От первой арктической — к первой тропической: эволюция плавучих АЭС
Первая и единственная в мире, самая северная и самая технологичная — все это мобильная плавучая АЭС «Академик Ломоносов», работающая в России, в порту города Певека. Об истории создания «Академика Ломоносова» — в материале «Энергии+».
Плавучие АЭС: от Панамы до Чукотки
О строительстве передвижных атомных электростанций малой мощности, способных своим ходом добираться в отдаленные районы страны, в СССР заговорили 75 лет назад. В 1950 году Советский Союз активно осваивал Север: в краю вечных снегов и полярных сияний строили города и заводы, туда отправляли научные экспедиции, там искали нефть и газ — все это требовало энергии.
В 1955 году руководитель Минсредмаша Ефим Славский предложил создать мобильную АЭС для питания электричеством и теплом объектов на Крайнем Севере и в Сибири. Вскоре появилось несколько концепций, в том числе плавучая атомная электростанция на барже. Однако в ту пору руководству СССР более привлекательной показалась идея станций, передвигающихся на гусеницах.
В 1960-е концепцию плавучей АЭС попытались реализовать на Западе. В 1968-м в озере Гатун в зоне Панамского канала встала на причал передвижная реакторная установка MH-1А. Назвать ее первой плавучей АЭС в мире нельзя: она представляла собой переоборудованное судно — баржу, у которой удалили двигатель, вырезали среднюю часть и заменили на ядерный реактор в защитной оболочке из свинца и железобетона, систему охлаждения и электрическое оборудование. Мощность плавучей станции составляла 10 мегаватт — этого хватало, чтобы управлять шлюзами Панамского канала и подавать электричество на береговые объекты. АЭС работала вплоть до 1976 года, когда расходы на ее содержание признали неоправданно высокими. Станцию отбуксировали и заглушили, реактор дезактивировали и разобрали.
— МН-1А должна была стать первым опытным образцом в большой серии станций. Как и советские ученые, американцы рассматривали плавучие атомные электростанции для освоения отдаленных регионов, в том числе Арктики и Антарктики. Когда крупные запасы полезных ископаемых обнаружили на территории страны, они утратили к плавучим станциям интерес, — рассказывает начальник отдела стратегических исследований Курчатовского комплекса перспективной атомной энергетики НИЦ «Курчатовский институт» Станислав Субботин.
В СССР идею установить ядерный реактор на плавучую электростанцию оставили ненадолго. В 1970-е для этого подобрали энергоустановку КЛТ-40С — это младший брат корабельного реактора КЛТ-40, который доказал свою эффективность на борту атомного лихтеровоза «Севморпуть», ледоколов «Таймыр» и «Вайгач».
Реакторам на атомных ледоколах и подводных лодках не нужно постоянно работать на полной мощности. Как и спорткары, они должны выжимать форсаж на какое-то время — например, при проводке судов через льды, — а потом спокойно идти на мощности, сравнимой с мощностью тепловоза. Реактор плавучей станции — это рабочий «грузовичок»: он должен «ехать» с постоянно скоростью, неспеша, но долго. Поэтому в конструкцию КЛТ-40 пришлось вносить серьезные изменения, в том числе иначе организовывать теплотехнические системы и адаптировать его к другому топливу.
Станислав Субботин
Начальник отдела стратегических исследований Курчатовского комплекса перспективной атомной энергетики НИЦ «Курчатовский институт»
Вновь вернулись к теме плавучих АЭС в России в начале 2000-х. Толчком стал вывод из эксплуатации Билибинской АЭС, снабжавшей электричеством почти 40% Чукотки. Ей требовалась замена — и «Росатом» занялся созданием плавучего энергоблока
На борту «Академика Ломоносова»
«Академик Ломоносов» — первая в мире плавучая атомная станция. Ее начали строить в Северодвинске, а на воду спустили в Санкт-Петербурге. Ее размеры оказались внушительными: 140 метров в длину, 30 в ширину, водоизмещение свыше 21,5 тысячи тонны — больше, чем у крейсера «Аврора»!
Начинка атомной станции заключена в металлический цельносварной корпус, разделенный на отсеки, которые формируют два блока: жилой и технологический. Внутри технологического — реакторы, зал для управления ими и машинное отделение, куда подается горячий пар с охлаждающего контура. Есть запасные генераторы. Для подготовки пресной воды используют специальную станцию. Внутри жилого блока — столовые, медицинский кабинет, тренажерный зал, бассейн, финская сауна. Для каждого члена экипажа (их около 80) предусмотрена каюта: у рядовых сотрудников — с санузлом и душевой кабинкой, у руководства — с кабинетом и ванной.
Станцию «Академик Ломоносов» не зря называют ПЭБ — плавучим энергоблоком. ПАТЭС — плавучей атомной электростанцией — он стал, только когда пришел в город Певек и подключился к береговой инфраструктуре. Специально для него обустроили пирс длиной более полукилометра, который защищает энергоблок от волн, ветра и льда Северного Ледовитого океана. По коммуникациям причала от «Академика» в Певек передаются тепло и энергия.
Первое электричество «Академик Ломоносов» подал в Певек в декабре 2019 года — им символично зажгли городскую новогоднюю елку. С тех пор станция трудится без перерывов и нареканий. Она рассчитана на 12 лет непрерывной эксплуатации — после этого ее отправят на плановый ремонт и выгрузку отработанного топлива.
Атомное «семейство»
«Академик Ломоносов» положил начало семейству плавучих атомных станций. На форуме «Нева-2023» главный конструктор плавучих энергоблоков ЦКБ «Айсберг» Глеб Макеев рассказал, что сейчас в России разрабатывают несколько вариантов модернизированных плавучих энергоблоков (МПЭБ). Их оснастят реакторами повышенной мощности РИТМ-200С и РИТМ-200М.
Новые российские плавучие АЭС отправятся на Крайний Север, Дальний Восток и за рубеж — как, например, оптимизированный энергоблок в «тропическом» компактном исполнении. Самой мощной станцией в будущей линейке станет МПЭБ с реакторной установкой РИТМ-400М мощностью до 180 мегаватт. Она аналогична той, которая будет стоять на строящемся ледоколе «Лидер».
По словам Станислава Субботина, особый интерес к плавучим АЭС проявляют государства, у которых протяженная береговая линия и есть особые требования к экологической безопасности либо много труднодоступных территорий. К примеру, Индонезия, где много островов с поселениями, которые нужно обеспечивать энергией без постоянного подвоза топлива. Так что скоро компанию первой северной плавучей АЭС может составить первая тропическая.