭС. Но на практике всё обстоит несколько по-другому. Такитай, К, Ю.Корея, Индия, Иран, Россия и ряд других стран имеют динамично развивающуюся атомную энергетику.

Благие пожелания использовать только возобновляемые источники

5

энергии (солнечные, ветровые и другие установки) реально осуществимы в лучшем случае только в 30 – 50-е гг. текущего века, хотя это не значит, что ими не надо заниматься сегодня.

В41 странах мира атомная энергетика состоялась. Направления её развития были разными, так же как разнообразен мир. Атомная энергетика – шаг человечества по пути прогресса. Государства, где нет АЭС, – это не борцы за экологию, а объективно менее развитые страны, пока не способные или не нуждающиеся в крупномасштабной энергетике. Общее число строящихся атомных энергетических реакторов в мире тсегодня44 блокасоставляе.

Вданной книге представлено состояние атомной энергетики в 51 странах мира, указываются особенности и характеристики энергетических блоков. Последовательность представления атомной энергетики по странам выстроена по убыванию численности блоков или установленных мощностей на АЭС.

Вкниге рассмотрены АЭС России. Атомной энергетике Российской Федерации посвящены многочисленные специализированные издания, которые всесторонне изучаются студентами старших курсов в высших учебных заведениях нашей страны – национальном исследовательском университете «МЭИ», Томском- и Санкт Петербургском политехническом, Ивановском энергетическом, Уральском федеральном университетах, Обнинском институте атомной энергии.

Вподготовке материала учебного пособия непосредственное участие приняли студенты старших курсов кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского энергетического института: Екатерина Семенова, Вячеслав Костарев и Анна Жилина.

Книга посвящена основателям кафедры профессору Ратникову Евгению Федоровичу (1912-1998) и ныне здравствующему к.ф.-м.н., доценту Титову Геннадию Павловичу.

Представленный материал будет полезен как для студентов, обучающихся по направлениям3 (Атомные13.05.0 электростанции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг), аспирантов 14.06.01 (Ядерные тепловые и возобновляемые источники энергии и сопутствующие технологии), так и для широкого круга лиц, интересующихся проблемами атомной энергетики.

6

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА США

Соединённые Штаты Америки, часто используются варианты США или Соединённые Штаты, в просторечии – Америка – государство в Северной Америке. Площадь – 9,5 млн км² (4-е место в мире). Население – 347 млн человек (2020, оценка; 3 -е место в мире). США имеют федеративную форму устройства, административно делятся на 50 штатов и федеральный округ Колумбия; в их подчинении также находится ряд островных территорий (ПуэртоРико, Виргинские Острова, Гуам и другие).

Столица – город Вашингтон, округ Колумбия, а самым крупным по численности населения является город Нью-Йорк. Соединённые Штаты граничат на севере с Канадой, на юге – с Мексикой, также имеют морскую границу с Россией. Омываются Тихим океаном с запада, Атлантическим океаном – с востокаСеверными Ледовитым океаном – с севера.

История развития атомной энергетики в США началось примерно в одно время с СССР – 50- е годы двадцатого века. Если первая АЭС Мира, СССР и России – Обнинская – появилась в 1954 году, то атомная энергетика США сделала первый шаг – дала первый ток – в 1958. Это была АЭС Шиппингпорт мощностью 60 МВт в Пенсильвании. С 1965 года началось активное строительство атомных электростанций по всей американской территории. Большая часть атомных станций США была построена в последующие после 1965 года 15 лет, до первой крупной аварии на АЭС в мире.

Всего на текущий момент в США действует 99 реакторов на 62 атомных электростанциях, которые вырабатывают 19,5% от всей энергии в стране (см. рис. 1 и табл. 1). Самый новый достроенный реактор в США был запущен в 1996 году на АЭС «Уоттс-Бар».

В 2001 году правительство США приняло руководство по новой энергетической политике. В частности, в нее вошло направление развития атомной энергетики, путем разработки новых типов реакторов, с более высоким коэффициентом экономичности, новых способов переработки

7

отработанного ядерного топлива. Планировалось построить к 2020 году несколько десятков новых атомных реакторов, общей мощностью в 50 000 МВт. А также достичь увеличения мощность существующих АЭС на дополнительные 10 ГВт.

8

9