Безопасная ядерная энергетика без аварий, производство энергии без риска для здоровья сотрудников, технология замкнутого цикла, направленного на повторное применение ядерного топлива — все это проект «Прорыв». Об этой амбициозной инициативе, направленной на разработку инновационных технологий в атомной энергетике, рассказал «Российской газете» главный технолог Проектного направления «Прорыв» Юрий Мочалов.
— Что представляет собой проект «Прорыв»? И какие объекты могут быть роботизированы с его помощью?
Юрий Мочалов: Это один из ведущих инновационных проектов в мировой атомной энергетике, который реализуется в России госкорпорацией «Росатом». Он предусматривает создание новой технологической платформы на базе замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) с использованием реакторов на быстрых нейтронах.
Внедрение таких технологий позволит исключить возникновение тяжелых аварий на АЭС, эвакуацию и отселение населения при аварии на энергоблоке. Новые подходы позволят вырабатывать электроэнергию без накопления облученного ядерного топлива (ОЯТ) и многократно повторно использовать отработавшее топливо.
В рамках проекта «Прорыв» на площадке Сибирского химического комбината (АО «СХК») в Северске (Томская обл.) строится опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК). Он позволит отработать все необходимые технологии.
— За счет каких решений удается сократить контакт людей с опасными материалами?
Юрий Мочалов: Для «Прорыва» роботизация — одна из составляющих, без которой осуществить ЗЯТЦ просто невозможно. Эта технология предполагает работу как с «горячим» топливом, так и с «горячим» ОЯТ. Поэтому нужно минимизировать контакт человека с этими материалами, обеспечив при этом безопасное выполнение всех технологических процессов.
Строящийся ОДЭК включает три взаимосвязанных объекта, не имеющих аналогов в мире: энергоблок с инновационным реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300, модуль фабрикации/рефабрикации (МФР) топлива и модуль переработки (МП) топлива.
На модуле производства топлива ОДЭК предполагается роботизировать только часть производства, а вот на будущих промышленных топливных заводах производство планируется полностью безлюдным, самую опасную работу вместо людей будут делать роботы, компактные и универсальные. Модуль переработки ОДЭК изначально проектировался в привычной компоновке, но, когда мы оценили площадь, оказалось, что мы не помещаемся в отведенное пятно застройки. Тогда и была принята концепция глобальной роботизации перерабатывающих производств как для ОДЭК, так и для будущих промышленных энергокомплексов (ПЭК).
— Должно ли быть использование таких роботов учтено при проектировании объектов или они могут быть включены в работу уже действующего предприятия?
Юрий Мочалов: Оба подхода имеют право на жизнь. Проектировать производства топливного цикла сейчас нужно с учетом их роботизации. В то же время, роботов можно «включать» в процесс, когда объект уже существует. Например, при разработке технического проекта реконструкции МФР на ОДЭК, внедрили роботизированные технологии — эффект получился впечатляющим. На тех же самых площадях удалось разместить линию тепловыделяющей сборки (ТВС) и производства тепловыделяющих элементов (твэл) для другого типа реакторной установки — БН-1200М.
Технологическое ядро МФР будущих промышленных энергокомплексов (ПЭК) будет полностью безлюдным: все операции (технологические процессы, обслуживание, ремонт, замена оборудования) будут проходить без участия человека. Согласно разработанному для МФР ПЭК техническому проекту, площадь технологического ядра будет примерно в 3,5-4 раза меньше, чем спроектированное по использованной на ОДЭК технологической схеме, а численность персонала потребуется в четыре раза меньше.
— Каких сотрудников можно заменить на роботов? Какие функции могут быть роботизированы и автоматизированы?
Юрий Мочалов: По данным экспертов, к 2030 году роботы смогут заменить человека в 60 процентах профессий. Сейчас мы проектируем производства так, чтобы оставить человеку только контроль над «машиной». Сотрудников лучше не заменять, а проектировать таким образом, чтобы изначально отказаться от ручных операций, включая ремонтные и сервисные. Это и есть концепция «безлюдного производства».
— В каких условиях, не рекомендованных для людей, могут работать роботы?
Юрий Мочалов: Наши РТК способны работать с высокими дозами радиации, в условиях повышенной запыленности радиоактивными веществами и в условиях инертной атмосферы. У нас в камерах как правило не воздух, а азот или аргон. Не все электротехнические изделия способны работать в такой среде. Кроме того, роботы могут трудиться «вслепую» на так называемых «темных производствах».
— Каким может быть экономический эффект от внедрения роботов?
Юрий Мочалов: Пока мы можем оценить эффект на уровне проектных проработок. Приведу два примера: на МФР ОДЭК численность персонала до реконструкции составляла 280 человек, после проектной проработки реконструкции и внедрения четырех роботизированных операций остались те же 280 человек при увеличении производительности в 1,5 раза без изменения площади производства. При проектировании МФР ПЭК производительность роботизированного безлюдного производства увеличена в три раза при сокращении площади технологического ядра в 3,5 — 4 раза.
— Работы над какими системами, роботами ведутся сейчас на площадке Университета «Сириус»?
Юрий Мочалов: На площадке Университета «Сириус» создается аналог роботизированного завода — это Учебно-экспериментальная база (УЭБ) проекта «Прорыв» для отработки роботизированного оборудования. Подготовленные там специалисты станут основой для активно развивающихся в РФ направлений гражданской и специальной промышленной роботизации производств.
Сейчас действуют четыре программы дополнительного профессионального образования: «Инженер-механик робототехнических комплексов», «Оператор», «Программист», «Инженер-электронщик». По двум программам для магистров («Прикладная робототехника» и «Математическая робототехника и искусственный интеллект») обучают Томский политехнический университет, Северский технологический институт, Московский физико-технический институт, Санкт-Петербургский государственный университет и другие.
Источник: Российская газета