textarchive.ru

Главная > Документ


Союз атома и газа

Нуждин В.Н., Просвирнов А.А., ВНИИАЭС

В соответствии с Генеральной схемой «Стратегии развития электроэнергетики России до 2030 года» определен баланс по энергозонам страны и выбор вида предпочтительной генерации для каждой зоны [10]. По уверению руководителя департамента по управлению инвестиционными программами концерна “Росэнергоатом”К.В.Завизенова: «Если в одной точке возможно сооружение газовой и атомной электростанции, то необходимо выбрать одну из них, пользуясь четко определенными критериями. Однако, для РАО ЕЭС самым интересным видом топлива является газ. Они подчёркивают дешевизну и экологичность этого вида топлива. Именно поэтому сейчас существует перекос в энергетической корзине страны в пользу газа. Также РАО ЕЭС видит проблему в достижении баланса между маневренной и базовой мощностью» [10]. По словам А.К.Полушкина, заместителя генерального директора концерна Росэнергоатом, директора по развитию: «Позиция РАО «ЕЭС России» состоит в том, что только первая половина ФЦП развития атомной энергетики в принципе принимается» [11]. Налицо противостояние двух подходов к развитию электроэнергетики России. Но так ли уж эти два подхода антагонистичны?

В России приняты две Федеральные Целевые Программы: ФЦП развития атомной энергетики и "Энергоэффективная экономика" на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года [7]. В сфере энергосбережения и энергоэффективной экономики первым шагом стоит эффективное использование топливных ресурсов при производстве электроэнергии, иными словами производство электроэнергии с максимально возможным коэффициентом полезного действия (КПД). Основным блоком федеральной целевой программы (ФЦП) развития атомной энергетики признан ВВЭР-1000. К сожалению, технология ВВЭР ограничивает максимальную температуру рабочего тела паротурбинной установки на сегодняшний день на уровне 276-296оС (для инновационных ВВЭР – 307-317оС), что, в свою очередь, ограничивает максимально возможный КПД брутто установки на уровне 33-36%, а значит КПД нетто будет на уровне 28-30%. Перегрев острого пара для ВВЭР-1000 возможен только от внешнего источника. Наибольший КПД (до 55%-57%) на сегодняшний день имеют парогазовые установки - ПГУ [8]. По оценке американских экспертов доля АЭС в производстве электроэнергии в мире снизится к 2020 г. до 4% (8% в 1999 г.), а доля газа увеличится до 28% (23% в 1999 г.).

Оставим на совести американских экспертов подобные цифры, однако они позволяют обратить пристальное внимание на газотурбинные установки. Заявленная правительством США программа Vision-21 предусматривает к 2015 году разработку проектов электростанций на базе комбинированных установок с газотурбинными установками (ГТУ) и топливными элементами с КПД больше 75% (75-80% для комбинированного производства электроэнергии и тепла) и с нулевым выбросом вредных и тепличных газов в атмосферу.

Если взять самые современные газотурбинные установки, то при максимальной температуре рабочего тела 1400-1500оС они имеют КПД брутто около 40% (без использования парового цикла), так как температура газов на выхлопе составляет 500-600оС. На сегодняшний день, для повышения КПД используют симбиоз ГТУ и паровой турбины или пылеугольной ТЭС, в результате общий КПД увеличивается до 50-55%. Сама собой напрашивается идея также соединить ГТУ и АЭС с ВВЭР и попытаться утилизировать тепло газов на выхлопе ГТУ с помощью котла-утилизатора в паровом цикле турбоустановки АЭС с ВВЭР-1000 или другой РУ с ВВЭР, при этом суммарный КПД комбинированной установки повысится до недосягаемой пока для АЭС величины – 40-49%. Подобное соединение ГТУ с пылеугольной турбоустановкой приводит к повышению КПД комбинированной установки до 46-50% [8]. Соотношение мощностей ГТУ и паровой турбины пылеугольной ТЭС – 0.25 для тепловой схемы ПГУ с полузависимой схемой работы. В этой схеме утилизированное тепло от ГТУ используется для подогрева питательной воды паровой турбоустановки [8].

