Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
7.11. ВЫБОР В США ЛАЗЕРНОГО МЕТОДА ВМЕСТО ЦЕНТРИФУЖНОГО
С 1972 г. в США наряду с центрифужным интенсивно разрабатывался лазерный метод разделения изотопов урана, пригодный также для разделения изотопов плутония и других эле« ментов. Работы велись одновременно в трех научно-исследова-довательских центрах (Ливемор, Лос-Аламос, фирма «Екссон»), В 1982 г. Министерство энергетики США (DOE) приняло решение финансировать в дальнейшем только работы Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, где была к тому времени
* Заводы по обогащению урана в США являются государственной собственностью.
** AVLIS — Atomic Vapour Laser Isotopic Separation.
Таблица 7.7. Основные техиико-экоиомические показатели современных разделительных заводов (дол. США по курсу 1975 г.)
Показатель
Газодиффузиочный метод
Центрифужный метод
Коэффициент разделения: фактически достигнутый теоретический . Число разделительных ступеней для получения обогащенного урана (х=3 % при 0=0,2.%, C0= = 0,711 %)
Максимальная разделительная мощность одной диффузионной ступени и одной центрифуги, ЕРР/год
Период установления равновесного режима при обогащении до 3 % и отвале 0,2 %, сут
Удельные капиталовложения, дол/(ЕРР-год)
Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/ЕРР
Удельная мощность, необходимая для питания электроэнергией, кВт/(EPP-год)
Продолжительность строительства завода, год
Минимальная мощность завода для получения оптимальных показателей, ЕРР/год
Экономичный период амортизации, год'
Стоимость 1 ЕРР, дол. (по оценкам 1975 г.)
1,0018 1,00429 -N-1400
10 800
25
300—400 (450, включая сооружение АЭС) 2370—2500
0,3
9
9-10«
20—25 79
1,2—1,355
1,4—2,0
10—15 (с докритич-ными роторами центрифуг)
3—6 (докритичные роторы)
30—300 (надкритичные роторы) -0,1
260—450
SjIOO <0,015
2—3
(1-2)-106
10—15 70
создана опытная установка мощностью (лазера) около 300 Вт, доказавшая возможность промышленного внедрения лазерного метода разделения изотопов урана и его экономичность по сравнению с другими методами, разработанными в США.
В июне 1985 г. лазерный метод AVLIS был принят к дальнейшей разработке в целях промышленного использования, как наиболее перспективный в США. По словам руководителя DOE AVLIS — это технология XXI века, она имеет лучшие технические и экономические возможности по сравнению с газодиффузионным методом. Намечено до 1990 г. создать прототипную опытную установку (модуль) мощностью (лазера) 10 кВт. - Вслед за США исследования по лазерному методу были развернуты во Франции и Японии. Однако обе эти страны, так же как и США, не предполагают строительство лазерных заводов до конца 90-х годов.
При решении использовать в США вместо центрифужного лазерный метод разделения изотопов урана в качестве основного
Рис. 7.13. Оценки стоимости 1 EPP Комиссии по оценке тех-
AVUS
AVUS AGC GDP
нологий РЕВ США
теоретические (--)
и по данным РЕВ (---):
AVLIS — лазерный метод разделения изотопов на атомарном паре урана; AGC — усовершенствованные центрифуги; GDP — существующие в США газодиффузнонные заводы
30
SO 60 70 80 Стоимость /ЕРР, Эол.
SO
довода приводились результаты расчетов, выполненные специальной экспертной Комиссией по оценке технологии РЕВ, которые показали экономические преимущества лазерного метода (рис. 7.13).
Однако уже в ноябре 1985 г. на ежегодном собрании Атомного промышленного форума США было высказано мнение, что принятое Министерством энергетики решение ошибочно, что новая лазерная технология еще недоработана для промышленного внедрения и может не оправдать возлагаемых на нее надежд. Позже Министерством энергетики США (DOE) было заявлено, что начало сооружения первого завода лазерного разделения планируется не ранее 1995 г. с вводом первой очереди в 1998 г. Таким образом, до 2000 г. США будут продолжать обогащать уран по сравнительно дорогой цене на своих диффузионных заводах.
На X ежегодном симпозиуме Уранового института (Лондон, 1985 г.) представитель консорциума «Юренко» заявил, что их технология центрифугирования (а она существенно отличается от американской) сохраняет свою конкурентоспособность и что общие затраты фирмы иа исследования и разработки, иа строительство и ввод в эксплуатацию трех заводов «Тройки» значительно меньше затрат США на незавершенные исследования и разработки центрифуг.
По-видимому, отказ США от центрифужного метода связан с неудачно выбранной принципиальной концепцией конструкции американских центрифуг; а именно с их резко (в ~5 раз) увеличенными (по сравнению с европейскими и японскими центрифугами) габаритными размерами (диаметр ротора ~0,9 м, высота ротора ~10 м). Такие параметры роторов были выбраны в целях получения большой единичной разделительной мощности центрифуги, превосходящей в 20—30 раз показатели подкритических центрифуг конструкции фирмы «Юренко», что, казалось, гарантирует более высокую конкурентоспособность американской технологии. Однако невысокая надежность американских центрифуг типа SET-3 со сроком службы 3—5 лет обусловила значительные амортизационные отчисления, составляющие более 66.% всех годовых эксплуатационных затрат. Все это дало основание экспертам РЕВ при оценке лазерной, центрифужной и-диффузиоииой технологий показать экономическую предпочтительность лазерного метода, разработанного в США и обещающего, по их мнению, обеспечить наиболее дешевую разделительную работу.
