автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Обоснование системной эффективности и способов повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) АЭС С ВВЭР-1000

На правах рукописи

МИХАЛЬЧУК Александр Васильевич

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ (КИУМ) АЭС С ВВЭР-1000

Специальности: 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы; 05.14.03 - Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

л

Саратов 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» и в филиале концерна «Росэнергоатом» «Балаковская АЭС»

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Хрусталев Владимир Александрович

кандидат технических наук Ипатов Павел Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Боровков Валерий Михайлович

доктор технических наук, профессор Лескин Сергей Терентьевич

Ведущая организация: ФГУП «Научно-исследовательский,

проектно-конструкторский и изыскательский институт «Атомэнергопроект», г. Москва

Защита состоится 28 марта 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.07 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу: 410054, Саратов, Политехническая, 77, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Отзыв на автореферат (в двух экз.), заверенный печатью, направлять по адресу: 410054, Саратов, Политехническая, 77, ауд. 319, Ученому секретарю совета.

Автореферат разослан 26 февраля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ларин Е.А.

аообА

IFS 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. АЭС с водоводяными корпусными реакторами (ВВЭР) в российской атомной энергетике занимают ведущее место. Одна из важнейших задач АЭС с ВВЭР - наращивание производства электроэнергии за счет повышения эффективности использования существующих мощностей, то есть роста КИУМ до 85 и более процентов.

Выполнение этой стратегической задачи позволит эффективно (аме-щать газ, увеличивая валютные поступления от его продажи за рубеж. Часть этой выручки может реинвестироваться на поддержание и развитие атомно-энергетической отрасли России. Это особенно важно в условиях, когда затруднено бюджетное финансирование отрасли, а инвестиционная составляющая в тарифах на энергию АЭС явно недостаточна. Кроме того, в ряде регионов может вытесняться твердое топливо, сжигание которого из-за ужесточенных экологических нормативов становится затруднительным.

Необходимы такие пути повышения КИУМ, которые характеризуются наибольшей эффективностью, определяемой по достоверным критериям.

При анализе роста КИУМ блоков АЭС с ВВЭР-1000 и соответствующих затрат необходимо учитывать станционные (обеспечивающие) и внешние (ограничивающие) факторы. К первым относятся: эффективный КПД энергоблока, длительность топливных и ремонтных кампаний и другие. К ограничивающим факторам относятся: возможные с ростом КИУМ изменения затрат в оперативный и ремонтный резервы, сложившийся реальный баланс маневренных мощностей в регионе и системе и предельные режимные требования к данной ОЭС.

Проведенные ранее и опубликованные исследования во ВНИИАЭС, Российском научном центре "Курчатовский институт", других научно-исследовательских организациях и работы отдельных авторов позволили выявить различные "внутренние" пути повышения КИУМ, прежде всего за счет удлинения топливных кампаний и сокращения сроков планово-предупредительных ремонтов, и оценить достигаемый при этом эффект. Однако многие вопросы, составляющие проблему рационального повышения КИУМ АЭС, остаются еще не выясненными.

Предметом исследования диссертационной работы является обоснование наиболее эффективных способов повышения КИУМ энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 с учетом комплекса стоимостных, затратных, ремонтных и эксплуатационных показателей, а также влияния внешних системных факторов: заданной надежности электроснабжения в ОЭС и неравномерности нагрузок; требования выполнения ремонтов в провальной части графиков нагрузок; приемлемых экологических характеристик.

Цель работы - научное обоснование эффективных способов повышения КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 в крупных энергосистемах.

Основные задачи исследования: 1. Разработка методических положений анализа эффективности спосо-

бов повышения КИУМ энергоблоков А Эр ио&ЩЭУЙ-Й ÔÔ& Д топлив-

БИБЛ ПОТЕКА

С

оэ

(JN

ных и ремонтных кампаний.

2. Анализ использования эффектов реактивности для продления топливных кампаний в повторяющемся режиме.

3. Разработка методик технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности и с разным продлением при учете сроков ремонтов.

4. Обоснование методологии общесистемного многофакторного технико-экономического анализа эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР.

5. Выбор наивыгоднейших характеристик топливных загрузок с учетом системных факторов.

Методы исследования: математическое моделирование характеристик активной зоны, реакторной части и всего энергоблока АЭС с ВВЭР-1000, работающего в энергосистеме, методы системных исследований в энергетике, методы исследования надежности энергетических систем и комплексов, технико-экономического анализа теплоэнергетических установок и систем, анализа эффективности природоохранных мероприятий.

Научная новизна:

- предложен метод общесистемного многофакторного анализа эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР-1000;

- разработаны методические положения анализа эффективности путей повышения КИУМ энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 с учетом топливных и ремонтных кампаний;

- обоснован алгоритм анализа использования эффектов реактивности для продления топливных кампаний в повторяющемся режиме;

- разработаны теоретические основы технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности и с разным продлением при учете сроков ремонтов.

Практическая значимость. Обоснованы экономические преимущества удлинения топливных кампаний и повышения КИУМ по критерию чистой прибыли АЭС и минимума полных затрат в энергосистеме. Получены оптимальные продления кампаний для разных отпускных тарифов на электроэнергию. Показано влияние системных, в том числе ограничивающих факторов: потребного и реального резервов мощности в энергосистеме, доли АЭС и системного регулировочного диапазона на эффективность повышения КИУМ АЭС. Обоснованы потенциальные возможности повышения КИУМ сокращением сроков ремонта и перегрузки топлива, а также путем оптимального планирования графиков работы на мощности и ремонтов энергоблоков многоблочной АЭС.

На защиту выносятся:

1. Метод системного многофакторного анализа эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 с учетом надежности электроснабжения, эффекта замещения газа, экологического эффекта.

2. Методические положения и результаты оценки станционной и системной эффективности повышения КИУМ многоблочной АЭС с ВВЭР-1000.

3. Методики, алгоритмы и результаты сопоставления топливных кампаний разной длительности и с разным продлением за счет эффектов реактивности.

4. Способ повышения КИУМ топливной загрузки увеличением глубины выгорания при снижении потерь длительной компенсации реактивности.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснованы положениями: методологии системных исследований в атомной энергетике, анализа резерва мощности в энергосистемах, а также теории структурной, теплофизической, теплогидравлической надежности активной зоны, термодинамического анализа циклов влажного пара с переменным электрическим КПД.

В работе использованы методы расчета себестоимости и чистой прибыли с учетом налогообложения. Проведено сопоставление полученных результатов и выводов диссертации с имеющимися данными других исследований.

Личный вклад автора заключается в следующем:

1. Обоснованы методические положения системной эффективности повышения КИУМ многоблочной АЭС с ВВЭР-1000 с учетом факторов ремонтного и оперативного резервов, обеспечивающих заданную надежность электроснабжения, учитывающие экологические факторы.

2. Разработана методика технико-экономического сопоставления топливных кампаний разной длительности и продления, с разным обогащением TBC по 5U по критерию чистой прибыли.

3. Получены и обоснованы новые результаты по повышению системной эффективности АЭС с ВВЭР-1000 за счет роста КИУМ. Дан их анализ и сформулированы результаты.

Апробация работы. Изложенные в диссертации материалы опубликованы в научных статьях и докладывались на научных конференциях и семинарах в 1998-2005 гг. в городах Москве (РНЦ «Курчатовский институт»), Саратове, Пензе, Балакове, на международных симпозиумах концерна «Росэнергоатом» в России и за рубежом.

Разработанные в диссертации методические положения и материалы могут быть использованы для повышения эффективности действующих и проектируемых к вводу АЭС с ВВЭР.

Публикации. По материалам диссертации автором опубликованы 12 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 189 страницах и состоит из предисловия, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 88 наименований, содержит 47 рисунков, 45таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В предисловии дано краткое изложение общей проблемы повышения эффективности АЭС с ВВЭР-1000 в энергосистемах России, в том числе основных ее составляющих: безопасности и надежности эксплуатации; станционной экономичности и системной эффективности.

Обоснована актуальность исследований по эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР на основе многофакторного системного подхода, поставлена цель и определены основные задачи работы, отражены научная новизна и практическая ценность полученных результатов, апробация работы.

В первой главе «Введение» сопоставлены пути повышения безопасности, надежности и эффективности АЭС с ВВЭР на примере Балаковской АЭС, являющейся одной из наиболее крупных в Европе и мире. Приведены основные показатели и характеристики, обосновывающие положительную динамику улучшения качества эксплуатации станции и роста культуры безопасности.

Показано, что применение способов и мероприятий, как известных и апробированных на российских АЭС и в практике мировой атомной энергетики, так и разрабатываемых новых решений, может существенно повысить КИУМ и эффективность эксплуатации АЭС. Целесообразность каждого из них определяется степенью технической осуществимости и соотношением «затраты - системный эффект». При базовой загрузке АЭС важнейшим фактором повышения эффективности может служить коэффициент использования установленной мощности АЭС (КИУМ), который предложено рассчитывать как осредненный за полный ремонтный цикл

КИУМ =--, (1)

пТзф+(п-1)СР + КР

где Тэф - эффективная среднегодовая кампания топлива при кратности перегрузки п; СР, КР - длительность средних и капитальных ремонтов. Сформулированы причины, побуждающие на многоблочных АЭС с ВВЭР стремиться к более длительным загрузкам (исключение наложения ремонтов на 2-х и более энергоблоках, частичное исключение ремонтов в осенне-зимний период и др.). Показано обеспечение надежности твэлов при глубоких выгораниях.

