​Урановое сердце для китайского дракона. Трансплантация

На сегодняшний день ядерная энергетика Китайской Народной Республики находится в точке принятия массы основополагающих решений, которые бы безусловно поставили бы в тупик любое государство поменьше

На сегодняшний день ядерная энергетика Китайской Народной Республики находится в точке принятия массы основополагающих решений, которые бы безусловно поставили бы в тупик любое государство поменьше.

Существующая ситуация в Китае в чём-то очень напоминает ситуацию в Европе, СССР или в США в 1950х-1960х годах, когда в этих странах шёл напряжённый поиск наиболее удачной конструкции ядерного реактора, пригодной для массового коммерческого применения. Тогда учёными и инженерами было испробовано много различных оригинальных концепций ядерного реактора, в результате чего мы сейчас пользуемся в итоге повсюду в мире лишь тремя-четырьмя основными дизайнами ядерного реактора при десятке чуть менее успешных моделей, которые так и не пошли в широкую серию, либо же были забракованы уже чуть позднее.

Для Китая сегодня ситуация похожа — однако тут речь идёт скорее о том, «что заимствовать и копировать», нежели о том «что изобрести и внедрить».

Китай, как и во многих других случаях, предпочитает получить в своё распоряжение и технологию, и дизайн проекта, и действующий образец, и даже провести обучение своих местных специалистов — с тем, чтобы потом уже на основе своих представлений о проекте запустить его в крупную серию и добиться низкой себестоимости производства того или иного изделия.

Судя по всему, именно такой подход позволяет китайцам в полной мере использовать сильные черты своего национального характера, компенсируя отчасти свои слабости — китайцы очень хорошо копируют и модифицируют чужие изобретения, но пока что категорически слабы в собственных инновациях и изобретениях.

Итоговым же результатом такого подхода является, пожалуй, простая максима: «Продать русским их собственный автомат Калашникова, сделанный в Китае — но по безумно низкой цене и с меньшим качеством изделия»

Попробуем рассмотреть этот подход на примере ядерной энергетики Китая и определить как условия его успешности, так и разумные ограничения, которые накладывает атомная отрасль на желание Китая сделать всё «подешевле и попроще».

На сегодняшний момент примером такого подхода к постройке реакторов является реактор CPR-1000, который представляет из себя модифицированный китайский вариант французского легководного реактора под давлением мощностью в 900 МВт, во Франции носивший называние CPY.

Китайская атомная станция Линьао-II с реакторами CPR-1000

На сегодняшний день СPR-1000 является основой будущей строительной программы АЭС КНР.

При этом уже при адаптации и развитии дизайна CPR-1000 китайцы продемонстрировали свой «фирменный» подход к изменению оригинальной конструкции реактора. В качестве основы для китайских АЭС была выбрана компоновка CPY, называющаяся CP1, и включающая в себя общий машинный зал на два реактора, а не компоновка СР2, которая в основном и использовалась во Франции в последнее время для серии CPY и подразумевала отдельный машинный зал на каждый реактор.

Кроме того, совместно с французами китайцами была разработана программа улучшения дизайна оригинального СРY, имевшего мощность в 900 МВт, результатом чего стало увеличение электрической мощности АЭС с данным реактором до 1000 МВт в варианте CPR-1000.

При этом китайской стороной был обеспечен впечатляющий прогресс в деле локализации производства компонентов и агрегатов для реактора CPR-1000. Начав с 1% локализации на 1-м и 2-м блоках Гуандунской АЭС (в англоязычных источниках именуемой Daya Bay), уже на 1-м и 2-м блоках АЭС Линьао-II китайская сторона добилась 50 и 70% локализации. Текущей целью, заявленной на строительство АЭС Хунъяньхэ и АЭС Ниндэ является 70-85% локализация, а будущие стройки реактора CPR-1000 должны выйти на 90% локализацию изделия, что позволит, в общем-то, уже говорить о «китайском атомном реакторе гигаваттного класса».

Процент локализации при постройке реакторов CPY и CPR-1000 на китайских АЭС.

На сегодняшний день в КНР работает 4 реактора CPY оригинального французского дизайна (2 блока на Гуандунской АЭС и 2 блока на АЭС Линьао-I) и два блока CPR-1000 на АЭС Линьао-II.

Кроме того, уже 13 блоков с дизайном CPR-1000 находятся в стадии строительства на различных площадках внутри Китая.

