Байбузенко

www.ukrenergoatom.com

Mrs. Tatyana BaybuzenkoDeputy chief engineer Kyiv Scientific-Research andDesign-Construction Institute Energoproject OJSC

Татьяна Юрьевна Байбузенко Заместитель главного инженера Киевского

научно-исследовательского ипроектно-конструкторского института

«Энергопроект»

ОФИЦИАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

CONFERENCE OFFICIAL OPENING

2

Открытое акционерное общество

«Киевский научно-исследовательский

и проектно-конструкторский

институт «ЭНЕРГОПРОЕКТ»

ОБРАЩЕНИЕ С ОТРАБОТАВШИМ ЯДЕРНЫМ ТОПЛИВОМ

Докладчик: Зам. Главного инженера Байбузенко Т.Ю.

01135, Украина, г. Киев, пр. Победы, 4

тел. (+38)-044-236-09-32, факс (+38)-044-246-59-82 E-mail: [email protected]

3

Общая информация о КИЭП

Статус предприятия: Открытое акционерное общество Форма собственности - коллективная Дата основания института : 1944 г.

Основное направление деятельности: комплексное проектирование и

инженерная поддержка эксплуатации энергетических объектов на всех

стадиях жизненного цикла

Для выполнения заказов имеются необходимые лицензии и разрешения как в

Украине, так и в РФ

Институт с 1996 года является коллективным членом Украинской

ассоциации качества и имеет международный сертификат БЮРО ВЕРИТАС

на соответствие стандарту ISO 9001:2000 с аккредитацией в Великобритании

и США

4

Общая информация о КИЭП

По проектам института построены и находятся в эксплуатации: Ровенская АЭС, блоки № 3 и 4 с ВВЭР-1000 в Украине Хмельницкая АЭС, блоки № 1 и 2 с ВВЭР-1000 в Украине Балаковская АЭС, блок № 4 с ВВЭР-1000 в России АЭС «Пакш», блоки № 1-4 с ВВЭР-440 в Венгрии Игналинская АЭС, блоки № 1-2 с реакторами РБМК-1500 (турбинное

отделение) в ЛитвеВ настоящее время ОАО КИЭП выполняет работы для следующих АЭС:

Ровенская АЭС; Хмельницкая АЭС; Запорожская АЭС; Южно-Украинская АЭС; Чернобыльская АЭС; Калининская АЭС; АЭС Белене

5

Общая информация об ОЯТ

В технологическом цикле АЭС одним их важных компонентов является отработавшее

ядерное топливо (ОЯТ), которое образуется в процессе выработки энергии в ядерных

реакторах.

Срок использования ядерного топлива в реакторах определяется величиной допустимой

глубины выгорания делящихся изотопов. После достижения запланированной

глубины выгорания ядерное топливо извлекается из реактора и рассматривается как

отработавшее ядерное топливо (ОЯТ), так как оно не может непосредственно

использоваться для выработки энергии в реакторах данного типа.

На территории Украины имеется пять площадок атомных электрических станций:

Хмельницкая АЭС, Ровенская АЭС, Южно-Украинская АЭС, Запорожская АЭС и

Чернобыльская АЭС. Установленная мощность действующих АЭС составляет 13835

МВт. Общее количество ежегодно выгружаемых из реакторов ОТВС составляет

около 560 ОТВС ВВЭР-1000 и около 170 ОТВС ВВЭР-440, что составляет

приблизительно 265 т тяжелого металла. Кроме того, общее количество ОТВС ЧАЭС

составляет 21217 ОТВС РБМК-1000, что составляет 2334 т тяжелого металла.

6

Обращение с ОЯТ в мире

Существующее состояние атомной энергетики в мире показывает, что при

современном уровне развития технологий, окончательные выводы об

экономической целесообразности переработки или захоронения ОЯТ, т.е. о

заключительной стадии ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), не могут быть

сделаны.