Повышение КИУМ может быть реализовано только в мере, отвечающей внешним требованиям потребительского рынка в части предельной степени загруженности АЭС по условиям баланса маневренных мощностей.

В этом разделе обоснованы основные пути роста КИУМ АЭС, условия реализации высоких КИУМ в энергосистеме и факторы системного эффекта, связанные с ростом КИУМ (рис. 1).

Показано, что анализ эффективности топливоиспользования должен проводиться для стационарных кампаний частичных загрузок с учетом глубины выгорания выгружаемого ядерного топлива, удельного расхода природного урана, топливной составляющей и полной себестоимости электроэнергии, "чистой" прибыли в условиях действующего налогообло-

жения. При этом обязателен учет внешних системных факторов, важнейшие из которых: валютная выручка от продажи газа, вытесняемого за счет роста КИУМ АЭС, изменение потребного ремонтного и оперативного резерва мощности и затрат в эксплуатацию резерва, изменение затрат по экологическим составляющим.

Рис. 1. Пути роста КИУМ АЭС и составляющие эффекта

Во второй главе «Разработка методики обоснования эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР» обоснованы критерии эффективности. Среди них коэффициент энергоэффективности использования топлива

яэ =гст -г|эЭС> равный произведению показателя относительного энергоиспользования топлива в тепловом реакторе ВВЭР-1000 на электрический КПД энергоблока АЭС. При этом возможен учет как глубины выгорания анализируемой топливной загрузки, то есть обеспечиваемого КИУМ реактора по тепловой мощности, так и термодинамического совершенства рабочего цикла второго контура. При непрерывной кампании и прочих равных условиях изменение т|э может существенно влиять на КИУМ в расчете на электрическую мощность (при неизменной тепловой выработке реактора), например, при продлении кампаний на температурном и мощностном эффектах реактивности (т. и м.э.р.), при работе с вынужденными по диспетчерским требованиям еженедельными провалами нагрузки, при ком-

пенсации за счет спектрального сдвига реактивности (патент № 2046406 РФ) и в других случаях.

При расчетах топливной составляющей учитываются затраты в процессе подготовки топлива и на всех послереакторных этапах топливного цикла, конверсия, обогащение, кондиционирование, захоронение. В последних этапах необходимо учитывать изменение затрат в связи с уменьшением числа перегружаемых тепловыделяющих сборок (TBC) за расчетный период при удлинении кампаний (и росте КИУМ).

Для оценки общей эффективности используется критерий интегрального социально-экономического эффекта ДЭх обычно за срок ремонтного цикла с учетом дисконтирования:

ДЭ^ = £ (дЗ"р + A3" + Д3£ )• a_t, (2)

t=o

где Л3"р, ДЗ" - экономия приведенных затрат в сферах производства и потребления электроэнергии в сравниваемых вариантах; Д3£ - стоимостная оценка по всем составляющим системного эффекта. Для оценки мероприятий, обеспечивающих повышение КИУМ, в данной работе применены дополнительные критерии - коэффициент эффективности повышения КИУМ - отношение затрат в увеличение КИУМ к величине прироста системного эффекта

Кэф=ДЗГв/АЭз:. (3)

Сформулированы системные факторы, учет которых необходим при анализе эффективности повышения КИУМ:

рост валютной выручки за счет дополнительной продажи газа, вытесняемого из топливного баланса, с направлением части прибыли для поддержания безопасного состояния и развития АЭС России;

изменение с ростом КИУМ потребного ремонтного и оперативного резерва мощности и сопутствующих затрат при одновременном требовании исключения ремонтов из осенне-зимнего периода максимумов нагрузки в ОЭС и ремонтов, совмещенных по двум и более энергоблокам;

учет ограничений по росту КИУМ АЭС при заданной их доле в ОЭС и напряженном балансе маневренных мощностей либо дополнительных затрат в соответствующие изменения на потребительском рынке;

экологический эффект сокращения вредных выбросов в атмосферу при вытеснении газа из энергетики и снижения ежегодных затрат в кондиционирование и захоронение отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) из-за разрежения во времени (снижения в расчете на год) числа отработавших TBC, поступающих на кондиционирование и захоронение.

Разработаны научные основы удлинения топливных кампаний энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 за счет: а) роста обогащения и совершенствования топлива; б) работы после окончания борной кампании на м. и т.э.р.; в) эксплуатации реактора со снижением Потерь компенсации реактивности при частичном спектральном регулировании (патент № 2046406 РФ).

В направлении а) автором разработаны методические положения расчета системной эффективности модернизации топливных загрузок перекомпоновкой активной зоны с минимизацией периферийных утечек нейтронов в условиях допускаемого роста коэффициентов неравномерности. Это позволило удлинить ряд топливных кампаний и решить вопросы по рационализации графиков ремонтов (эффект в ценах до 1 апреля 1990г. ~2,3 млн. рублей на расчетную кампанию). По мере совершенствования TBC (твэлы на основе гадолиния - твэги, высотное профилирование пэлов со вставками из титаната диспрозия и др.) исследована эффективность удлинения кампаний по названным выше критериям, в том числе по "чистой" прибыли, с учетом внешних системных факторов.

По направлению б), эффективность которого доказана предыдущими исследованиями, выполнена оптимизация длительности стационарных кампаний с разной исходной величиной Tf^3 с учетом режимных условий

работы в энергосистеме. При этом изучено влияние отпускных тарифов, темпов снижения мощности реактора в режиме продления, программы регулирования тепловой мощности реактора, передаваемой второму контуру в ПГ.

В направлении в) разработан (РНЦ «Курчатовский институт», Бала-ковская АЭС, Саратовский ГТУ) и теоретически обоснован с участием автора способ эксплуатации ВВЭР-1000, который заключается в уменьшении концентрации поглотителя нейтронов (борной кислоты) в активной зоне в соответствии с требуемым уровнем мощности в ходе выгорания топлива. Для этого необходимо изменение средней температуры теплоносителя первого контура в зависимости от распределения энерговыделения, характеризуемого объемным коэффициентом неравномерности по соотношениям

ДТ • •{ 0,5 +

0,000794 QT

•(0,8258 + 0,000794-1'-

QT • KQ ■ КХе • (l + [(Ктст -l)2 + (К„,ф,р, - lf У2 • DNBR - IQ-6 /

7t-A-B-C-NTBC-NTB-LdTB

(4)

< T < AT • < 0,5 +

• (0,8258 + 0,000794 -Г-

0,000794-QT

QT • KQ - KXe • (l + [(Ктех -1)2 + (к„фр -1УУ2 DNBR - IQ-6

Ä.AB-C-NTBC-NTB-L-dTB

K,

при A=(2,022-0,0004302P)+(0,1722-0,0000984P)-exp( 18,177-0,004129P) -к; B=(0,1484-1,596 к +0,1729 к | к |)pco-10"6+1,037; C=( 1,157-0,869 к)-[0,2664+0,8357-exp(-3,l 5 ld)];

KV=KZ-KR; 1,0<KR<2,0; -0,15< k<0,15; 1,0<KZ<2,2; l,010"6<pto <5,010-6;

l,0<KXe<l,2;0,2<d<0,7; 1,0<KQ<1,5; 100,0<P<238,0; 1;0<Ктех<1,2; 10<L<144; 1,0< К„фР <1,2;

где AT - подогрев теплоносителя в активной зоне; G - расход теплоносителя первого контура; QT - тепловая мощность реактора; I' - энтальпия воды на линии насыщения; Kq - коэффициент, учитывающий точность измерения мощности реактора; КХе - коэффициент, определяющий неравномерность энерговыделения, обусловленного перераспределением Хе по активной зоне; Ктсх - коэффициент, учитывающий отклонения от технологии изготовления тепловыделяющих сборок (кассет и т.д.); К„ ф р - коэффициент, учитывающий погрешность нейтронно-физических расчетов; DNBR - запас до кризиса теплообмена; Ттвс - количество тепловыделяющих сборок (кассет) в активной зоне; Nra - количество твэлов в тепловыделяющих сборках (кассетах); Kv* - объемный коэффициент неравномерности в начале процесса выгорания топлива; L - высота активной зоны; к - паросодержание; рсо - весовая скорость теплоносителя первого контура; d - тепловой эквивалентный диаметр; Р - давление в первом контуре; dre - наружный диаметр твэла.

Разработанный способ позволяет за счет улучшения глубины выгорания той же топливной загрузки удлинить ее эффективную кампанию на 34 суток.

Проведена оценка начальных инвестиций и получаемого эффекта от повышения КИУМ удлинением топливных кампаний и снятием летних ограничений по мощности, сокращением длительности ремонтов (выводом систем безопасности блока в ремонт при работе на мощности), улучшением организации контроля металла оборудования и трубопроводов, ремонта и ревизии арматуры, технического освидетельствования оборудования и трубопроводов, оптимизацией сроков, объемов испытаний и проверок.

На рост КИУМ при равных относительных изменениях в большей мере влияет удлинение кампании, чем сокращение ремонюв. При удлинении кампаний в первую очередь необходимы обоснования прочности и герметичности твэлов и жесткости TBC, при сокращении ремонтов - обеспечение в необходимом объеме контроля металла ответственных элементов блока, современной упреждающей диагностики вероятных дефектов по выработанной концепции управления их ресурсом. Вместе с тем сокращение сроков ремонта позитивно с позиций системного анализа. За счет проведения большей доли требуемого объема ремонтов энергоблоков в период летней ремонтной "площадки" (провала) графиков нагрузок можно снизить потребный резерв при той же обеспечиваемой величине надежности электроснабжения. Сокращение длительности ремонтов и увеличение межремонтного периода за счет более длинных топливных кампаний в конечном счете снижают ремонтную составляющую себестоимости.

