Требования к маневренности АЭС для нормального режима работы энергосистемы
Начнем рассмотрение с этой группы требований как более простых и очевидных. В [20] они сформулированы так:
«При сооружении АЭС надо стремиться к тому, чтобы энергоблоки с реакторами на тепловых нейтронах технически допускали возможность привлечения их к регулированию диспетчерских графиков нагрузки. Поэтому энергоблоки АЭС должны:
а) устойчиво работать на любой нагрузке в диапазоне 10—100 % N„ом (здесь и ниже N - номинальная мощность энергоблока);
б) допускать ежесуточную разгрузку на 20-40 % в ночные часы рабочих суток на 3-8 ч и иметь возможность остановки или снижения нагрузки на 50-70 % в нерабочие и праздничные дни недели на 40-60 ч;
в) допускать изменение мощности АЭС в диапазоне 30-50 % Nuом со скоростью до 1,5-2 % Nuом/мин; в диапазоне 50-70 % Nuом со скоростью до 5 % N/мин и в диапазоне 70-100 % Nuом со скоростью до 10 % Nuом/мин».
Как видно из приведенной цитаты, эта группа требований определяет возможность привлечения блоков АЭС к регулированию суточных и недельных графиков нагрузки систем, а также автоматическому регулированию частоты и перетоков мощности по линиям электропередачи. Соответственно основными параметрами, определяющими маневренность блоков в этом случае, являются: регулировочный диапазон, скорости нагружения и разгрузки блоков, в том числе с отключением их от сети, допустимое число циклов изменения мощности.
В [8] эта группа требований распространялась на канальные реакторы, снабженные разгрузочно-загрузочными машинами (РЗМ), а также на блоки ВВЭР, не исчерпавшие оперативный запас реактивности для регулирования (см. гл. 6). Она не распространялась на быстрые реакторы, АЭС, находящиеся в стадии освоения мощности, и блоки с ВВЭР, исчерпавшие запас реактивности на регулирование.
Также и в преамбуле приведенной цитаты речь идет о привлечении к регулированию только АЭС с реакторами на тепловых нейтронах. Как уже говорилось в разделе 4.1, до недавнего времени вопрос о привлечении к регулированию нагрузки в энергосистеме быстрых реакторов не рассматривался. Сегодня, с одной стороны, из-за разоружения появился избыток оружейного плутония, который может использоваться как топливо в энергетических реакторах. С другой, проработки проектных организаций показали, что блоки БН-1200 и ВВЭР-1200 (АЭС-2006) практически сравнялись по капитальным затратам. Это дает возможность рассматривать возможность привлечения вновь проектируемых блоков БН (БН-1200) к регулированию нагрузки в системе. Тем более что по своим физическим и техническим особенностям энергоблоки с РУ БН более приспособлены к работе в регулирующем режиме, чем блоки с тепловыми реакторами. Одним из самых очевидных преимуществ является отсутствие ксенонового отравления, о влиянии которого на маневренные характеристики говорится ниже.
Не повторяя сказанное в главе 4 о технических и экономических аспектах привлечения АЭС к регулированию нагрузок в системе, повторим главное: возможность снижения мощности их блоков на 20-30 % на ночь и выходные дни в значительной мере удовлетворила бы перспективные потребности энергосистем.
Что же касается самих требований, то они достаточно очевидны.
Необходимость устойчивой работы в диапазоне 10—100 % NH0M (пункт а) отражает условия работы систем в суточном и недельном графиках. Как показано в разделе 2.1, суточная нагрузка систем меняется в диапазоне от 50-60 до 100 % максимальной. Естественно желание, чтобы вновь включающиеся станции могли устойчиво нести нагрузку ниже минимума системы, облегчая режим ранее построенных станций и системы в целом. Реальные возможности АЭС обсуждаются в главах 7-9 так же, как и ответы на другие требования.
Требование снижения мощности станций на ночь или на выходные и праздничные дни (пункт б) также связано с условиями работы систем в суточном и недельном графиках. Если такая возможность будет обеспечена, это существенно облегчит прохождение системой ночного и воскресного провалов нагрузки. Дополнительных пояснений, по-видимому, не требуется. Еще раз подчеркнем, что с этой точки зрения важен любой вклад АЭС в суточное регулирование.
Наконец, требование о скорости подъема мощности (пункт в) определяется реально существующими скоростями роста нагрузки в системе при прохождении утреннего и вечернего пиков. Величины желательных скоростей, приводимые в разных источниках, несколько отличаются, но в целом картина не меняется.
Положения [8] отличаются от приведенных в [20] заметно более низкими требованиями к скоростям набора нагрузки и более определенно сформулированными запросами на снижение мощности и даже отключение блоков от сети на ночь и выходные дни, их допустимому числу в год и длительности. Там же содержался пункт об участии в регулировании нагрузки в системе: «блоки АЭС в пределах регулировочного диапазона должны допускать неограниченное число изменений мощности на ± 5 % номинальной со скоростью 2 % в секунду».