Переработка ядерного топлива легководных реакторов на сегодняшний день

осуществляется во Франции, Великобритании, России и Японии, ядерного

топлива других реакторов – в Великобритании, Франции, Индии.

Захоронение ОЯТ на сегодняшний день не осуществляется ни в одной стране мира,

однако проводятся строительные работы по организации захоронения в Швеции,

Финляндии и США. Захоронение предполагается в специализированных

контейнерах на глубине 300-700 м в геологических формациях.

Во всех остальных странах мира принято отложенное решение, предполагающее

создание долговременных хранилищ сухого типа.

7

Обращение с ОЯТ в мире

Отложенное решение позволяет странам принять решение о

заключительной стадии ЯТЦ позднее с учетом развития технологий в

мире и экономической выгоды для государства.

Для стран, принявших отложенное решение, наиболее распространенное

решение по долговременному хранению ОЯТ - хранение в

металлических и металлобетонных контейнерах. В контейнерах в

настоящее время хранится ОЯТ в Австрии, Австралии, Германии,

Испании, Канаде, Литве, Словакии, Словении, США, Чехии,

Швейцарии, Японии, Украине (Запорожская АЭС).

Кроме контейнерного хранения распространены хранилища модульного и

бункерного типов в странах, где отложенное решение было принято

ранее.

8

Обращение с ОЯТ в Украине

Аналогично другим странам, на данном этапе развития атомной энергетики, включая предшествующую деятельность по обращению с ОЯТ, в Украине принято так называемое, «отложенное решение» по обращению с ОЯТ.

Данное положение подтверждено в «Энергетической стратегии Украины на период до 2030 года» (далее Энергетическая стратегия), которая принята в 2005 году.

В 2007 году разработана «Стратегия обращения с ОЯТ АЭС Украины в рамках реализации Энергетической стратегии ».

9

Обращение с ОЯТ в Украине

В Украине в настоящее время реализуются три проекта по обращению с ОЯТ:

Хранилище сухого типа для ОЯТ Запорожской АЭС

эксплуатируется с контейнерами по технологии Дюк инжиниринг, производства Украина

Хранилище сухого типа для ОЯТ Чернобыльской АЭС

завершение строительства по контракту с Холтек (ОАО КИЭП выступает как подрядная организация по проектированию)

Централизованное хранилище ОЯТ АЭС с ВВЭР (Ривненской, Хмельницкой и Южно-украинской АЭС)

выбрана площадка, ТЭО одобрено и прошло государственную экспертизу, готовится законопроект, разработчик ТЭО-ОАО КИЭП, генеральный подрядчик на сооружение под ключ – фирма Холтек.

10

СХОЯТ Запорожской АЭС

Хранилище сухого типа для ОЯТ Запорожской АЭС предполагает для промежуточного длительного хранения ОЯТ использование одноцелевого (только для хранения) металлобетонного контейнера.

Хранилище представляет собой открытую площадку, на которой с шагом 4,5 м установлены контейнеры ВКХ-ВВЭР-1000.

Площадка расположена в пределах промплощадки ЗАЭС и оборудована самостоятельным контуром физической защиты и ограничена радиационно-защитным сооружением .

Загрузка корзин ОТВС производится в центральных залах реакторных отделений энергоблоков, включая заварку, герметизацию и проверку сварных швов.

Для биологической защиты персонала в процессе подготовки корзины к хранению применяется перегрузочный контейнер.

Установка готовой к хранению корзины с ОТВС в контейнер для хранения производится в транспортных коридорах реакторных отделений энергоблоков.

Доставка контейнеров для хранения с ОТВС из реакторных отделений и установка на место хранения на площадку хранения осуществляется с помощью гусеничного транспортера.

Вопрос дальнейшего обращения с ОТВС после хранения – не определен (корзины с ОТВС не подлежат транспортировке без дополнительных мероприятий).