В третьей главе «Анализ эффективности повышения КИУМ удлинением топливных кампаний и сокращением ремонтов» разработана методика сравнительного анализа эффективности кампаний АЭС с ВВЭР-1000

различной длительности по "чистой" годовой прибыли. Получены затратные характеристики стационарных подпиток топлива (см.табл. 1).

Немонотонный, в целом возрастающий характер топливной составляющей электроэнергии с ростом Тэф объясняется ростом массы 5и в загрузках, затрат в обогащение и малой номенклатурой применяемых обогащений топлива. Анализ эффективности загрузок с разным Т-^ показан на рис. 2.

Таблица 1

Характеристики стационарных подпиток топлива

Вариант, эф. сут. Обогащение, в % Затраты, млн. руб Зт, млн. руб/эф. сут. Зт, руб/кВтч

1,6 3,5 3,9 4,05 4,28

1.Т,4 = 288,0 1 12 36 12 12 275,40 0,9552 0,0398

2.1,4 = 309,7 1 18 36 18 18 306,84 0,9912 0,0413

З.Тэ4 = 325,5 1 0 54 0 0 320,26 0,9840 0,0410

4. Т* = 356,6 1 0 0 54 0 366,70 1,0290 0,0428

5.Тэ4 = 364,1 1 0 0 0 60 390,70 1,0730 0,0447

6. Тз4 = 385,7 1 0 0 0 66 429,60 1,1140 0,0464

7. Тэф = 440,0 1 0 81 0 0 490,16 1,1140 0,0464

Тэф, сут

Рис. 2. Анализ прибыли и убытков при разных длительностях кампаний и отпускных тарифах от АЭС

Выявлено существенное влияние отношения Т7С„ (тарифа с шин АЭС к себестоимости электроэнергии) на характер зависимости прибыли от длительности работы загрузки топлива в эффективных сутках. При отношении Т7с„ > 3 наблюдается устойчивый усиливающийся рост прибыли, при Т7С„ < 2,5 прибыль снижается с ростом ТЭф вплоть до возникновения убытков.

Определены оптимальные сроки продления кампаний на мощностном и температурном эффектах реактивности (рис. 3).

0 97

0.96

0 95

млрд р уб/год

ОРТ- 9,5 . сут. ч II Ы

--/

V V

\

Ор» - 11 К ✓

Ьр1- \т*=;

38 Коп/кВт ч

20 Коп/кВгч

440

450

460

Сэ

ОП/КВ1 Ч

,КИЬ м

,Сэ

ч V

\

>

V

и

Тэф Эф. сут КИУМ, %

87 4 87 2 87.0 86.8 66.6

440

450

460

86.4 86.2

Тэф Эф сут

Рис. 3. Основные характеристики эффективности продления кампании на мощностном и температурном эффектах реактивности, Тэф = 440 сут.

Предложенная методика позволяет оптимизировать ЛТ°"Т по минимуму себестоимости электроэнергии и максимуму осредненной за год "чистой" прибыли. При тарифах от 20 до 50 коп/кВт-ч величина ДТ°"Т изменяется от 8-13 до 4-9 эффективных суток. Более длинные продления кампании, чем теоретически оптимальные, могут быть оправданы для ситуаций, складывающихся на многоблочных АЭС с «наложением» ремонтов, по условиям дефицита мощностей в ОЭС и другим причинам.

При сопоставительном анализе эффективности основных способов

повышения КИУМ (при тех же относительных удлинении кампаний и(или) сокращении длительности ремонтов) первый способ примерно в 2 раза эффективнее по приросту КИУМ. Даже предельное сокращение ремонтов (СР - 45 сут., КР - 70 сут.) дает меньший эффект в приросте КИУМ (-2,4%) по сравнению с приростом от увеличения ТЭф с 288 до 365 суток (3,2%) при условии неизменной длительности ремонтов (СР - 55 сут., КР - 85 сут.). Таким образом, с учетом этого и больших трудностей сокращения ремонтов приоритеты и предпочтения следует при повышении КИУМ отдавать удлинению топливных кампаний. На рис. 4 представлен оптимальный график эксплуатации и ремонта при средней длительности межремонтной кампании ~16 месяцев (480 суток). Достигаемый для четырехблочных АЭС КИУМ показан в табл. 2.

Зима

Лето

Зима

Месяц

1 | 2 Т { 4 | 5 j Т" 7 | 8 | 9 | 10^ 11 12

Рис 4. Оптимальный график ремонта и эксплуатации четырехблочной АЭС при длительности реакторной кампании около 480 эфф. суток

Таблица 2

Зависимость величины КИУМ от продолжительности среднего и капитального ремонтов для кампании средней длительностью

около 480 эс )ф. суток

СР КР КИУМ, %

55 85 88,6

50 80 89,5

45 75 90,4

45 70 91,0

В четвертой главе «Системный анализ эффективности повышения КИУМ действующих энергоблоков АЭС» проведен анализ надежности твэ-лов и TBC при увеличенных сроках пребывания в активной зоне, дана оценка изменения оперативного и ремонтного резерва в ОЭС в связи с удлинением топливных кампаний и ростом КИУМ, показаны возможные ограничения роста КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 в некоторых ОЭС, разработан алгоритм учета "вытеснения" газа из топливно-энергетического баланса, даны оценки экологического эффекта.

Проанализированы результаты эксплуатации TBC ВВЭР-1000 с разным выгоранием и сроками пребывания в активной зоне. Результаты контроля

герметичности оболочек (КТО) показывают, что разгерметизация твэлов TBC носит характер "газовой неплотности" со сложным неоднозначным распределением количества негерметичных TBC в зависимости от максимальной глубины выгорания Вывод о снижении надежности твэлов в более длинных кампаниях не может быть сделан также из-за серьезного совершенствования, с одной стороны топлива, с другой - процедуры КТО.

Проанализированы нормативные основы использования резервов мощности в энергосистемах России и других стран и проведены: 1) оценки изменения потребного оперативного резерва мощности в ОЭС при заданной структуре и повышении КИУМ АЭС (а - при заданной установленной мощности и б - с учетом сооружения 2-й очереди АЭС) и 2) оценки изменения необходимого ремонтного резерва при разной степени исключения ремонтов в осенне-зимний период и использования летней ремонтной полки (а - при сокращении длительности ремонтов и б - при удлинении межремонтного периода).

В расчетах использованы известные методические подходы к расчету величины аварийного резерва мощности в системе, основанные на эквива-лентировании и приведении разнородной энергосистемы с различными показателями надежности и единичной мощностью энергоблоков к однородной (на примере ОЭС Средней Волги). Установлено, что при росте КИУМ АЭС от 70 до 80% величина аварийного резерва мощности г™ увеличивается на 0, 20%, далее в диапазоне КИУМ 80-85% еще на 0,15% (абсолютных). Рост доли АЭС в ОЭС Средней Волги с 17% до 23% увеличит потребные приросты резервов примерно в том же соотношении, то есть на ~6% (относительных). Изменение ремонтного резерва определяется формулой

-~-—> (5)

где F, - изменение объема средних и капитальных ремонтов энергоблоков АЭС, сут; а - коэффициент, учитывающий недоиспользование летней «ремонтной площади» SpeM, условно выделенной под АЭС, а =0,9-0,95.

Если AFK - а ■ ASpcM < 0, то в ОЭС остается недоиспользованная мощность, которая эквивалентна системному или оперативному (аварийному) резерву. Поэтому при росте КИУМ учитывается результирующее изменение суммарного резерва с "+" по оперативной и "-" по ремонтной составляющей, однако Дгре„ менее значимо, чем г™ в связи с меньшим влиянием на КИУМ допустимых сокращений ремонтных кампаний (рис. 5). Методика позволяет учесть как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты в резерв в виде перерасхода (экономии) топливных издержек на резервных агрегатах, как правило, с отношением (Ц^ 'Вр^/Ц,. вс)>1 из-за более высокой стоимости

удельного расхода топлива на 1 кВт-ч на резервных, чем на «системных» энергоустановках (с осредненными значениями Ц^ и вс).

Рис. 5. Снижение потребного ремонтного резерва в системе при сокращении длительности ремонтов блоков АЭС в период осенне-зимнего максимума

Показано, что ограничение роста КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 определяются системными факторами, например, минимально-потребным регулировочным диапазоном АЭС АИазс = 1 - КИУМд|^,

1-КИУМ^>

^КИУНист-а-ГАЭС-УАэЭ-а-КИУМгэЭ-угэс.а-КИУМгэс)

=Хаэо(6)

Уаэс КИУМ51-Хаэс-

Предполагая, что АЭС участвуют только в регулировании недельной неравномерности графиков нагрузки

1-А ' и)

относительная нагрузка АЭС в

КИУМ £ А + (1 - А) • Ивых; ИвнХ<

где А - доля недели, когда Иаэс = 1, Ивых провальной части недельного графика.

Выявлена роль различных факторов в реально имевшихся ограничениях КИУМ за предшествовавшие годы (1993-2003г.) на Балаковской АЭС. Наибольший вклад в недовыработку до 1991г. вносили плановые ремонты (45,8%), диспетчерские ограничения (10,2%) и неплановые ремонты (-6,9%), на долю простоев в резерве, плановой работы на частичных нагрузках и др. приходилось 36,75%. Вклад автоматических остановов реактора и остановов по заявлениям - всего 0,35%.