Турбоустановка блока АЭС с ВВЭР-1000, например, Ленинградского металлического завода (ЛМЗ) К-1000/60-3000 работает на насыщенном паре при давлении на входе в турбину 59-60бар (температура насыщения 275оС), поэтому расход пара на единицу мощности здесь выше, чем на конденсационных турбинах ТЭС с перегревом до 540-550оС. Чтобы осуществить подобный перегрев острого пара как на ТЭС для турбины К-1000/60-3000 потребуется примерно 35% дополнительной мощности от мощности испарителя, что соответствует, с учетом температурного перепада выхлопных газов, мощности ГТУ в 1500 МВт. На сегодняшний день это осуществить невозможно, да и не рационально. Рассмотрим вариант с ГТУ мощностью около 334МВт и турбиной К-1000/60-3000. В этом случае, максимально возможный перегрев острого пара составит 30-40оС. Остальной теплоперепад выхлопа ГТУ может утилизироваться для промперегрева пара и подогрева питательной воды. В этом варианте мощность ГТУ составит 334МВт. Утилизированное в котле-утилизаторе тепло даст прирост мощности паровой турбины примерно 173МВт. Суммарный КПД газотурбинной установки и турбоустановки АЭС с ВВЭР-1000 может составить примерно 39,0% брутто, а суммарная мощность комбинированной установки составит 1507МВт.

ГТУ обладает наивысшей маневренностью на сегодняшний день, поэтому выгодно ее использовать для пиковых потреблений энергии. Особенностью работы ГТУ является также зависимость ее выходной мощности от температуры наружного воздуха. Газовая турбина, работающая при температуре наружного воздуха 0оС, вырабатывает на 20% больше электроэнергии, чем та же турбина при 30оС [8]. Это особенно важно для осенне-зимних пиков потребления электрической и тепловой энергии. Установки могут работать совершенно автономно, что позволяет осуществлять поставки электроэнергии при внеплановых ремонтах. На всех АЭС имеется пускорезервная котельная для пуско-наладочных работ на АЭС, работающая обычно на мазуте. ГТУ может играть роль пускорезервной котельной, и в то же время, роль полноценной установки отпуска электроэнергии, повышающей общий КПД АЭС. ГТУ при соответствующем исполнении может выполнить роль резервной системы электропитания для общестанционных нужд. Не будем замахиваться на системы безопасности, так как существует запрет использования систем безопасности для функций нормальной эксплуатации. Однако, безусловно, выгоднее вместо простаивающего оборудования использовать оборудование, участвующее в процессе выработки электроэнергии постоянно или в пиковых режимах. Поставка газа для ГТУ может осуществляться, как по магистральным газопроводам, так и в жидком виде, как сжиженный природный газ (LNG-Liquefied Natural Gas). Транспортировка газа на специализированных танкерах этим способом активно развивается в мире в настоящее время.

В работе [4] еще в 1988 году были представлены результаты исследований нескольких схем подключения двух ГТУ типа ГТЭ-130-850 к РУ с ВВЭР-1000 и турбиной К-1000-60/1500 или К-1000-60/3000. Исследовались по отдельности варианты с перегревом острого пара, промежуточным перегревом и частичным подогревом питательной воды. В работе показано, что при раздельном использовании предложенных схем наибольшей эффективностью обладает схема с промежуточным перегревом пара в котле–утилизаторе за счет выхлопных газов. Замещение регенеративного подогрева питательной воды на подогрев в котле утилизаторе не приводит к заметному увеличению КПД энергоустановки.

Использование ГТУ для плавучих энергоблоков может быть даже более интересным, так как их использование предусматривается в локальных энергосетях, и ГТУ в этом случае может использоваться как резервная система электропитания и система, работающая в маневренном режиме в локальной энергосети. Кроме этого, для малых мощностей имеется широкая гамма модификаций ГТУ.

Вопрос оптимального соотношения мощности ГТУ и энергоблока АЭС и оптимальных схем подключения требует отдельных полноценных исследований. Каковы же преимущества предлагаемой комбинированной установки:

  • Возможность участия в маневренных режимах за счет ГТУ (РУ в это время работает в базовом режиме);

  • Увеличение отпуска электроэнергии в период осенне-зимнего пика потребления за счет увеличения мощности ГТУ при понижении температуры окружающего воздуха;

  • Существенное повышение КПД комбинированной установки по сравнению с КПД автономной работы каждой составляющей;

  • Работа цилиндров турбин на перегретом паре (большая надежность, больший внутренний КПД турбины);

  • Возможность автономной работы и независимость отпуска электроэнергии в режиме автономной работы;

  • Поэтапность монтажных и пусковых работ (время монтажа и пуска ГТУ меньше по сравнению с АЭС, поэтому ГТУ может автономно вырабатывать электроэнергию в процессе строительства и монтажа АЭС).

В итоге два различных устройства, соединенные вместе, рождают комбинированный продукт с более высокими характеристиками, чем взятые по отдельности. Исходя из вышесказанного, атом должен протянуть руку дружбы газу и до поры перехода на водородную энергетику дружно шагать рука об руку. Использование в будущем в качестве топлива водорода откроет еще более широкие перспективы для комбинированных технологий.

