Эффект серийности

Деньги считают все, и богатые, и бедные. Особенно, когда речь идет о деньгах, измеряемых миллиардами долларов. А именно такими суммами оперирует сегодня атомная энергетика. Неудивительно, что в тендерах на строительство атомных энергоблоков ценовой фактор подчас становится определяющим при выборе победителя.

Ф.М.Митенков, научный руководитель ФГУП «ОКБМ», академик РАН
Б.А.Авербах, д.т.н., гл. специалист отдела технико­экономических исследований ФГУП «ОКБМ»
И.Н.Антюфеева, инженер­конструктор 1 категории отдела технико­экономических исследований ФГУП «ОКБМ»

Не случайно в Федеральной целевой программе развития атомного энергетического комплекса России провозглашена амбициозная цель – сократить капитальные вложения в строительство новых энергоблоков на 10 процентов. Указан и один из источников экономии – «масштабный ввод новых типовых серийных энергоблоков атомных электростанций…».

Но в Советском Союзе, оказывается, уже имелся опыт серийного изготовления ядерных установок. Перенимать его один к одному глупо, а вот присмотреться и взять все ценное, наверное, стоит. Именно этой целью руководствовались авторы статьи «Эффект серийности», которую мы предлагаем сегодня вашему вниманию.

Взгляд из прошлого в настоящее

Опыт ведущих стран в области стационарной атомной энергетики демонстрирует значительные сокращения затрат за счет стандартизации, совершенствования технологии и повышения производительности труда при серийном строительстве унифицированных энергоблоков. Эффект снижения капитальных затрат при серийном промышленном строительстве стандартных энергоблоков АЭС с реакторами типа PWR во Франции составляет 20–40%.

Из практики сооружения отечественных АЭС с реакторами типа ВВЭР известно, что подавляющее большинство энергоблоков создавалось по индивидуальным проектам, которые в значительной степени отличались как от предыдущих, так и последующих – и по проектным решениям (составу оборудования, компоновке), и по организационно-техническим подходам, являясь уникальными, головными, со всеми характерными только для головных энергоблоков затратами.

Исключением в опыте атомного энергостроительства СССР явилось поточное строительство по типовому проекту четырех энергоблоков первой очереди Запорожской АЭС (ЗАЭС), которая была объявлена головной опытно-показательной стройкой. Эффективность поточного метода к тому времени уже была подтверждена на строительстве Ладыженской, Запорожской ГРЭС и других тепловых электростанций, для которых сроки ввода энергоблоков были сокращены почти в 2 раза, а трудозатраты на 1 кВт установленной мощности снижены на 30–40% .

На стадии разработки проекта ЗАЭС был учтен опыт строительства и монтажа оборудования Нововоронежской, Южно-Украинской и Калининской АЭС, использованы такие преимущества унифицированных проектов, как полная повторяемость всех конструкций для каждого энергоблока, унификация узлов зданий и сооружений, применение индустриальных конструкций полной заводской готовности. Принятые решения позволили организовать поточное строительство нескольких идентичных энергоблоков ЗАЭС одними и теми же специализированными строительно-монтажными организациями. Положительный опыт строительства первых трех энергоблоков ЗАЭС, включая результаты анализа технико-экономических и конструктивно-технологических показателей, был опубликован в выпусках серии номеров журнала «Энергетическое строительство» 1982–1987 гг. Однако после Чернобыльской аварии резко сократилось, а после распада СССР практически свелось к нулю количество и объем публикаций о строительстве и эксплуатации АЭС.

Но главное – резко сократилось финансирование и на время прекратилось проектирование и строительство новых энергоблоков АЭС, что способствовало утрате приобретенного опыта.

Прямая зависимость

В течение нескольких десятилетий в нашей стране развивалось важное направление атомной энергетики – транспортные ядерные энергетические установки. Сбор, обобщение и анализ экономических данных по транспортным ядерным энергоустановкам важны также для создания коммерческой атомной энергетики с улучшенными экономическими характеристиками.

В 2003–2005 гг. ФГУП «ОКБМ» по инициативе академика РАН Е.П.Велихова выполнены исследования экономики жизненного цикла транспортных ядерных энергетических установок (ЯЭУ) в период их интенсивного строительства и эксплуатации в 1963–1992 гг. Работа выполнена в три этапа с привлечением данных основных заводов-изготовителей оборудования реакторных установок, судостроительных и судоремонтных предприятий.

