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

2.2006 Нефть, газ, энергия, мир, Россия: состояние и перспективы

Энергетика – один из фундаментов современной цивилизации. Здесь будет говориться об индустриальной энергетике, производящей электрическую и тепловую энергии с помощью машинных устройств. Источниками индустриальной энергии являются: нефть, газ, каменный уголь, уран-235, гидроэнергия рек, солнце и ветер.Нефть и газ, помимо энергетики, обеспечивают работу транспорта (авиация, автомобили, водные корабли и железнодорожные поезда) и являются сырьем для химических производств, производящих материалы и сельскохозяйственные удобрения.

5.2006 Еще раз о причинах Чернобыльской аварии

Дмитрий Стацура, начальник отдела технической поддержки Представительства ЗАО «Атомстройэкспорт» в г.Ляньюньгане, Китай, e-mail: statsuradmitriy@rambler.ru В последние годы появилось большое количество публикаций, посвященных причинам аварии на Чернобыльской АЭС. Обсуждение этого вопроса продолжается с 1986 года, и до сих пор не сложилось общего мнения. Хотя имеется ряд экзотических гипотез...

11.2007 Психология веры и международная политика

Проблема веры в политической психологии нуждается в осмыслении политиками, принимающими стратегические решения, судьбоносные для народов всего мира. Статья, посвящённая этой теме, подготовлена по материалам книги В.В.Можаровского и вступительной статьи к ней  проф. А.И.Юрьева. Человечество стоит перед фактом: изменилась расстановка сил на планете. И произошла она по причинам, о которых науку просили помолчать.