Конечно, существует масса технических проблем на пути реализации подобной комбинированной схемы:

  • Обоснование пожаробезопасности;

  • Корректировка обоснования безопасности АЭС;

  • Потери давления пара в котле-утилизаторе и т.д.

Однако эти проблемы можно решить, но оценивать целесообразность реализации комбинированной схемы необходимо через экономические критерии: выгодно или нет.

На пути реализации новой атомной стратегии необходимо решить целый ряд внешних и внутренних проблем. Как отмечено в [9], в атомной энергетике существуют следующие внешние проблемы:

1. Необоснованно завышенная норма дисконтирования (12%) создаёт искусственные барьеры для атомной энергетики на стадии экономического обоснования стратегических решений.

2. Тарифное регулирование электроэнергетики, в той форме, в которой оно существует сегодня, приводит к искусственному снижению инвестиционного потенциала атомной энергетики.

3. Экономически необоснованные низкие внутренние цены на природный газ деформируют инвестиционный рынок России, а экономически обоснованная возможность развития атомной энергетики рассматривается без учёта альтернативных издержек, связанных с дешёвым внутренним сжиганием на газовых ТЭС дорогого экспортного ресурса.

4. Диспетчерские ограничения вынуждают работать АЭС в небазовом режиме, что приводит не только к снижению экономических показателей атомной энергетики, но и к ухудшению её технического состояния [9].

На наш взгляд, часть этих проблем может быть решена в ближайшем будущем, если атом повернется лицом к газу и будет жить с ним дружно на взаимовыгодных условиях.

Литература:

  1. Эрнст фон Вайцзеккер, Эймори Б.Ловинс, Л. Хантер Ловинс. Фактор четыре Затрат — половина, отдача — двойная/ Новый доклад Римскому клубу, Перевод А.П.Заварницына и В.Д.Новикова под редакцией академика Г.А.Месяца, 2000 г.

  2. Carl O. Bauer. Roadmap to Core Technologies Workshop Introduction to VISION 21 Timeline. March 19, 2002, National Energy Technology Laboratory (NETL), http:/textbase/work/2002/washington/1_bau.pdf

  3. С. Обозов. От масштабов задач откровенно захватывает дух/ «Ведомости», 27.09.2006.

  4. C.В.Цанев, С.Н.Белозеров. К использованию парогазовых схем для паротурбинных установок на насыщенном водяном паре/ МЭИ, «Известия ВУЗ-энергетика», №12, 1988 г., Минск.

  5. В.Б.Христенко. Промышленная стратегия для инновационного пути развития российской энергетики/ Ежемесячный журнал атомной энергетики России "Росэнергоатом", №5, 2006.

  6. А.Кузнецов. Будущее рождается сегодня/ Ежемесячный журнал атомной энергетики России "Росэнергоатом", №5, 2006.

  7. Концепция федеральной целевой программы "Энергоэффективная экономика" на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года, утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации.

  8. Цанев С.В. и др. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. - М.: Издательство МЭИ, 2002.

  9. В.Рачков. К вопросу о новой стратегии атомной отрасли/ Ежемесячный журнал атомной энергетики России "Росэнергоатом", №6, 2006

  10. А.Безуглов, К.Завизенов. Атом, вода и газ. Каков будет баланс?/ Атомная стратегия, 02.2007.

  11. А.К.Полушкин, О.Петрова. Разработка стратегии продолжается/ Атомная стратегия, 02.2007.

Комплексные системы управления квалификацией персонала объектов использования атомной энергии

Южаков А.Ю., ОАО «ВНИИАЭС»

Современная система подготовки и переподготовки кадров является залогом надежной эксплуатационной безопасности атомных станций. Обеспечение подготовки кадров для атомных электростанций в ВУЗах и последующая дополнительная подготовка непосредственно на атомных станциях является ключевой задачей отрасли.

Последствия Чернобыльской аварии заставили пересмотреть взгляды на влияние человеческого фактора на безопасность атомных станций (АС), в том числе роль подготовки и поддержания квалификации персонала в обеспечении эксплуатационной безопасности. За время, прошедшее после аварии на ЧАЭС, в отрасли была создана система подготовки персонала, которая включает в себя подготовку в отраслевых учебно-тренировочных центрах и непосредственно на атомных станциях, объектах использования атомной энергии. Эта система базируется на новейшей законодательной и нормативной базе, разработанной с учетом рекомендаций МАГАТЭ, приобретенного мирового опыта в сфере подготовки персонала на основе повышенных требований к его квалификации [Организация работы с персоналом на атомных станциях концерна «Росэнергоатом», ФААЭ, 2006]. Такая система подготовки и поддержания квалификации персонала не может качественно функционировать без высококвалифицированного инструкторского персонала и современных технических средств обучения, включая полномасштабные тренажеры (за период 1992-2004 годы в России была фактически с нуля создана тренажерная база подготовки персонала). Подготовка персонала в УТЦ проводится в соответствии с программами, разработанными по единым требованиям, с применением принципов системного подхода к обучению. Особое внимание отводится поддержанию квалификации персонала, получающего разрешения на право ведения работ в области атомной энергии.