11


12


Разработчик Sierra Nuclear Corporation, США

Тип хранилища Металло бетонные контейнеры

Назначение Хранение ОЯТ

Состав системы хранения Многоместная герметичная корзина, перегрузочный контейнер и бетонный контейнер хранения

Вместимость контейнера 24 ОТВС ВВЭР-1000

Проектное количество контейнеров 380 шт

Максимальное количество ОТВС в хранилище

9120 шт

Срок службы контейнера 50 лет

Способ уплотнения корзины Неразъемный-сварка

Состояние Находится в эксплуатации

13

ХОЯТ-2 Чернобыльской АЭС

Хранилище сухого типа для ОЯТ Чернобыльской АЭС (ХОЯТ-2) –предполагает хранение всего ОЯТ в двустенных экранированных пеналах (ДСЭП) внутри железобетонных модулей в горизонтальном положении.

Доставка ОТВС и ОДП с ЧАЭС в ХОЯТ-2 осуществляется существующим контейнером ТК-8.Для подготовки ОТВС к хранению построена и будет оборудована «горячая» камера (здание УПОТХ).

В «горячей» камере производится разрезка ОТВС на две половинки (пучка), затаривание каждого пучка в негерметичный патрон, установка патронов в ДСЭП, сушка ДСЭП с 186 пучками ОТВС, герметизация ДСЭП (заварка крышки) и заполнение ДСЭП инертным газом.

Хранение ОТВС в ДСЭП производится в бетонных модулях хранения. Один модуль предназначен для одного ДСЭП. Всего в ХОЯТ-2 построено 232 модуля.

Доставка из «горячей» камеры и установка ДСЭП в модуль осуществляется с помощью внутриплощадочного транспортного контейнера (ВТУК), установленного на специальной железнодорожной самоходной платформе.

Площадка ХОЯТ-2 расположена на удалении около 2 км от промплощадки ЧАЭС, оборудована необходимыми вспомогательными сооружениями, включая физическую защиту.

Кроме ОТВС в ХОЯТ-2 предполагается хранение ОДП и высокоактивных ТРО в хранилище расположенном в здании «горячей» камеры (УПОТХ).

Проект ХОЯТ-2 был разработан и частично реализован фирмой Фраматом (AREVA). Строительство прекращено в 2003 году. В 2007 году был расторгнут контракт с фирмой AREVA и заключен с фирмой Холтек (США). Основная задача Холтек – завершение строительства ХОЯТ-2 с учетом модификации основной технологии и требований действующих НД в Украине. Проект завершения строительства ХОЯТ-2 в настоящее время разработан и проходит комплексную государственную экспертизу.

Обращение с ДСЭП после срока хранения не представляет трудности, т.к. может быть перегружен в контейнер без переупаковки ОТВС.

14


15


Разработчик ФРАМАТОМ (AREVA) Франция, ХОЛТЕК США

Тип хранилища Модульное с «горячей» камерой

Назначение Транспортировка и хранение ОЯТ

Состав системы хранения Двустенный экранированный пенал (ДСЭП), внутриплощадочный контейнер и бетонный модуль хранения

Вместимость ДСЭП 93 ОТВС РБМК-1000 (186 половинок ОТВС)

Проектное количество модулей

232 шт


21217 ОТВС и 1704 ОДП

Срок службы хранилища 100 лет

Способ уплотнения ДСЭП Неразъемный-сварка

Состояние Находится в в стадии завершения строительства

16

ЦХОЯТ АЭС с ВВЭР

Централизованное хранилище ОЯТ АЭС с ВВЭР предусматривает технологию сухого хранения ОЯТ в инертной среде с естественным воздушным охлаждением в металлобетонных контейнерах.

Технология обращения с ОЯТ, рассматриваемая в ТЭО, разработана американской компанией Холтек и используется на АЭС в США, Испании.