С учетом вытеснения газа за счет прироста мощностей АЭС и повышения их КИУМ обоснована удельная системная составляющая эффективности роста КИУМ (рис. 6), отнесенная к 1 кВт ч:

АП ДП Цг" вг ~ Ця ' вя + АНэк + АЗрез (8)

У эф

ДЭ„

АКИУМ ■

АЭГ

Здесь Цг, Ц, - стоимость газа на внешнем рынке и ядерного горючего, руб/кг у.т.; вг, в, - удельные расходы газа и ядерного горючего на отпущенный кВт-ч, кг у.т./кВт ч; АПЭ|< - плата за выбросы при сжигании газа, а также изменение затрат в кондиционирование, транспортировку и захоронение отходов ОЯТ, руб/год; ЛЗре3 - затраты в аварийный и оперативный резерв, обеспечивающий заданную надежность электроснабжения в ОЭС Р=0,999. млрд кВтч

У5Р коп/кВт ч

4 во

Доля в производстве электроэнергии в России

15% 18% 21% 25% 30% 32% 33?«

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

Рис 6. Прогноз роста производства электроэнергии АЭС России и удельная экономия на кВт-ч выработки на АЭС за счет вытеснения газа 1 - прирост мощности и рост КИУМ АЭС; 2 - только рост КИУМ;

--прогноз роста производства электроэнергии на АЭС

В заключение главы 4 обоснованы с учетом вышеприведенных методик и алгоритмов примеры оптимального планирования графиков эксплуатации многоблочной АЭС в режиме исключения СР и КР в энергодефицитный период при повышенных КИУМ. На многоблочной АЭС достичь строгой регулярности и симметрии в загрузках не удается. Пример разнесения ремонтов для случая длительных топливных циклов приведен на рис. 7 (кампания длительностью 13,5-18,5 месяцев). Номенклатура топлива должна быть достаточно широкой для обеспечения гибкости в выборе нужной длительности топливного цикла.

Основные характеристики этого и других рассматриваемых вариантов приведены в табл. 3,4.

Лето

Месяц 112 13 4 | 5 | 6 I 7 8 | 9 I 10 11 I 12

Год 1 СР1 СР4 СР2

Год 2 СРЗ СР1 СР4

ГодЗ СР2 КРЗ

Год 4 СР1 СР4 КР2

Год 5 СРЗ КР1 СР4

Годб СР2 СРЗ

Рис. 7. Топливный цикл с кампаниями длительностью 13,5-18,5 месяцев СР] - средний ремонт на блоке КЗ^ - капитальный ремонт на блоке ')

Таблица 3

Характеристики топливного цикла с кампаниями длительностью 13,5-18,5 месяцев

Характеристика Значение

Среднее значение КИУМ 88,6%

Эффективная продолжительность эксплуатации топлива в течение двух кампаний, эфф. часов 24200

Средняя эффективная длительность одной кампании, эфф. сут. 485

Средняя длительность одной кампании от пуска до останова, месяцев 16

Характеристики топливного цикла Таблица 4

с кампаниями длительностью 15-17 месяцев

Топливный цикл КИУМ (ремонты зимой), % КИУМ (нет ремонтов зимой), % Необходимость разработки топлива нового типа

Вар 1 3x305+275 81,5 81,5 отсутствует

Вар.2 350 83,7 необходима разработка TBC новой конструкции

3x350+150 82,2

Вар.З 3x350+350 83,7 76 -II-

3x350+500 58

Вар.4 18 мес. 86,4-90,7 -II-

Вар.5 15-17 мес. 84,0-90,2

Вар.6 13,5-18,5 мес. 88,6

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенный анализ значений коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) АЭС с ВВЭР-1000 в России и с корпусными реакторами в зарубежных странах показал устойчивую динамику его роста в последние 10-15 лет. Технико-экономический выигрыш от базовой загрузки в первую очередь АЭС с меньшей долей топливной составляющей в затратах при росте КИУМ в условиях экономики России дополняется также эффектом вытеснения газа на ТЭС для экспорта и получением дополнительных валютных поступлений, часть которых реинвестируется в сооружение новых и модернизацию действующих АЭС.

2. Разработана методика, позволяющая обосновать эффективность путей и способов повышения КИУМ для действующих и проектируемых АЭС с ВВЭР на основе многофакторного системного анализа: оптимальное удлинение кампаний топливных загрузок в 1,5 и более раз на основе использования более совершенного топлива повышенного обогащения, продление кампаний топливных загрузок с заданным составом за счет использования температурного и мощностного эффектов реактивности на 18-20 эффективных суток.

3. Показано, что рост КИУМ на определенном временном участке может быть достигнут сокращением длительности средних и капитальных ремонтов и увеличением интервала времени между капитальными ремонтами. Обоснованы основные мероприятия по сокращению сроков ремонта при выполнении условия неизменной надежности и безопасности энерго-

блоков АЭС с удлиненной кампанией. Проведено изучение статистики отказов твэлов, работающих в топливных кампаниях разной длительности. Показана возможность надежной эксплуатации современных TBC до 400420 эфф. суток и рекомендовано создание новых ТТЗС при кампаниях выше 420 эфф. суток.

4. Разработана методика учета системных факторов и оценки их влияния на выбираемые решения по росту КИУМ. К числу таких факторов отнесены тарифы на отпускаемую электроэнергию от АЭС, изменение потребного ремонтного и оперативного резервов в ОЭС, где работают энергоблоки. Показано, что в энергосистемах с летней ремонтной площадкой в виде сезонного провала графика нагрузки достаточной длительности и глубины ремонт энергоблоков целесообразно планировать так, чтобы максимально использовать эту площадь, а в осенне-зимние периоды максимальных нагрузок выполнять минимальные объемы ремонтных работ.

5. С помощью лицензионных расчетных программ обоснованы топливные кампании длительностью от 288 до 440 эффективных суток и выше, определен состав TBC в стационарном режиме перегрузок. Предложен укрупненный метод расчета себестоимости и чистой прибыли. Рост прибыли АЭС при удлинении топливных кампаний от 288 до 440 эфф. суток составляет от 1,38 до 1,45 млрд. руб в год по блоку 1000 МВт при отпускном тарифе 38 коп/кВт ч (с шин станции).

6. Обоснована возможность удлинения кампаний частичной загрузки ВВЭР-1000 на 3-4 суток в случае управления реактивностью по новому предложенному с участием автора запатентованному способу. Эффективность способа доказана нейтронно-физическими и теплотехническими расчетами активной зоны. Практически беззатратно достигаемый рост КИУМ при этом составляет 0,2-0,3% (абс.).

7. Получены составы загрузок и длительности кампаний со стационарными продлениями в конце кампании от 6-8 до 25-К28 эффективных суток. При тарифах на отпускаемую электроэнергию от 0,2 до 0,5 руб/кВт ч оптимум по условию достижения максимума прибыли составляет от 15-25 эфф. суток до 11-17 эфф. суток (при тарифе 0,5 руб/кВт-ч).

8. Оценено влияние системных факторов на оптимальные значения продления с учетом эффекта от удлинения топливных кампаний. Так, учет вытеснения газа в результате роста КИУМ по замещаемой валютной цене увеличивает оптимальную длительность продления кампаний на эффектах реактивности, в среднем на 25-30% и системный выигрыш за счет дополнительных валютных поступлений на 12-20 млн. рублей и до 4 млн. рублей в год за счет экологического эффекта на каждый процент роста КИУМ по блоку 1000 МВт.

Снижение потребности в ремонтном резерве при сокращении среднего ремонта энергоблока АЭС на 30 суток при доле АЭС в энергосистеме 16,5% составляет до 1,2%, что может привести к экономии затрат в развитие ремонтного резерва до 0,15 млрд. руб и до 0,12 млрд. руб в год на его эксплуатацию.

Рост оперативного резерва, связанный с ростом КИУМ и среднегодовой загрузки АЭС, в значительной мере зависит от доли АЭС в энергообъ-

единении и при доле АЭС 16,5% не превышает 0,2-0,3% на каждые 10% роста КИУМ.

9. Наиболее эффективным способом повышения КИУМ АЭС с ВВЭР является увеличение длительности работы топливных загрузок и сокращение продолжительности ремонтов. В этой связи необходимо провести исследования по обоснованию надежности основного и вспомогательного оборудования АЭС, внутрикорпусных устройств и активной зоны реактора в условиях более длительных сроков безостановочной работы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Пути повышения устойчивости энергоснабжения собственных нужд АЭС / Р.З. Аминов, А.Э. Борисенков, A.B. Михальчук, H.A. Олейник // Вопросы совершенствования региональных энергетических систем и компле-сов. сб. науч. трудов. Саратов: СГТУ, 1999. С.86-91.

2. Об эффективности извлечения СВП для удлинения кампаний энергоблока с ВВЭР-1000 / П.Л. Ипатов, A.B. Михальчук, Р.З. Аминов, В.А. Хрусталев и др. // Известия вузов и энергообъединений СНГ - Энергетика. 1995. №5,6. С 57-61.

3. Пат. 2046406 РФ. Способ эксплуатации легководного корпусного ядерного реактора / А.И. Осадчий, A.C. Духовенский, A.B. Михальчук,

B.А. Хрусталев и др.

4. Балаковская АЭС в начале XXI века: состояние и перспективы экономичности и безопасности / В.И. Игнатов, A.B. Михальчук, В.А. Хрусталев, Е.А. Ларин // Энергосбережение в Саратовской области. 2001. № 1 (3).

C.23-24.