ОАО «ВНИИАЭС» активно участвует в реализации программы развития и совершенствования подготовки персонала отрасли. Для обеспечения качества подготовки персонала каждый УТП проходит периодическую процедуру аттестации его учебно-материальной базы, обеспечивающей подготовку и поддержание квалификации в соответствии с установленными требованиями. ОАО «ВНИИАЭС» участвует в подготовке и проведении такой работы, анализе полученных данных и выдаче рекомендаций АС и подразделениям центрального аппарата ФГУП концерн «Росэнергоатом».

Анализ потребностей кадровых служб АС, сделанный на основании проведенных аттестаций УТП АС, а также результатов реализации ФЦП, позволяет сделать следующие заключения (кроме других проблем развития):

1) остро ощущается потребность в молодых специалистах, подготовке кадров для резерва, а также в поддержании квалификации работающего персонала подразделений, что требует эффективных и быстрых решений в области работы с персоналом;

2) существует острая проблема кадрового потенциала на фоне обостряющейся конкуренции между отраслями;

3) отсутствие прогнозирования и управления кадровым потенциалам в организациях;

4) кадровая политика должна быть интегрирована в систему менеджмента организаций;

5) работа кадровых служб должна быть реорганизована и подкреплена информационно. Существует проблема в отсутствии инструментария для эффективного управления квалификацией персонала.

Кроме того, до настоящего времени в отрасли не функционирует единая система планирования, подготовки и проведения проверки знаний персонала, что, по сути, является отступлением от условий действия лицензий Ростехнадзора. получение сертификата соответствия СМК требованиям ИСО 9001-2000 налагает дополнительные обязательства по управлению квалификацией персонала. При этом многие кадровые службы уже используют системы кадрового информационного обеспечения. Однако изучение «коробочных» продуктов, используемых кадровыми службами, выполняет задачи текущего сопровождения кадровой работы, что на сегодняшний день является уже недостаточным и требует интегрированного подхода к проблеме оценки и прогнозирования развития кадров. При этом объем задач и проблем, стоящих перед кадровыми службами отрасли, диктуется задачами развития отрасли, в первую очередь – программой строительства новых энергоблоков АЭС.

ОАО «ВНИИАЭС» предлагает ряд решений, позволяющих повысить эффективность управления квалификацией персонала и имеющих отличные показатели возврата инвестиций (Return Of Investment). Управление квалификацией персонала такого предприятия, как АЭС, другого ОИАЭ целесообразно строить на современных принципах управления персонала, в том числе:

  • доступность новых знаний для работника на его рабочем месте;

  • необходимость долгосрочного контроля квалификации персонала подразделений для целей планирования и повышения эффективности работы предприятия;

  • автоматизация рутинных действий, связанных с проверкой знаний персонала;

  • быстрая перенастройка системы под конкретные задачи и потребности в области квалификации персонала;

  • соответствие предоставляемого обучения требованиям должностных инструкций;

  • следование принципам системного подхода к обучению при создании учебного содержания.

На основании результатов работы с персоналом ОИАЭ и потребности в информационной поддержке всех видов работы с персоналом, а именно:

  • комплектования кадрами;

  • подготовки персонала, включая обучение безопасности труда, радиационной, ядерной, технической и пожарной безопасности;

  • проверки знаний персонала;

  • поддержания квалификации персонала;

  • повышения квалификации;

  • противоаварийных и противопожарных тренировок;

  • инструктажей (вводного, первичного, внеочередного, повторного);

  • работы с кадровым резервом и др. работ,

необходима интегрированная системы управления квалификацией персонала.

Подобного рода системы, в которых проверка знаний персонала является частью работ по управлению квалификации персонала, должны строиться на принципах распределенного управления квалификацией персонала. Во ВНИИАЭС разработана и внедряется информационная система управления квалификацией персонала – система eTAKE[С.В.Рычков, А.Ю.Южаков. Универсальная платформа системы управления квалификацией персонала eTAKE, МНТК ИТ-2007, Москва, ВНИИАЭС, 17-18 апреля 2007 г.], которая способна выполнять задачи, связанные с управлением квалификацией на уровне предприятия, и может быть перенесена на любую инфраструктуру ОИАЭ. Аналог такой системы успешно внедрен в учебно-тренировочном центре АЭС.