Загрузка МЦК ОТВС производится в центральных залах реакторных отделений энергоблоков, включая заварку, герметизацию и проверку сварных швов.

Для биологической защиты персонала в процессе подготовки корзины к хранению применяется перегрузочный контейнер (HI-TRAC).

Установка готового к транспортировке МЦК с ОТВС в транспортный контейнер (HI-STAR) производится в транспортных коридорах реакторных отделений энергоблоков.

Доставка транспортных контейнеров с ОТВС из реакторных отделений АЭС в ЦХОЯТ осуществляется железнодорожным транспортом. Состав эшелона аналогичен существующему при отправке ОЯТ в РФ в контейнерах ТК-13 и ТК-6.

Перегрузка МЦК из транспортного контейнера в контейнер хранения (HI-STORM) и подготовка HI-STORM к хранению осуществляется в здании приемки на промплощадке ЦХОЯТ.

Доставка готового к хранению HI-STORM на площадку хранения осуществляется специальным транспортером на колесном ходу.

Промплощадка ЦХОЯТ оборудована самостоятельным контуром физической защиты.На сегодняшний день проводится подготовка законопроекта для принятия Закона Украины о

размещении и строительстве ЦХОЯТ. По результатам принятия Закона начнется разработка проекта ЦХОЯТ.

Обращение с МЦК после срока хранения не представляет трудности, т.к. может быть перегружен в контейнер без переупаковки ОТВС.

17


18


19


Разработчик ХОЛТЕК США

Тип хранилища Металлобетонные контейнеры

Назначение Транспортировка и хранение ОЯТ

Состав системы хранения Многоцелевой контейнер/канистра(MPC), перегрузочный контейнер (HI-TRAC), транспортный контейнер (HI-STAR), контейнер для хранения( HI-STORM)

Вместимость MPC 31 ОТВС ВВЭР-1000 или 85 ОТВС ВВР-440

Проектное количество HI-STORM

458 шт


12010 ОТВС реакторов ВВЭР-1000;

4519 ОТВС реакторов ВВЭР-440.

Срок службы хранилища 100 лет

Способ уплотнения MPC Неразъемный-сварка

Состояние Находится в стадии принятия решения о строительстве и утверждения площадки

20


21

Воздействие ЦХОЯТ

Населенный пункт

Расстояние от ЦХОЯТ, км

Норматив для населения по

НРБУ-97, мкЗв/год

Вклад от ЦХОЯТ, мкЗв/год

Граница ЗОиЗБ(О)О

13 40 0,002

Славутич 58 40 0,00018

Иванков 43 40 0, 00024

Чернигов 90 40 0, 0001

Киев 110 40 0, 00009

22

Преимущества ЦХОЯТ

Преимущества создания ЦХОЯТ для РАЭС, ХАЭС, ЮУАЭС можно разделить на экологические, лицензионные и технические.

К ЭКОЛОГИЧЕСКИМ преимуществам относятся:1. Вместо трех отдельных источников дополнительного воздействия на

окружающую среду –один источник;2. В условиях длительной эксплуатации (100 лет) особое значение имеет

централизация контроля и управления ядерными материалами;3. Как показали предварительные проработки вариантов площадок

индивидуальных ХОЯТ ни на одной АЭС в границах промплощадки невозможно разместить такое хранилище, т.е. потребуется дополнительный отвод земли. ЦХОЯТ позволяет использовать земли, не принадлежащие к сельскохозяйственным, заповедным и ценным лесам.

4. Размещение ЦХОЯТ в зоне отчуждения позволит реабилитировать загрязненные земли и вернуть их в народнохозяйственный оборот.

5. В ЦХОЯТ применяется технология, которая предполагает обращение с ОТВС только в центральных залах реакторных отделений. После того, как МЦК будет заварена и заполнена инертным газом, все операции по транспортировке и хранению будут производиться только с МЦК.