5. Михальчук A.B. Сравнительная оценка способов повышения КИУМ энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-1000/ А.И. Ермолаев, A.B. Михальчук // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. Вып.1. Общенаучные вопросы. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. С.115-122.

6. Михальчук A.B. Повышение безопасности, надежности и эффективности эксплуатации энергоблоков Балаковской АЭС / В.И. Игнатов, A.B. Михальчук // Эффективность и экономичность атомной энергии: сб. докл. 2-го межд. съезда. М.,2002. С. 78-85.

7. Михальчук A.B. Разработка мероприятий по повышению эксплуатационной надежности энергоблоков АЭС с ВВЭР и их системной эффективности / A.B. Михальчук // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. Вып.2. Энергетика Поволжья -проблемы развития: материалы Всерос. науч.-практ. конф. Пенза, 2002. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2002. С. 175-179.

8. Повышение безопасности и эффективности АЭС с ВВЭР / И.В. Игнатов, Е.А. Ларин, A.B. Михальчук, В.А. Хрусталев И Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. Вып.2. Энергетика Поволжья - проблемы развития: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Пенза. 2002. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2002. С.167-175.

ZOOG А

Vм 6 983

9. Ермолаев А.И., Михальчук A.B. Анализ возможности эксплуатации четырехблочной АЭС в режиме исключения средних и капитальных ремонтов в зимний период / А.И. Ермолаев, A.B. Михальчук // Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики: сб. докл. 2-й Междунар. науч.-практ. конференции. Москва. 2001г.М., 2001. С. 49-54.

10. Михальчук A.B. Электротеплоснабжение - путь повышения КИУМ Российских АЭС / В.А. Хрусталев, В.В. Каштанов, A.B. Михальчук Н Матер. междунар. научно-практ. конф. Самара, 21-22 апр. 2004. Самара, 2004. С. 232-237. -

11. Безопасность и системная эффективность АЭС с ВВЭР - основа развития атомной энергетики в России / П.Л. Ипатов, В.И. Игнатов, A.B. Михальчук, Е.А. Ларин, В.А. Хрусталев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2006. №1 (10). С. 101-105.

12. Опытно-промышленная эксплуатация ТВС-2 на Балаковской АЭС. Анализ результатов и дальнейшая модернизация / A.B. Михальчук, И.Н. Васильченко, С.Б. Рыжов и др. // Труды 5-й Международной конференции по ВВЭР. Секция «Топливо, аналитическое и опытно-экспериментальное изучение». Альбене, 2005. С. 34-39.

МИХАЛЬЧУК Александр Васильевич

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ (КИУМ) АЭС С ВВЭР-1000

Автореферат

Корректор Л.А. Скворцова Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать 22.02.06 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ.л. 1,0 Уч.-изд.л 0,9

Тираж 100 экз. Заказ 72 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Предисловие.

• 1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1 .Пути повышения эффективности АЭС с ВВЭР в ^ энергосистемах России.

1.1.1. Повышение безопасности и надежности эксплуатации на АЭС с ВВЭР-1000.

1.1.2. Повышение экономичности и общей эффективности АЭС сВВЭР-1000.

1.2. Анализ исследований по удлинению топливных кампаний и

Ф повышению КИУМ АЭС с ВВЭР.

1.3.Цели и задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБОСНОВАНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КИУМ АЭС С ВВЭР.

2.1 .Выбор показателей эксплуатационной эффективности АЭС с

ВВЭР-1000 с учетом системных факторов. i 2.2.Научные основы удлинения топливных кампаний энергоблоков

АЭС с ВВЭР.

2.2.1. Удлинение кампаний за счет роста обогащения и совершенствования топлива.

2.2.2. Режимы продления кампаний за счет эффектов реактивности. щ 2.2.3. Разработка способов эксплуатации со снижением потерь компенсации реактивности.

2.3.Оценка возможностей повышения КИУМ различными методами.

2.3.1. Повышение КИУМ удлинением топливных кампаний и снятием летних ограничений по мощности.

2.3.2. Сокращение длительности ремонтов для повышения

КИУМ.

3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КИУМ УДЛИНЕНИЕМ ТОПЛИВНЫХ КАМПАНИЙ И СОКРАЩЕНИЕМ РЕМОНТОВ.

3.1.Методика сравнительного анализа кампаний АЭС с ВВЭРразличной длительности.

3.2.Эффективность продления кампаний топливных загрузок на выбеге реактивности.

3.3.Анализ эффективности удлинения кампаний при сокращении длительности ремонтов.

3.3.1. Влияние на КИУМ длительностей ремонтов и реакторной кампании.

3.3.2. Оптимальное планирование графиков работы энергоблоков на мощности и ремонтов.

4. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КИУМ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ЭНЕРГОБЛОКАХ АЭС.

4.1. Анализ надежности твэлов и ТВС при увеличенных сроках пребывания в активной зоне.

4.2.Оценка изменения оперативного и ремонтного резерва в ОЭС в связи с удлинением топливных кампаний и ростом КИУМ.

4.2.1. Нормативные основы оценки и использования резервов мощности в энергосистемах.

4.2.2. Методика обоснования и учета ремонтного и оперативного резерва в системе при росте КИУМ АЭС.

4.3.Ограничения роста КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 в энергосистемах.

4.4.Учет "вытеснения" газа из топливно-энергетического баланса.

4.5.Оптимальное планирование графиков эксплуатации многоблочной АЭС в режиме исключения CP и КР в энергодефицитный период.

4.5.1. Анализ топливного цикла с эффективной кампанией 3x305+275 эффективных суток.

4.5.2. Топливный цикл с базовой эффективной кампанией 350 эффективных суток.

4.5.3. Анализ длительных топливных циклов.

Сегодня в российской атомной энергетике, как и в мире в целом, АЭС с водоводяными корпусными реакторами занимают ведущее место. Одной из важнейших задач при этом для России наряду с вводом новых энергоблоков является наращивание производства электроэнергии на уже действующих АЭС за счет повышения эффективности использования существующих мощностей. В условиях ограничений на новые инвестиции в атомноэнергетическую отрасль, выполнение такой задачи становится особо эффективным, поскольку позволяет замещать органическое топливо (прежде всего газ и мазут), увеличивая валютные поступления от продажи их за рубеж. В ряде регионов (в основном в европейской части России) рост выработки на действующих АЭС - это вытеснение твердых (низкоэкологичных) топлив, сжигание которых в условиях воздушного бассейна с высокими фоновыми концентрациями загрязнений становится все более затруднительным.

Большая загрузка АЭС позволит при малых, установленных для твердотопливных и мазутных ТЭС квотах на выбрасываемые ингредиенты, в какой-то мере сократить затраты в дорогостоящие природоохранные мероприятия (серо-и азотоочистку отходящих газов, специальную подготовку топлива) и оздоровить воздушный бассейн.

Необходимо выбирать и реализовывать, в первую очередь, такие из мероприятий, повышающих коэффициент использования установленной мощности (КИУМ), которые характеризуются наибольшей эффективностью. Для блоков АЭС заданной мощности показатель эффективности можно формализовать в виде например отношения приведенных годовых затрат к дополнительно получаемому от выработки энергии эффекту или других критериев. При этом, однако, должно учитываться влияние системных (внешних) по отношению к энергоблоку факторов, наравне с внутренними. К последним отнесем эффективный КПД энергоблока, меняющийся при продлениях кампаний на мощностном и температурном эффектах реактивности, стоимости ТВС, их обогащение по 5U и ности кампаний, обеспечиваемые новыми загрузками и др. факторы. К системным факторам следует отнести: вероятные изменения потребного резерва, обеспечивающего заданную надежность энергоснабжения в регионе, затрат в ремонты, происходящие в другие сроки и (или) с иной периодичностью и другое. Следует также иметь в виду, что в некоторых случаях рост КИУМ, всегда связанный со снижением участия АЭС в недельном или сезонном регулировании графика нагрузки, может привести к вытеснению в эти зоны менее эффективных здесь альтернативных энергоисточников, "вырождению" летней ремонтной "полки", сдвигу графика ремонтов многоблочной АЭС и как, следствие, необходимости проведения их в зимний период максимальных нагрузок в энергосистемах. Наконец, иногда рост КИУМ противоречит объективным требованиям диспетчерского управления ОЭС.

Сегодня известны различные пути повышения КИУМ: удлинение кампаний загрузки топлива более высокого обогащения по 5U и с более совершенными поглотителями из гадолиния (твэги), продление кампаний в режиме использования мощностного и температурного эффектов реактивности, форсировка по мощности и другие [1,3., 7, 9, 77, 80].

Причем названные пути роста КИУМ являются наиболее действенными во временном горизонте, охватывающем несколько одинаковых повторяющихся топливных загрузок (стационарный топливный цикл, совмещаемый с полным ремонтным циклом).

Менее значительные удлинения кампаний (и роста КИУМ) возможны путем использования новых способов эксплуатации реакторов типа ВВЭР, которые обоснованы с позиции физической концепции этого типа реакторов, на основе теплофизического, теплогидравлического анализа с учетом неизменной теплотехнической надежности активной зоны (с участием автора диссертации) и защищены патентом России [53]. Названым выше вопросам посвящены специальные разделы диссертации. Некоторого удлинения кампании той же частичной загрузки можно добиться совершенствованием второго контура энергоблоков АЭС с ВВЭР, то есть повышением электрического КПД. Однако связанный с этим эффект роста КИУМ мал, а резервы дальнейшего роста КПД АЭС для данного их типа (двухконтурные АЭС) близки к исчерпанию. Поэтому анализ такого пути повышения КИУМ в диссертации не проводился. Эти вопросы очень подробно рассматривались в [2, 3, 4].