Сегодня ситуация с «пересадкой» французского уранового сердца китайскому дракону уже дошла до такой стадии, что в полный рост встал вопрос о возможности / потребности / неизбежности экспорта китайского варианта реактора CPR-1000 в третьи страны, которые бы хотели получить достаточно дешёвый и простой реактор мощностью в 1 ГВт, но не хотят устанавливать у себя перспективный и новый, но нереферентный и дорогой вариант реактора EPR-1600, который сейчас вовсю двигает создатель CPY, французская компания «Арева».

В итоге, судя по последним утечкам в прессе, между КНР и «Аревой» в итоге найден определённый компромисс в вопросе продажи CPR-1000 в третьи страны: китайская сторона на сегодняшний день проводит полную международную сертификацию CPR-1000, а продажи на мировом рынке будут в той или иной степени контролироваться «Аревой», как держателем массы патентов и технологий по оригинальному дизайну CPY. Китай в этом случае получает достаточно лёгкий и поддержанный Францией выход на мировые рынки продажи ядерных реакторов, а «Арева» в лице КНР получает дешёвый сборочный цех и недорогого подрядчика.

Однако, кроме переговоров с «Аревой» по продаже «условно-совместного» дизайна CPR-1000 китайцы отнюдь не оставляют без внимания и альтернативный путь, состоящий в окончательной локализации полученного ими от Франции дизайна CPY.

На сегодняшний день речь идёт по сути дела о параллельной с процессом постройки реакторов CPR-1000 дальнейшей модификации реактора, которая движется по двум независимым путям.

Так, на строящейся АЭС Янцзян КНР собирается пустить и испытать улучшенный реактор ACPR-1000, который уже попробует решить практически все вопросы интеллектуальной собственности «Аревы» на отдельные системы АЭС путём их дальнейшей локализации, а на АЭС Фуцин будет построен другой вариант дальнейшей модификации реактора CPR-1000, названный китайцами АСP-1000 или «Хуалонг-1» (Hualong-1).

Интересно, что если в случае ACPR-1000 речь идёт просто об «эволюции» реактора — в существующий дизайн CPR-1000 просто вставляются «китайские запчасти» вместо «оригинальных французских», то в случае «Хуалонга-1» (ACP-1000) речь идёт о том, что китайские инженеры пытаются уже не просто сделать замену систем, а производят ре-инженеринг оригинального французского дизайна, буквально «запихивая» в общую компоновку французского реактора совершенно иную активную зону, позаимствованную у японо-американского реактора AP-1000, который также был предоставлен в распоряжение КНР компанией «Вестингауз-Тошиба».

В принципе, и прототип подвергаемых таким «революционным» изменениям CPR-1000, и прототип АР-1000 от «Вестингауз-Тошибы» в ретроспективе восходят к одному и тому же «общему предку» - 900 МВт легководному реактору под давлением из 1970-х годов, который базировался ещё на первых разработках компании «Вестингауз» в начале 1960-х годов. Однако, с тех пор за прошедшие 40 лет, развитие французской и американо-японской ветви лёгководных реакторов под давлением всё-таки шло несколько разными путями, в силу чего попытка китайских конструкторов и инженеров «впихнуть невпихуемое», а именно — скрестить 1000 МВт (а в оригинале — 900 МВт) французской силовой установки из дизайна СРY и 1100 МВт электрической мощности ядерного «сердечника» от реактора АР-1000 «Вестингауз-Тошиба», как минимум, является нетривиальной задачей.

Однако, такой подход к «творческой трансплантации» позволяет китайцам уже не оглядываться на «Ареву» или «Вестингауз» в вопросе продвижения ACPR-1000 и «Хуалонга-1» на эксопрт — так, уже в ноябре 2013 года прозвучало совместное заявление Китая и Пакистана о том, что на площадке ядерного комплекса в Карачи (Пакистан) будет начато строительство блоков 2 и 3 данной АЭС, которые будут основываться на дизайне «Хуалонга-1» (модифицированный CPR-1000 + АР-1000).

Стоимость одного блока мощностью в 1100 МВт заявлена, как 4,8 миллиарда долларов и это позволяет Пакистану достаточно дёшево и оперативно решить вопрос об электроснабжении погружающейся во мрак на фоне роста населения и промышленности страны.

Страны третьего мира спешат. У них, если честно, уже совершенно нет времени на модернизации. При этом, конечно же, за кадром остаются многие вопросы инженерного и конструкторского плана, которые очень важны в такой «нежной» отрасли, как постройка сложной и опасной АЭС.

Ведь любая трансплантация так или иначе вызывает иммунную реакцию.

И об проблемах китайской ядерной программы — во второй части.