23


7. Используемая технология предполагает два барьера на пути распространения радиоактивных веществ за пределы МЦК, что значительно снижает вероятность разгерметизации МЦК в процессе хранения.

8. Применяемые для хранения контейнеры испытаны на воздействия, значительно превышающие нормативные для Украины: падение тяжелого самолета, землетрясение силой 9 баллов, смерч для условий смерчеопасных районов США.

9. Транспортировка МЦК с ОТВС по дорогам общего пользования будет производиться транспортным контейнером, который соответствует требованиям по безопасности США, Украины и рекомендациям МАГАТЭ.

10. Для наблюдения за состоянием контейнеров при хранении предусматривается индивидуальный для каждого контейнера контроль температуры на входе и выходе из вентиляционных каналов и контроль мощности дозы от контейнера.

24


К ЛИЦЕНЗИОННЫМ преимуществам относятся:

1. Лицензированию подлежит одна дополнительная ядерная установка вместо трех.

2. Единая эксплуатирующая организация, специализирующаяся на хранении ОЯТ.

3. Отсутствие зависимости всего проекта от результатов общественных слушаний в нескольких областях (в случае отрицательного общественного мнения в одной из областей под угрозой находится весь проект).

4. Уменьшение сроков разработки и утверждения проекта за счет уменьшения количества проектов.

5. Упрощение процедур обеспечения гарантий МАГАТЭ и физзащиты в условиях размещения ОЯТ на одной площадке.

6. Уменьшение в три раза количества лицензионных процедур при строительстве, монтаже, вводе в эксплуатацию, эксплуатации и снятии с эксплуатации ЦХОЯТ.

7. Уменьшение количества эксплуатационной документации.

25


К ТЕХНИЧЕСКИМ преимуществам относятся:

1. Уменьшение количества оборудования для обращения с ОЯТ.2. Завершение изготовления контейнеров для хранения осуществляется на

площадке ЦХОЯТ (заполнение бетоном расстояния между обечайками).3. Технология учитывает негативный опыт эксплуатации контейнеров для

хранения, в которых наружная поверхность –бетон подвергается воздействию атмосферных осадков. Контейнер для хранения HI-STORM состоит из двух обечаек, объем между которыми заполняется бетоном на промплощадке ЦХОЯТ.

4. Технология адаптируется для действующих энергоблоков без строительных реконструктивных работ на энергоблоках.

5. Используется один типоразмер МЦК для ОТВС ВВЭР-1000 и ВВЭР-440, что приводит к уменьшению количества типа используемых контейнеров и вспомогательных приспособлений.

6. Технология максимально использует существующее оборудование АЭС для загрузки ОТВС в МЦК.

7. Изготовление контейнеров предполагается в Украине, что обеспечит занятость украинских заводов и персонала.

26

Преимущества площадки ЦХОЯТ

В результате рассмотрения и сравнения площадок в пределах действующих АЭС, в районах, прилежащих к действующим АЭС и площадок в зоне отчуждения ЧАЭС определены три наиболее предпочтительные площадки:

площадка, располагаемая в пределах стройдвора Хмельницкой АЭС; площадка, расположенная в непосредственной близости возле

строящегося ХОЯТ-2 ЧАЭС; площадка, расположенная в непосредственной близости возле

строящегося хранилища комплекса «Вектор», именуемая ЦПЗ.При выборе площадки для ЦХОЯТ, учитывая длительный срок эксплуатации

объекта (100 лет), экологические и радиационные критерии имеют преимущество перед технико-экономическими критериями.

В результате комплексного сопоставления по отдельным критериям, наиболее предпочтительной площадкой является площадка ЦПЗ, имеющая преимущество перед другими площадками по экологическим критериям, и являющаяся предпочтительной по радиационным факторам, как площадка в зоне отчуждения ЧАЭС.