Вместе с тем, серьезный резерв роста КИУМ — оптимизация ремонтного цикла энергоблоков АЭС, то есть, прежде всего, такое возможное сокращение времени ремонтов энергоблоков и загрузки топлива, которое не приводит к снижению качества при выполняемых операциях, и, вместе с тем, к росту отказов и аварийных ситуаций в последующий период.

Данная диссертационная работа посвящена решению поставленных выше задач выбора и обоснования эффективных путей повышения КИУМ энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 удлинением и продлением стационарных топливных кампаний, сокращением сроков ремонта и использованием новых способов эксплуатации реакторов ВВЭР-1000.

Цель работы — научное обоснование эффективных путей повышения КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 в крупных энергосистемах.

Основными задачами исследования являются:

1.— разработка методических положений анализа эффективности путей повышения КИУМ энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 с учетом топливных и ремонтных кампаний;

2. — анализ использования эффектов реактивности для продления топливных кампаний в повторяющемся режиме;

3. — разработка методик технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности и с разным продлением при учете сроков ремонтов;

4. - обоснование методологии общесистемного многофакторного технико-экономического анализа эффективности повышения КИУМ АЭС с ВВЭР;

5. - выбор наивыгоднейших характеристик топливных загрузок с учетом требований роста КИУМ и системных факторов.

В диссертации разработаны общие методологические положения анализа эффективности повышения КИУМ энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 на основе учета системных факторов: регионального баланса маневренных мощностей, потребной доли ремонтного резерва, надежности электроснабжения, вытеснения газомазутного топлива из энергетической сферы на экспорт, улучшения экологического состояния окружающей среды при вытеснении низкокачественных твердых топлив и снижения затрат в захоронение отходов отработанного ядерного горючего.

В работе проведен анализ возможности использования особенностей физической концепции активной зоны реакторов ВВЭР-1000 для продления топливных кампаний с использованием мощностного (м.э.р.) и температурного эффектов реактивности (т.э.р.). Предложен и запатентован с участием автора способ эксплуатации ВВЭР, повышающий экономичность использования ядерного горючего и, тем самым, продлевающий (удлиняющий) кампанию для той же частичной загрузки. Обосновано расчетное соотношение, позволяющее исходя из текущего распределения энерговыделения и объемного коэффициента неравномерности Kv и других параметров изменять среднюю температуру теплоносителя и концентрацию химического поглотителя нейтронов в первом контуре так, чтобы минимизировать потери нейтронов.

Проведены по критерию чистой прибыли АЭС для разных значений тарифов на энергию технико-экономические расчеты эффективности загрузок, обеспечивающих различные длительности кампаний. Выполнены аналогичные расчеты для различных продлений кампаний на мощностном и температурном эффектах реактивности. Приведены и проанализированы промежуточные результаты расчетов для различных исходных данных. В обоих случаях проведены исследования для нескольких повторяющихся одинаковых последовательных кампаний, что позволяет считать их стационарными.

В диссертации разработаны методологические основы системного анализа эффективности роста КИУМ энергоблоков АЭС. При этом учтены факторы надежности работы твэлов в более длинных кампаниях на основе ретроспективного анализа данных завода-изготовителя. Рассмотрены возможные ограничения по росту КИУМ в энергосистемах, где целесообразно частичное участие энергоблоков АЭС в покрытии недельной и сезонной неравномерностей нагрузки. Показано, что в основном указанный фактор может иметь значение только в отдаленных энергосистемах с высокой структурной долей АЭС. В диссертации обоснованы причины, которые могут сдерживать рост КИУМ выше некоторых значений, прежде всего для многоблочных АЭС с ВВЭР. К их числу отнесены: 1) невозможность использования в полной мере летнего провала нагрузок для проведения ремонтов, как следствие этого выведение части энергоблоков в ремонт в зимнее время максимума нагрузок и рост потребного системного ремонтного резерва; 2) сокращение "вращающегося" резерва в системе при более полной загруженности АЭС и их значительной доле, что также требует увеличения потребного резерва.

В диссертации проведен анализ системной эффективности повышения КИУМ многоблочной АЭС с учетом указанных выше факторов.

Научная новизна.

1. Разработан научный метод обоснования эффективности различных путей повышения КИУМ АЭС с ВВЭР-1000 с учетом характеристик топливных загрузок и внешних системных факторов.

2. Предложены методики анализа мощностного и температурного эффектов реактивности для продления кампаний, технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности и с разным продлением при работе на выбеге реактивности, а также выбора оптимальных сроков продления.

3. Разработаны методологические основы системного технико-экономического обоснования эффективности повышения КИУМ, получены и проанализированы результаты сопоставительных расчетов кампаний по предпочтительным вариантам новых загрузок топлива и разных сроков их продления.

Практическая значимость. Обоснованы экономические преимущества удлинения кампаний топлива с более высоким КИУМ на основе критерия чистой прибыли АЭС и минимума приведенных затрат в энергосистеме. Получены оптимальные продления кампаний для разных отпускных тарифов на электроэнергию. Показано возможное влияние системных факторов: резерва мощности в энергосистеме, доли АЭС в ней и общего потребного регулировочного диапазона на эффективность выбираемых значений длительности обычных и удлиненных (продленных) кампаний. Обоснованы количественно возможности повышения КИУМ за счет сокращения сроков ремонта и перегрузки топлива, в том числе с учетом ограничивающих системных факторов.

На защиту выносятся: Методики и результаты анализа использования мощностного и температурного эффектов реактивности для продления кампаний, алгоритмы укрупненного технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности и с разным продлением на выбеге реактивности, а также результаты выбора оптимальных сроков их продления; - методические положения и результаты расчета внутристанционной и системной эффективности повышения КИУМ многоблочной АЭС с ВВЭР-1000.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обоснованы: положением методологии системных исследований в атомной энергетике, анализа резерва в энергосистемах, а также теории структурной, теплофизи-ческой, теплогидравлической надежности активной зоны, термодинамического анализа цикла влажного пара, в том числе с постепенно падающим электрическим КПД.

В работе использованы методы расчета себестоимости и чистой прибыли в условиях современного налогообложения. Проведено сопоставление полученных результатов и выводов диссертации с имеющимися данными других исследований.

Личный вклад автора заключается в следующем:

1. Разработаны методологические положения анализа мощностного (м.э.р.) и температурного (т.э.р.) эффектов реактивности для продления кампаний сверх нормативной длительности и оценки оптимальной длительности продления.

2. Разработаны алгоритмы укрупненного технико-экономического сопоставления кампаний разной длительности, обеспечиваемых загрузками разного обогащения по 5U и стоимости.

3. Обоснованы методические положения системной эффективности повышения КИУМ многоблочной АЭС с ВВЭР-1000 с учетом ремонтной и резервной составляющей затрат, а также вытеснения газа и мазута из энергетического баланса.

4. Получены новые результаты по повышению эффективности АЭС, работающих в энергосистемах. Дан анализ их и сформулированы рекомендации.

Работа выполнена на кафедре "Тепловые электрические станции" Саратовского государственного технического университета и в филиале концерна Росэнергоатом "Балаковская атомная электростанция" в рамках основного научного направления развития науки и техники Российской Федерации "Топливо и энергетика", Федеральной программы фундаментальных исследований в области "Физико-технических проблем энергетики", программы Минвуза России 02.В.04 "Разработка научно-методологических основ повышения эффективности АЭС с водоводяными реакторами в энергосистемах".

Изложенные в диссертации материалы опубликованы в научных статьях и докладывались на научных конференциях и семинарах в 1998-2002гг. в городах Саратове, Балаково, Пензе, международных симпозиумах концерна "Росэнергоатом" в г. Москве и других, в том числе зарубежных симпозиумах и конференциях.

Разработанные в диссертации методологические положения и результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности действующих АЭС с ВВЭР в энергосистемах России.

Материалы диссертации окажутся полезными также для проектных организаций при обосновании оптимальных сценариев развития атомной энергетики и для руководства российских АЭС с ВВЭР при выборе и оптимизации топливных циклов и стратегии перегрузок.

Автор выражает благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Хрусталеву Владимиру Александровичу, а также Заслуженному деятелю науки и техники РФ, Лауреату премии Правительства РФ Аминову Рашиду Зарифовичу, кандидату технических наук, профессору Ларину Евгению Александровичу за советы, консультации и помощь при выполнении работы, коллективам кафедр "Тепловые электрические станции", "Теплоэнергетика" и Проблемной научно-исследовательской лаборатории ТЭУ за советы, замечания и пожелания, высказанные при подготовке и обсуждении диссертации.

1 ВВЕДЕНИЕ

Выводы и рекомендации

1. Проведенный анализ коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) АЭС в зарубежных странах с развитой атомной электроэнергетикой, в том числе на базе АЭС с корпусными водоводяными энергетическими реакторами, показал устойчивую динамику роста этого показателя в 19902000гг. Технико-экономический выигрыш от базовой загрузки в первую очередь энергоустановок АЭС с большей капитализированной составляющей приведенных затрат и меньшей топливной составляющей при росте КИУМ в условиях экономики России дополняется также эффектом вытеснения природного газа на ТЭС и получением дополнительных валютных поступлений, часть которых инвестируется в сооружение новых АЭС.

