Чему научили топливные сборки Westinghouse

В апреле этого года на Южноукраинской АЭС возникли технические неполадки. Они были вызваны не совсем идеальным качеством ядерного топлива, которое с недавних пор поставляется в Украине американской корпорацией Westinghouse.

НАЭК "Энергоатом" был вынужден полностью выгрузить три партии американских сборок ТВС-W в количестве 126 единиц из активной зоны реакторов на третьем и втором энергоблоках Южно-Украинской АЭС по причине их конструкционных недоработок.

Попытка Westinghouse обвинить в происшедшем украинских атомщиков - дескать, неосторожно обошлись с ТВС-W при загрузке, - не удалась. Как следует из отчета специальной рабочей группы, созданной для исследования причин иницидента, "виноватым" оказалось все-таки американское топливо.

В августе ситуация оказалась исчерпанной, и Южно-Украинская АЭС снова решила загрузить американское топливо. Но осталось много поводов для переосмысления.

Инцидент обсудят

11 сентября 2012 в Киеве состоится региональный семинар Московского центра Всемирной Ассоциации операторов атомных электростанций (ВАО АЭС), или WANO.  На этом мероприятии будут представлены подробные заключения по поводу инцидента с выгрузкой тепловыделяющих сборок (ТВС) американской Westinghouse из двух реакторов Южно-Украинской АЭС в мае-июле этого года.

Как сообщил "ЭП" советник Московского регионального центра ВАО АЭС Владимир Бронников, в семинаре примут участие как американская, так и российская стороны. Одной из его целей станет анализ на предмет допустимости использования в одном реакторе топлива двух разных производителей - российского концерна ТВЭЛ и Westinghouse.

Ожидается, что Госинспекция ядерного регулирования (ГИЯРУ) даст свое заключение после экспертизы отчета до конца августа. А пока "Энергоатому" дано указание обратно грузить большинство сборок ТВС-W, за исключением отбракованных, в реакторы. Не повторятся ли с ними подобные инциденты - пока не знает никто.

Фото ykrnews.com

Из комментария руководства НАЭК, предоставленного одному из аналитических украинских изданий, известно лишь следующее: "Энергоатом" не отрицает, что на сегодняшний день еще не все проблемные вопросы, связанные с использованием ядерного топлива компании Westinghouse, урегулированы".

По мнению экспертов, одна из ключевых задач для "Энергоатома" в настоящее время - это обеспечить максимальную глубину "выгорания" закупленных ТВС-W, чтобы избежать существенных экономических потерь - 126 сборок обошлись почти в $150 млн. Еще $100 млн уплачены за две  незагруженные свежие партии.

Безусловно, американские конструкторы-разработчики и украинские инженеры-эксперты детально все изучат, проанализируют и определят, как работать с американским топливом дальше, и как его дорабатывать.

Однако куда более интересными в этих событиях представляются не столько факторы технического характера, в которых за исключением самих атомщиков никто больше разобраться не может, сколько фактор человеческий. Именно он в Украине играет далеко не последнюю роль в принятии управленческих решений в области энергетической политики.

Чем руководствуются отраслевые госменеджеры в своем выборе? Соображениями энергетической безопасности, попытками диверсифицировать поставщиков или лоббированием интересов отдельно взятых коммерческих структур, будь-то "Росатом", Westinghouse или канадская AECL?

Анализируем спустя четыре года

Всего "Энергоатом" эксплуатирует 13 ВВЭР-1000 и 2 ВВЭР-440. Их номинальная электриеческая мощность составляет 1000 и 440 МВатт, соответственно. На Южно-Украинской АЭС эксплуатируются три "тысячника", строительство еще одного законсервировано.

Описываемая история с американскими сборками с позиций здравого смысла выглядит алогичной.

Вначале, в 2008 году, "Энергоатом" подписывает контракт с Westinghouse на поставки в 2011-2015 свежего ядерного топлива для загрузки не менее трех украинских реакторов-"тысячников" в год. Первые поставки начались в 2011.

А уже в 2012, четыре года после подписания, Украина сталкивается с жесткой необходимостью проанализировать, что же ей поставили, и как этот поставленный и оплаченный продукт дальше эксплуатировать?

Фото Victor Korniyenko

Напрашивается закономерный вопрос: а нельзя ли было поступить наоборот? Сделать процесс адаптации американского топлива на украинских АЭС более поэтапным и планомерным?

Быть может, имело смысл дождаться окончательных результатов полной трехгодичной эксплуатации ТВС-W в одной или двух пробных партиях (все-таки, 42 сборки, а тем более 84 - это не 6, которые были испытаны американцами на ЮУАЭС в 2005-08)?

А также получить соответствующую лицензию ГИЯРУ на промышленную эксплуатацию нового топлива? А уже потом подписывать контракт о закупке не менее трех перегрузочных партий ТВС-W в год.

Почему спешил "Энергоатом"

Лицензию председатель ГИЯРУ Елена Миколайчук выдавала, как говорится, скрипя зубами.

Спешка руководящих лиц НАЭК понятна. Они форсировали подписание контракта с Westinghouse и получение лицензии на опытно-промышленную эксплуатацию ТВС-W на украинских реакторах на фоне предыдущего неудачного опыта с квалификацией и эксплуатацией американских сборок на финской АЭС "Ловииза" и чешской "Темелин".

Как ранее заявлял экс-президент "Энергоатома" Юрий Недашковский, стратегическая цель НАЭК - это использование в соответствии с мировыми тенденциями в активной зоне реакторов топливных сборок двух, а то и трех разных производителей.