Разноплановость деятельности подразделений ОИАЭ, специфика выполняемых работ на площадках специалистами накладывают определенные трудности в формировании базы проверочных вопросов и учебных материалов для конкретных должностей, однако при использовании массивов вопросов и баз знаний, созданных под известную нормативную базу (нормативные документы, стандарты, законы и др.) и соответствующие области знаний, система может быть внедрена в относительно короткий срок для предприятий численностью до 5000 чел. С учетом требований к периодической проверке знаний и проведения обязательных инструктажей пул пользователей системы ОИАЭ может оцениваться в 20000 чел.

При внедрении системы решаются следующие основные проблемы кадрового обеспечения:

- ведение автоматизированного учета данных по текущей и планируемой квалификации персонала предприятия, повышение эффективности работы с резервом, молодыми специалистами;

- ведение базы данных планируемых и проведенных экзаменов в центральной и цеховых комиссиях (ППБ, ПНАЭ, ПРБ, и др.);

- организация и проведение компьютеризированных первичных и других инструктажей;

- самоподготовка персонала в объеме программ первичной подготовки на должность, оптимизация загрузки персонала с учетом подготовки на должность;

- санкционированный доступ к системе, включая доступ к учебным материалам, информации о текущем состоянии уровня квалификации персонала дистанционно on-line;

- возможность подготовки отчетных материалов в форме и виде, определяемых предприятиям;

- возможность формирования программ подготовки в зависимости от требований должностных инструкций;

- возможность поддержания СМК предприятия в соответствии с требованиями ИСО 9001 - для организаций, имеющих сертификацию по ИСО;

- повышение управляемости предприятия в целом, повышение эффективности системы управления предприятием через унификацию требований к персоналу и возможности интеграции системы eTAKE с другими информационными системами, внедренными или предполагаемыми к внедрению в будущем на предприятии;

- повышение эффективности работы самих УТЦ, кадровых служб, организации и проведения обучения персонала на принципах системного подхода к обучению, рекомендованного МАГАТЭ.

Система может быть развернута ОАО «ВНИИАЭС» для предприятий любой отрасли в короткий срок; реализация может быть выполнена через пилотный проект с последующим развертыванием в рамках системы подготовки персонала.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. (росатом) концерн «росэнергоатом» оао «внииаэс»

    Интервью
    ... КОНЦЕРН «РОСЭНЕРГОАТОМ» ОАО «ВНИИАЭС» ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ»ЦЕНТР «АТОМ-ИННОВАЦИЯ»МАТЕРИАЛЫ ЯРМАРКИ ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ... «Московский завод «Физприбор» Буслаев А.А., ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ» АЭС является сложным технологическим объектом ...
  2. В числе приглашенных количество составляет порядка 500 человек

    Документ
    ... агентство по атомной энергии и Центр «Атом-инновация» (ФГУПЦНИИАТОМИНФОРМ) проводят ярмарку высокотехнологичной медицинской техники ... в СМИ. Предоставление возможности размещения рекламных материалов официального Партнера в портфелях и пакетах ...
  3. Приоритетный национальный проект «образование» поддержка вузов внедряющих инновационные образовательные программы отчет (5)

    Отчет
    ... учебных материалов, доступ к каталогизированным материалом, экспорт ... центр, Лазерный центр, Международный центр ... или подготовленные инновации в образовательной деятельности. Инновации в образовательной ... ДКС-АТ ... университет": ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ», ФГУ ...
  4. XII МЕЖДУНАРОДНЫЕ РОЖДЕСТВЕНСКИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ЧТЕНИЯ

    Документ
    ... соборе г. Алма-Ата. «Опыт воспитания ... (по материалам обращений пострадавших в Центр Св. ... Место проведения: Большой зал ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ», Дмитровское шоссе 2. Проезд ... научный сотрудник Института педагогических инноваций РАО. «Представление о ...
  5. ОТЧЕТ по результатам самообследования (1)

    Отчет
    ... , Филиал ФГУП «ВГТРК» ... № 2, 2007 г., Росатом, ЦНИИатоминформ, 0,2 печ. л. 3. ... Тихий, мирный атом» 19.12. ... Роландовна. Традиции и инновации в культуре горного Дагестана ... дискуссионные) материалы, изданные российскими университетами или научными центрами 1. ...

Другие похожие документы..