2. Разработана методика, позволяющая обосновать эффективность путей и способов повышения КИУМ для действующих и проектируемых АЭС с ВВЭР на основе многофакторного системного анализа. Среди этих путей: оптимальное удлинение кампаний топливных загрузок в 1,5 и более раз на основе использования более совершенного топлива повышенного обогащения, продление кампаний топливных загрузок с заданным составом за счет использования температурного и мощностного эффектов реактивности, до 18-20 эффективных суток, некоторое увеличение (до 3-4 эффективных суток) длительности кампаний частичных загрузок разработанным и предложенным с участием автора нейтронно-физическими методами.

3. Показано, что рост КИУМ на определенном временном участке может быть достигнут сокращением длительности средних и капитальных ремонтов и увеличением интервала времени между капитальными ремонтами. Обоснованы основные мероприятия по сокращению сроков ремонта при выполнении условия неизменной надежности и безопасности энергоблоков АЭС с удлиненной кампанией. Проведено изучение статистики отказов твэлов, работающих в топливных кампаниях разной длительности. Показана возможность надежной эксплуатации современных ТВС до 400-420 эфф. суток и необходимость создания новых ТВС при кампаниях выше 420 эфф. суток.

4. Разработана методика учета системных факторов и оценки их влияния на выбираемые решения по росту КИУМ. К числу таких факторов отнесены тарифы на отпускаемую электроэнергию от АЭС, изменение потребного ремонтного и оперативного резервов в ОЭС, где работают энергоблоки. Показано, что в энергосистемах с летней ремонтной площадкой в виде сезонного провала графика нагрузки достаточной длительности и глубины ремонт энергоблоков целесообразно планировать так, чтобы максимально использовать эту площадь, а в осенне-зимние периоды максимальных нагрузок выполнять минимальные объемы ремонтных работ.

5. С помощью лицензионных расчетных программ обоснованы топливные кампании длительностью от 288 до 440 эффективных суток и выше, определен состав ТВС в стационарном режиме перегрузок. Предложен укрупненный метод расчета себестоимости и чистой прибыли. Рост прибыли АЭС при удлинении топливных кампаний от 288 до 440 эфф. суток составляет от 1,38 до 1,45 млрд. руб в год по блоку 1000 МВт при отпускном тарифе 38 коп/кВт-ч (с шин станции).

6. На основании основных теплофизических соотношений и характеристик ВВЭР-1000 обоснована возможность удлинения кампаний частичной загрузки на 3-4 суток в случае управления реактивностью по новому предложенному способу, запатентованному с участием автора. Эффективность способа доказана нейтронно-физическими и теплотехническими расчетами активной зоны. Практически беззатратно достигаемый рост КИУМ при этом составляет 0,2-0,3%.

7. Получены составы загрузок и длительности кампаний со стационарными продлениями в конце кампании от 6+8 до 25+28 эффективных суток. При тари-фох на отпускаемую электроэнергию от 0,2 до 0,5 руб/кВт-ч оптимум по условию достижения максимума прибыли составляет от 15+25 эфф. суток до 11-^17 эфф. суток при тарифе 0,5 руб/кВт-ч.

8. Оценено влияние системных факторов на оптимальные значения продления с учетом эффекта от удлинения топливных кампаний. Так, учет вытеснения газа в результате роста КИУМ по замещаемой валютной цене увеличивает оптимальную длительность продления кампаний на эффектах реактивности, в среднем на 25-30% и системный выигрыш за счет дополнительных валютных поступлений на 12-20 млн. рублей в год на каждый процент роста КИУМ по блоку 1000 МВт.

Снижение потребности в ремонтном резерве при сокращении среднего ремонта энергоблока АЭС на 30 суток при доле АЭС в энергосистеме составляет до 1,5 0,12 может привести к экономии затрат в развитие ремонтного резерва до 0,15 млрд. руб в год и до 0,12 млрд. руб на эксплуатацию резерва

Рост оперативного резерва, связанный с ростом КИУМ и среднегодовой загрузки АЭС, в значительной мере зависит от доли АЭС в энергообъединении и при доле АЭС ~ 16% не превышает 0,26% на каждые 10% роста КИУМ.

В автономно работающих АЭС рост КИУМ АЭС может иметь ограничения при их высокой доле по условию баланса маневренных мощностей и потребительского графика. Однако область ограничений находится, как правило, выше технологически достигаемых сегодня значений КИУМ.

9. Показано, что вытеснение газового топлива за счет роста КИУМ АЭС способствует ощутимому достигаемому экологическому эффекту за счет снижения выброса окислов азота. Так, при повышении КИУМ на 1 энергоблоке ВВЭР-1000 на 1% экономия затрат от снижения NO2 на замещаемых газовых ТЭС по примерной оценке составит до 4 млн. рублей в год на 1 энергоблок 1000 МВт для базовой эффективной кампании 320 сут.

1. Адамов Е.О., Рачков В.И. Время стратегических решений // Энергия: экономика, техника, экология. 2001. №1. С.2-10.

2. Аминов Р.З., Хрусталев В.А. Об эффективности блоков АЭС при работе в переменной зоне графиков нагрузки // Вопросы повышения маневренности ТЭС и АЭС. Тез. докл. и сообщ. Всесоюз. науч.-техн. совещ. 19-21 окт. 1982. Горловка-СлавГРЭС. 1982. С.60-61.

3. Аминов Р.З., Хрусталев В.А. Об эффективности использования ядерного горючего на АЭС // Известия вузов Энергетика. 1990. №7. С.91-94.

4. Андрющенко А.И. Показатели эффективности циклов АЭС // Известия вузов СССР. Энергетика. 1982. №9. С.44-47.

5. Андрющенко А.И., Аминов Р.З. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций. М.: Высшая школа, 1983. 252с.

6. Анкерман Г., Хампель Р. Эксплуатация АЭС с водоводяным реактором во время удлинения кампании при работе на мощностном эффекте // Теплоэнергетика. 1983. №7. С.71-73.

7. АЭС с ВВЭР: режимы, характеристики, эффективность / Р.З. Аминов, В.А. Хрусталев, А.С. Духовенский, A.M. Осадчий. М.: Энергоатомиздат. 1990.

8. Бадяев В.В., Егоров Ю.А., Казаков С.В. Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС (Библ. эксплуатационника АЭС, вып. 30) М.: Энергоатомиздат, 1990. 224с.

9. Балаковская АЭС в начале XXI века: состояние и перспективы экономичности и безопасности / В.И. Игнатов, А.В. Михальчук, В.А. Хрусталев, Е.А. Ларин // Энергосбережение в Саратовской области. 2001. №003. С.23-24.

10. Басов В.И., Хрусталев В.А. Снижение риска АЭС для персонала и населения. Саратов. СГТУ, 2002. 125с.

11. Беркович В.М., Малышев А.Б., Швыряев Ю.В. Создание энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР нового поколения // Теплоэнергетика. 2003. №11. С.2-10.

12. Будов В.М., Фарафонов В.А. Конструирование основного оборудования АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1986. 264с.

13. Быков А.И., Нестеренко И.Э. Методы технико-экономических расчетов в атомной энергетике. М.: Наука и техника, 1982. 190с.

14. Воронин J1.M. Перспективы развития атомной энергетики России в XXI в. //Теплоэнергетика. 2000. №10. С. 14-18.

15. Временная методика определения предотвращаемого экологического ущерба. Утвержд. 9 марта 1999г. Министром ОПР России В.И. Даниловым-Данильяном.

16. Выбор эффективных направлений развития энергогенерирующих мощностей в европейской части страны / Р.З. Аминов, В.А. Хрусталев, А.Ф. Шкрет, М.В. Гариевский // Теплоэнергетика. 2003. №4. С.64-67.

17. Гагаринский А.Ю. Ядерная энергетика в ближайшем будущем и дальней перспективе (заметки с трех ядерных конференций) // Теплоэнергетика. 2000. №7. С.72.

18. Гохштейн Д.П., Верхивкер Г.П. Анализ тепловых схем атомных электростанций. Киев: Высшая школа, 1977. 240с.

19. Дубицкий М.А., Руденко Ю.Н., Чельцов М.Б. Выбор и использование резервов генерирующей мощности в энергетических системах. М.: Энергоатомиздат, 1988. 271с.

20. Духовенский А.С., Осадчий А.И., Хрусталев В.А. Совершенствование использования топлива в ВВЭР // Повышение эффективности атомных электростанций в перспективных энергосистемах. Межвуз. науч. сб. сарат. полит, ин-т, 1987. С.58-62.

21. Елагин Ю.П. Состояние мировой ядерной энергетики // Атомная техника за рубежом. 1999. №1-2. С.9-16. и С.9-17.

22. Ермолаев В.Ф. Повышение системной эффективности и надежности энергоблоков АЭС с ВВЭР средней мощности. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Саратов. Сарат. гостехуниверситет. 2000. 22с.

23. Зверков В.В. Эксплуатация ядерного топлива на АЭС с ВВЭР (Библ. эксплуатационника АЭС, вып. 26) М.: Энергоатомиздат, 1989. 96с.

24. Иванов В.А. Эксплуатация АЭС. СПб.: Энергоатомиздат, 1994. 384 с.

25. Иванов В.А., Боровков В.М., Булавкин Г.В. Некоторые особенности работы АЭС с ВВЭР // Совершенствование оборудования и режимов тепловых электрических станций. Иваново. 1982. С.52-55.

26. Игнатов В.И., Михальчук А.В. Повышение безопасности, надежности и эффективности эксплуатации энергоблоков Балаковской АЭС // Эффективность и экономичность атомной энергии. Сб. докл. 2-й межд. съезда. М. Росэнергоатом. 2001.