В результате исследования выявлены определенные тенденции изменения экономических показателей серийного производства при создании транспортных ЯЭУ. Так, при серийном изготовлении комплектов оборудования РУ, их стоимость может быть снижена на 30–35%. Себестоимость монтажных работ на судостроительных предприятиях снижается на 20–40%. Эффект серийности при монтаже оборудования и систем может усиливаться и проявляться уже на второй установке в серии за счет:

– применения двух комплектов оборудования в составе двухреакторных ЯЭУ;

– применения унифицированного оборудования для ЯЭУ различных серий, позволяющего увеличить серийность;

– высокой интенсивности выпуска продукции, следствием которой является неразрывность технологических процессов;

– конструктивно-технологических решений, изначально заложенных в проектах оборудования и систем и направленных на снижение затрат, в том числе максимально высокого процента заводской готовности поставок – поставки комплектов оборудования в виде готовых блоков, агрегатов, контрольной сборки агрегатов РУ на машиностроительном заводе и т.п.

На этапе эксплуатации выделена стадия заводского ремонта энергоотсеков в условиях специализированных судоремонтных заводов, которая характеризуется набором экономических показателей и тенденций их изменения, аналогичных стадиям изготовления и монтажа оборудования и систем ЯЭУ. Среднее снижение стоимости ремонтных работ в условиях специализированных судоремонтных предприятий оценивается величиной не менее 30%.

Трудоемкость изготовления отдельных видов оборудования РУ (исключая головные образцы) снизилась в 2–3 раза, а в сумме по комплекту тепломеханического оборудования снижение составило не менее 50% (см. рисунки 1 и 2).


Рис. 1. Среднегодовая трудоемкость изготовления комплектов оборудования унифицированных РУ, применяемых в различных проектах транспортных энергоустановок


Рис. 2. Среднегодовая трудоемкость изготовления серии насосов 1 контура

Трудоемкость монтажных работ по ядерной энергетической установке снизилась на 15–20% по отношению ко второй ЯЭУ в серии, то есть без учета затрат на освоение и подготовку производства (см. рисунок 3). По отношению к головным объектам эффект снижения трудоемкости еще более значителен.


Рис. 3. Трудоемкость монтажа оборудования и систем ЯЭУ

Трудоемкость ремонта транспортных РУ, несмотря на характерные для специфики судоремонта значительные различия в объемах ремонта для каждого объекта в серии, имеет тенденцию к снижению, в среднем на ~30% (см. рисунок 4).


Рис. 4. Трудоемкость заводского ремонта унифицированной РУ на судоремонтном заводе

Отчего растут затраты

Сокращение затрат является важнейшей целью, начиная с самой ранней стадии жизненного цикла энергоустановок – научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР).

Собственный опыт ФГУП «ОКБМ» по проектированию РУ и их оборудования в совокупности с результатами выполненной НИР свидетельствует, что сокращению затрат на проведение НИОКР способствуют:

– специализация проектных организаций,

– наличие межотраслевой или государственной программы и отчетность перед Заказчиком;

– заимствование узлов и технических решений, успешно зарекомендовавших себя в эксплуатации, стремление к применению унифицированных изделий и узлов;

– экспериментальная проверка технических решений на макетах, широкое использование математического моделирования;

– учет фактического состояния производства, своевременная разработка задания на подготовку производства, оперативная «обратная связь» с производством и эксплуатацией;

– совмещение стадий проектирования и ряд других факторов.

Причинами увеличения затрат на стадиях промышленного изготовления оборудования, монтажа и ремонта систем транспортных ЯЭУ, как правило, являются:

– доработка систем и модернизация оборудования после запуска серии в производство, разунификация;

– снижение объема и интенсивности производства, которое приводит к нарушению неразрывности технологических процессов и дополнительным затратам на восстановление производства;

– изменения в схеме производственной кооперации, нестабильность поставок;

– нестабильность регулирующей нормативной документации;

– нестабильность экономической обстановки в стране и на предприятиях.