27

Преимущества площадки ЦХОЯТ

При сравнении площадок в зоне отчуждения приняты во внимание следующие организационно-технические условия, определяющие преимущество площадки ЦПЗ:

анализ планируемых работ по ХОЯТ-2 показал необходимость дополнительной координации перевозок ОЯТ с АЭС Украины и с ЧАЭС. При доставке ОЯТ на ХОЯТ-2 и ЦХОЯТ возникнет пересечение интересов в связи с использованием одной железнодорожной ветки, в отличие от площадки ЦПЗ;

анализ планируемых работ в зоне отчуждения показал, что в районе ХОЯТ-2, ЧАЭС и ОУ будет наблюдаться высокая концентрация строительно-монтажных работ (стройбаза НБК, НБК, снятие с эксплуатации ЧАЭС) в отличие от площадки ЦПЗ, где активные работы по сооружению инфраструктуры "Вектора" к моменту строительства и эксплуатации ЦХОЯТ будут завершены;

учитывая перспективы сооружения на "Векторе" центрального предприятия по переработке РАО и готовности принимать на "Вектор" радиоактивные отходы от АЭС, возможна кооперация по эксплуатации и поддержанию в работоспособном состоянии подвижного состава;

учитывая особенности строительства хранилищ для РАО в составе комплекса "Вектор" и длительного срока эксплуатации "Вектора", возможна кооперация по эксплуатации и поддержанию в работоспособном состоянии бетонного завода, в отличие от площадки ЧАЭС, где определен конечный срок заполнения хранилища ХОЯТ-2 – 20 лет. Бетонный завод необходим для постепенного строительства хранилищ на "Векторе" и контейнеров HI-STORM на площадке ЦХОЯТ.

28

Стратегия обращения с ОЯТ в Украине

Энергетической стратегией Украины до 2030 года определено, что основной тип энергоблоков для замещения существующих блоков и для новых площадок – PWR.

Стратегией обращения с ОЯТ принято, что для всего ОЯТ, образующегося при эксплуатации энергоблоков типа ВВЭР (PWR), предусмотренных энергетической стратегией, наиболее предпочтительным вариантом является контейнерное хранение на площадке ЦХОЯТ.

При этом, территория, на которой предполагается размещение ЦХОЯТ позволяет его расширение для всего ОЯТ, образующегося на энергоблоках Украины в рамках энергетической стратегии.

29

Преимущества расширения ЦХОЯТ

Принятие в качестве стратегического решения -расширение ЦХОЯТ имеет следующие преимущества:

1. Позволит минимизировать количество дополнительных ядерных установок, не связанных с производством электроэнергии.

2. При расширении ЦХОЯТ потребуется меньше времени и лицензионных процедур для реализации.

3. Предпочтительной площадкой ЦХОЯТ является площадка в зоне отчуждения и безусловного отселения ЧАЭС, которая в ближайшем обозримом будущем (срок намного больше срока эксплуатации ЦХОЯТ) не будет возвращена в народно-хозяйственный оборот.

4. Потребуются более простые решения по отправке ОЯТ с одной площадки после принятия решения о заключительной стадии ядерно-топливного цикла Украины.

5. Позволит минимизировать затраты на хранение ОЯТ .

30

Преимущества расширения ЦХОЯТ

6. Позволит обеспечить более эффективную физическую защиту ядерного материала, хранящегося в Украине, т.к. минимизируется количество ядерных установок.

7. Позволит унифицировать технологию хранения ОЯТ, и следовательно, минимизировать затраты на обеспечение технологии техническими средствами.

8. Позволит частично реабилитировать загрязненную территорию и возвратить ее в народно-хозяйственный оборот не за счет бюджета, а за счет производителей электроэнергии.

9. Позволит сэкономить средства для принятия в дальнейшем решения об обращении с ОЯТ, как вариант отложенного решения;

10. Предоставляет Украине время для принятия более выгодных решений по использованию ценных продуктов, содержащихся в ОЯТ, как вариант отложенного решения.

Technology

Байбузенко