27. Канаев А.А., Ратников Е.Ф., Копп И.З. Термодинамические циклы, схемы и энергооборудование атомных электростанций. М.: Атомиздат. 1976. 318с.

28. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справичник по теплогидрав-лическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы) М.: Энергоатомиздат, 1984.

29. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем. М.: Высшая школа, 1984. 256с.

30. Клемин А.И. Надежность ядерных энергетических установок. Основы расчета. М.: Энергоатомиздат, 1987. 344с.

31. Коварский Л.Г. Расчетные способы сокращения объемов ремонта энергооборудования. JL: Энергия, 1979. 168с.

32. Конструирование ядерных реакторов / И.Я. Емельянов, В.И. Михан, В.Н. Солонин. Под общей ред. акад. И.А. Доллежаля. М.: Энергоиздат, 1982. 400с.

33. Концепция локализации расплава кориума на внекорпусной стадии за-проетной аварии АЭС с ВВЭР-1000 / И.В. Кухтевич, В.В. Безленкин, B.C. Грановский и др. // Теплоэнергетика. 2001. №9. С.2-7.

34. Концепция преодоления тяжелых аварий на АЭС с ВВЭР-1000 / В.В. Безлепкин, И.В. Кухтевич, Ю.Г. Леонтьев, С.В. Светлов // Теплоэнергетика. 2004. №2. С.28-35.

35. Кузнецов Н.М., Канаев А.А., Копп И.З. Энергетическое оборудование блоков атомных электростанций. Л.: Машиностроение. Ленинг. отд-ние, 1979. 352с.

36. Левин В.Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. М.: Атомиздат, 1975. 284с.

37. Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988. 224с.

38. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов атомных электростанций. М. 1996. Минатомэнерго.

39. Мохова В., Бокнецкий В. Требования и ожидания при разработке топлива с высокими характеристиками для следующего тысячелетия. Экспресс-информация. ЦНИИАтомформ. М. 2001. №16. С.6-12.

40. Надежность систем энергетики. Терминология. Сборник используемых терминов. Вып.95. М.: Наука, 1980.

41. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС / Под ред. Андрющенко А.И. М.: Высшая школа, 1991. 302с.

42. Нигматулин Б.И., Северинов В.В., Степанов А.А. Атомная энергетика-стратегия развития // Электрические станции. 2000. №12 С.20-22.

43. Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки. М.: Энергоатомиздат, 1986. 168с.

44. О возможности продления топливного цикла реактора ВВЭР-1000: Отчет о НИР / А.С. Духовенский, К.Б. Косоуров, В.В. Сарбуков и др. М. ИАЭ им. Н.В. Курчатова.

45. Об обеспечении и эффективности реализации регулировочного диапазона мощных ВВЭР в перспективных энергосистемах / Р.З. Аминов, В.А. Хру-сталев, А.И. Осадчий и др. // Известия вузов СССР. Энергетика. 1984. №7. С.66-69.

46. Об эффективности извлечения СВП для удлинения кампаний энергоблока с ВВЭР-1000 / П.Л. Ипатов, А.В. Михальчук, Р.З. Аминов, В.А. Хруста-лев и др. // Известия вузов и энергообъединений. СНГ Энергетика. 1995. №5,6.

47. Острейновский В.А., Сальников Н.Л. Вероятностное прогнозирование работоспособности элементов ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1990. 416с.

48. Оценка экономической эффективности работы на мощностном эффекте для энергоблока ВВЭР-1000, работающего в трехгодичном топливном цикле. Отчет о НИР // А.А. Абагян, Г.Е Солдатов, A.M. Павловичев и др. ВНИИ АЭС. 1991.

49. Патент 2046406 РФ. Способ эксплуатации легководного корпусного ядерного реактора / А.И. Осадчий, А.С. Духовенский, А.В. Михальчук, В.А. Хрустал ев и др.

50. Повышение энерговыработки действующих энергоблоков АЭС с ВВЭР // Р.З. Аминов, В.А. Хрусталев, А.И. Осадчий, А.С. Духовенский // Теплоэнергетика. 1990. №1. С.42-45.

51. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация атомных электростанций. М.: Наука, 1984. 340с.

52. Проектирование теплообменных аппаратов АЭС / Ф.М. Митенков, В.Ф. Головко, П.А. Ушаков, Ю.С. Юрьев. Под. ред. Ф.М. Митенкова. М.: Энерго-атомиздат, 1988. 296с.

53. Пути повышения устойчивости энергоснабжения собственных нужд АЭС // Р.З. Аминов, А.Э. Борисенков, А.В. Михальчук, Н.А. Олейник // Вопросы совершенствования региональных энергетических систем и комплексов. Сб. науч. трудов. СГТУ, 1999. С.86-91.

54. Разработка стратегии использования на АЭС с ВВЭР эффективных топливных циклов и выработка рекомендаций по их внедрению // А.А. Абагян, В.М. Орлов, А.С. Махоньков и др. НТО Инв. №034-114/01. ВНИИАЭС. Москва. 2001.

55. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1984. 200с.

56. Савченко В.А. Некоторые концептуальные вопросы управления сроком службы российских энергоблоков АЭС // Теплоэнергетика. 2000. №5. С.2-8.

57. Самойлов О.Б., Усынин Г.Б., Бахметьев Безопасность ядерных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 280с.

58. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физические основы эксплуатации ядерныхСпаропроизводящих установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 504с.

59. Сигал М.В, Семенов В.В. Оценка экономической целесообразности времени продления кампании водоводяных реакторов АЭС // Атомные электрические станции. 1980. С.157-162.

60. Сидоренко В.А., Чернилин Ю.Ф. Формирование свободного рынка электроэнергии и возможные последствия // Энергия: экономика, техника, экология. 2000. №11. С.2-11.

61. Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики (основы технологии и экономики производства ядерного топлива). Экономика АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1987. 480с.

62. Синев Н.М., Батуров Б.Б. Экономика атомной энергетики. Основы технологий и экономики ядерного топлива. М.: Атомиздат, 1980. 341с.

63. Солодовников А.С., Молчанов А.В. Исследование методов вероятностного анализа безопасности для дальнейшего совершенствования АЭС с ВВЭР // Теплоэнергетика. 2004. №2. С.2-4.

64. Состояние и перспективы обеспечения безопасности Балаковской АЭС / П.Л. Ипатов, В.И. Басов, Е.А. Ларин, В.А. Хрусталев // Безопасность труда в промышленности. 1996. №8. С.34-37.

65. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. 3-е изд., перераб. и доп. / Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М.: Энергоатомиздат, 1985.

66. Стратегия развития электроэнергетики России на период до 2015 года // Электрические станции. 2000. №12. С. 15-19.

67. Теплицкий М.Г. Исследование экономичности турбоустановки К-1000-60/1500 ХТЗ и энергоблока 1000 МВт Южно-Украинской АЭС // Теплоэнергетика. 1986. №12. С.10-17.

68. Тепловые схемы ТЭС и АЭС. Под ред. акад. С.А. Казарова // В.М. Боровков, О.И. Демидов, С.А. Казаров и др. СПб: Энергоатомиздат. 1995. 392с.

69. Трубицын В.И. Надежность электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1997.240с.

70. Фаворский О.Н. Современное состояние и проблемы электроэнергетики России // Энергия: экономика, техника, экология. 2001. №2. С.2-8.

71. Хрусталев В.А. АЭС с ВВЭР в энергосистемах: пути режимной адаптации // Атомная энергия, вып.6. 1991. С.552-555.

72. Хрусталев В.А., К вопросу об оптимальном продлении кампании мощных блоков АЭС с ВВЭР в энергосистемах // Известия вузов СССР Энергетика. 1987. №8. С.81-84.

73. Хрусталев В.А. Об оптимальном участии блоков ТЭС и АЭС в покрытии переменных графиков нагрузки // Энерготехнологическое использование низкосортных твердых топлив и защита окружающей среды. Сб. науч. тр. Саратов, 1988. С.104-107.

74. Хрусталев В.А. Повышение мощности энергоблоков АЭС с PWR в США // Атомная техника за рубежом. 1988. №5. С.10-13.

75. Хрусталев В.А., Духовенский А.С., Осадчий А.И. О новых концепциях PWR с улучшенным энергоиспользованием топлива // Атомная энергетика за рубежом. 1986. №11. С. 17-20.

76. Эксплуатационные режимы АЭС с ВВЭР / Ф.Я. Овчинников, В.А. Вознесенский, В.В. Семенов и др. М.: Энергоатомиздат, 1992. вып. 12. 416с.

77. Эксплуатационные режимы водо-водяных энергетических реакторов / Под ред. Ф.Я. Овчинникова М.: Атомиздат, 1988. 279с.

78. Edwin K.W., Danda R., Schaper W. Power reserve computation for system operation and extension planning: 3rd Int. Conf. Reliab. Power supply Syst., London, 19-21 Sept., 1983. London, 1983. P.53-58.

79. Malone M.J., Tram H.N., Day J.T. A probabilistic approach to evaluate spinning reserve strategies // Proc. Amer. Power Conf. V. 45:45th Annu. Meet., Chicago, 111., Apr. 18-20. 1983. P.483-488.

80. Management of peak units at CEGB, EdF and ENEL / E.W. Chefneux, V.G. Knight, F.Broussolle e.a. //Electra. 1983. №1. P.137-154.

81. The economics of the nuclear cycle, NEA OECD, Paris, 1994.

82. Vassel G.S., Tibberts N. An approach to the analysis of generating capacity reserve requirements // IEEE Trans, on Power Appar and Syst. 1965. V.- 84, №1. P.64-79.