Несмотря на отличия

Формируемая в настоящее время Федеральная целевая программа (ФЦП) «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007–2010 годы и на период до 2015 года» направлена на интенсивное серийное строительство унифицированных энергоблоков АЭС типа ВВЭР электрической мощностью 1100–1200 МВт для производства электроэнергии и тепла. Разрабатываются также программы создания атомных станций малой и средней мощности для региональной энергетики, развития направления реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом.

Во всех перечисленных программах выдвинуто требование по повышению экономической эффективности энергоблоков, в том числе за счет снижения удельной стоимости промстроительства и снижения стоимости выработки электроэнергии.

Применимость результатов анализа фактических данных по экономике жизненного цикла транспортных ЯЭУ в коммерческой атомной энергетике России оправдана, поскольку технические принципы, заложенные в структурах транспортных и стационарных реакторных установок, аналогичны. Несмотря на то, что имеют место определенные отличия, связанные с масштабом и конструктивным исполнением этих установок, полученные результаты исследования серийного производства транспортных ЯЭУ могут быть использованы при серийном создании коммерческих АЭС большой, средней и малой мощности.

Исследования экономики транспортных ядерных энергетических установок представляют интерес с точки зрения возможности заимствования наиболее эффективных методов из практики транспортного атомного энергомашиностроения, судостроения, централизованного ремонта оборудования энергоотсеков, организационно-технических и технологических подходов. В максимальной мере это касается проектов атомных станций малой и средней мощности – как в наземном исполнении, так и плавучих энергоблоков, разрабатываемых с использованием основных решений транспортных ЯЭУ. К числу этих проектов относятся атомные станции с РУ типа КЛТ, АБВ, ВБЭР разработки ФГУП «ОКБМ», создание которых основано на использовании судовых технологий с эволюционным сокращением затрат в условиях серийного производства, а также проектной и технологической унификации.

Для малых серий ЯЭУ получение экономического эффекта будет возможно за счет использования в новых проектах унифицированных решений, унифицированного оборудования; максимального использования преимуществ эволюционного совершенствования и развития проектов с допустимой ориентацией на существующие технологии, производственную базу машиностроительных и крупных судостроительных заводов, сохранившуюся кооперацию. При неизбежном в развитии техники внедрении качественно новых проектных решений для перспективных энергоблоков необходим сравнительный анализ их технико-экономической эффективности.

В результате проведенных исследований на примере крупной области атомного машиностроения – серийного производства транспортных ядерных энергетических установок – показано, что при переходе на индустриальное серийное производство коммерческих АЭС могут быть реализованы значительные резервы снижения затрат на всех стадиях их жизненного цикла и, следовательно, снижены капитальные затраты и себестоимость произведенной энергии.

Журнал «Атомная стратегия» № 27, январь 2007 г.

назад

Материалы из архива

7.2008 Кто стоит у руля американского «ядерного ренессанса»

Справка редакции сайта www.proatom.ruСамуэль Р. Бодман, министр энергетики США31 января 2005 года Сенат США единогласно избрал Самуэля Райта Бодмана на должность министра энергетики США. Бюджет министерства энергетики США  превышает 23 миллиарда долларов, а на подведомственных ему предприятиях работает более 100 тысяч человек. В  2006 г. Бодман объявил о программе господдержки проектов по строительству новых атомных электростанций в стране.

11.2008 Об утверждении Регламента Государственной корпорации по атомной энергии Росатом

Регламент Корпорации утверждается Правительством Российской Федерации и устанавливает порядок и правила осуществления государственных полномочий, возложенных на Корпорацию Законом. Согласно положениям Закона Корпорация является уполномоченным органом управления использованием атомной энергии в отношении организаций Корпорации и иных юридических лиц, осуществляющих виды деятельности в области использования атомной энергии, установленные Федеральным законом...

11.2008 Еще раз о стоимостном дисбалансе ядерного топлива или 4ДИС

М.Ю.Ватагин, к.э.нСтремление к сбалансированности в природе принято считать нормальным и естественным. Дисбалансы в технике обычно рассматриваются в качестве угрозы ее разрушения. Если их не определять и своевременно не устранять, то неприятности неизбежны. Энергетикам, врачам и водителям это известно лучше, чем кому бы то ни было.