Американская топливная сборка. Фото wnti.co.uk

Однако, исходя из комментариев других атомщиков, проблема совсем в другом. Украина на сегодня является единственной страной, где попытались скрестить "ужа и ежа" в виде топливных кассет двух производителей, которые специализируются на принципиально противоположных технологиях изготовления ТВС.

В свое время, американские атомщики выбрали квадратную конструкцию топливной сборки. Ее очевидным плюсом была простота конструкции. Нынешний Westinghouse можно считать прародителем квадратной сборки.

В свою очередь, советские конструкторы остановились на шестигранной форме ТВС, считая ее природно более устойчивой (по аналогии с сотами в пчелиных ульях). Кроме того, шестигранник, несмотря на конструкционную сложность в изготовлении, обладал улучшенными ядерно-физическими характеристиками.

Со временем именно американская технология квадратного топлива распространилась во всех тех странах, где используются легководные реакторы PWR, представляющие собой западный аналог советского ВВЭРа.

Советская ядерная сборка. Фото yuzhnoukrainsk.net

Поэтому если, к примеру, смешать в активной зоне реактора американское топливо с кассетами французской AREWA, никаких особых проблем не возникнет. Принципиальная конструкция у сборок одна и та же - она имеет американское происхождение.

Совсем иное дело, когда Westinghouse начал производить шестигранник для постсоветских реакторов ВВЭР, пытаясь при этом в оперативном режиме наверстать технологическое отставание от "Росатома" длиною лет в сорок.

Кроме того, сам реактор ВВЭР, в отличие от PWR, отличается более напряженной динамикой активной зоны. Скорость теплоносителя в российских реакторах почти на 1 метр в секунду выше, чем в западных. По этой причине россияне, совершенствуя ТВС, постоянно работали над ужесточением конструкции своих сборок и по этой же причине зачастую возникают проблемы при адаптации ТВС-W к реакторам ВВЭР.

Идеологически, идея диверсификации поставщиков топлива на украинские АЭС – безусловно, нужное дело. Однако куда девать техническую сторону? Для успешной реализации, идея диверсификации требует тщательной и долговременной научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы.

Как политизировалось соперничество Westinghouse и ТВЭЛ

Так сложилось, что в ходе реализации проекта адаптации ТВС-W к отечественным реакторам в Украине столкнулись лбами два корпоративных гиганта. Противники оказались выходцами из двух бывших держав, которые десятилетиями являлись геополитическими конкурентами в военных ядерных технологиях.

В этой ситуации волей-неволей технологический проект начал политизироваться, а Украина оказалась заложницей отголоска бывшего глобального противостояния двух крупнейших ядерных держав: США и СССР.

Сложился интересный феномен. Если ты поддерживаешь топливные сборки ТВЭЛ и высказываешь опасения по поводу кассет Westinghouse - ты империалист, "путинец" и малорос. Если же выступаешь за скорейшее внедрение в эксплуатацию американских сборок, ты – "либераст", слуга Вашингтона и "бандеровец".

В условиях чрезмерной идеологизации самой идеи диверсификации, профессиональные аргументы технического и экономического характера начали отходить на задний план.

Произошла подмена родового понятия видовым. ЦЕЛЬ переставили местами со СРЕДСТВАМИ достижения ЦЕЛИ.

Цель энергетической политики - это обеспечение энергетической безопасности страны, которая состоит из гарантированного энергоснабжения, ядерной (включая эксплуатационную) безопасности, а также ценовой доступности электроэнергии для потребителя.

Фото rodrus.com

Диверсификация - это инструмент, или средство достижения цели. Но никак не наоборот. Если же понятие диверсификации начинает фетишизироваться, и превращается в идею-фикс диверсификации ради самой диверсификации, конечная цель в виде энергетической безопасности страны теряется.

Возьмем одни крайность. Представляем, что российский ТВЭЛ оказался бы единственным поставщиком ядерного топлива в страну. Опыт показывает, что с технической стороны проблем бы не возникло. Но… со временем актуальным стал бы вопрос, что делать с энергетической независимостью. Поведение "Газпрома" на примере газа говорит, что это далеко не праздный вопрос.

Но теперь другая крайность. Все украинские реакторы являются реакторами типа ВВЭР. То есть, советской конструкции. Представим, что было бы сейчас, если бы Westinghouse победил на конкурсе по выбору партнера для сооружения завода по производству ядерного топлива в Украине. Именно этого хотели некоторые горячие головы из числа "борцов" с российским ядерным монополизмом.

В каком бы сейчас положении оказалась страна, и какое ядерное топливо мы бы собирались производить?

Фото atomic-energy.ru

Еще один пример: представим гипотетическую ситуацию, когда Украина отказывается достраивать энергоблоки №3 и №4 Хмельницкой АЭС по российскому проекту, принимает решение о сносе существующих строительных конструкций и сооружении в целях максимальной диверсификации энергоблоков иного типа по западным проектам. К примеру, одного тяжеловодного канадского блока CANDU и одного легководного Westinghouse.

Нет сомнений: найдется немало "энергетических экспертов" со стороны тех или иных политических групп, которые, не понимая технико-экономических особенностей и нюансов отрасли и не просчитывая цену вопроса, подобной демонополизацией окажутся очень довольны.

Вот только сказал "а" – скажи и "б". Следующим шагом будет постройка завода по производству ядерного топлива в Украине. И не найдутся ли спустя несколько лет те, кто начнут требовать убрать зависимость уже от самого Westinghouse?

Инцидент, произошедший летом этого года на Южно-Украинской АЭС, может послужить своеобразным предостережением Украине – как события на Фукусиме для Японии. В теме  обеспечения энергетической безопасности страны нам пора отказаться от идеологических штампов и клише, и вернуть приоритет техники над политикой.