Оптимизационные модели двухкомпонентной ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле

20.09.2018 2018 - №03 Топливный цикл и радиоактивные отходы

А.А. Андрианов И.С. Купцов Т.А. Осипова О.Н. Андрианова Т.В. Утянская

https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.09

Приводятся описание и некоторые результаты применения двух оптимизационных моделей двухкомпонентной ядерно-энергетической системы, состоящей из тепловых и быстрых реакторов в замкнутом ядерном топливном цикле, соответствующих двум возможным направлениям развития ядерной энергетики РФ: тепловые и быстрые реакторы на таблеточном урановом и уран-плутониевом оксидном топливе; тепловые реакторы на таблеточном урановом оксидном топливе и быстрые реакторы на смешенном нитридном уран-плутониевом топливе. Оптимизационные модели разработаны в среде энергетического планирования МАГАТЭ MESSAGE и позволяют не только проводить оптимизацию структуры ядерной энергетики по экономическому критерию с учетом ресурсных и инфраструктурных ограничений, но и использоваться в качестве основы для разработки многокритериальных, стохастических и робастных оптимизационных моделей двухкомпонентной ядерно-энергетической системы. Представленные результаты демонстрируют характерные структурные черты двухкомпонентной ядерно-энергетической системы для консервативных предположений с целью иллюстрации возможностей разработанных оптимизационных моделей. Обсуждены вопросы экономической целесообразности технологической диверсификации структуры системы, обеспечивающей возможность формирования робастной структуры ядерной энергетики в будущем. Продемонстрировано, что с учетом существующих неопределенностей в стоимостях услуг топливного цикла и реакторных технологий сделать обоснованный вывод касательно наибольшей привлекательности определенного варианта по показателю удельных дисконтированных затрат в настоящий момент невозможно.

Ссылки

1. Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле / Под ред. Н.Н. Пономарева-Степного – М.: Техносфера, 2016. – 160 С.
2. Алексеев П.Н., Асмолов В.Г., Гагаринский А.Ю. и др. Стратегия развития ядерной энергетики России до 2050 г. // Атомная энергия. – 2011. – T. 111. – № 4. – С. 183-196.
3. О стратегии ядерной энергетики России до 2050 г. – М.: НИЦ «Курчатовский институт», 2012.
4. Алексеев П.Н., Гагаринский А.Ю., Кухаркин Н.Е. и др. Стратегический взгляд на ядерную энергетику России на современном этапе // Атомная энергия. – 2017. – Т. 122. – № 3. – С. 123-126.
5. Белая книга ядерной энергетики / Под общ. ред. Е.О. Адамова. –М.: НИКИЭТ, 2001. – 270 C.
6. Адамов Е.О., Джалавян А.В. и др. Концептуальные положения стратегии развития ядерной энергетики России в перспективе до 2100 г.// Атомная энергия. – 2012. – Т. 112. – №6. – С. 319-330.
7. Адамов Е.О., Мочалов Ю.С., Муравьев Е.В., Рачков В.И. и др. Крупномасштабная двухкомпонентная ядерная энергетика с замкнутым ЯТЦ на базе реакторов на быстрых нейтронах / Аналитическая записка. – М.: ГК «Росатом», 2017. – 67 С.
8. Муравьев Е.В. Топливообеспечение ядерной энергетики с вводом быстрых реакторов // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2014.– № 5. – C. 75-86.
9. Messner S., Strubergger M. User’s guide for MESSAGE III, WP-95-69, IIASA, 1995.
10. IAEA, MESSAGE – Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental Impacts. User manual.
11. Modelling nuclear energy systems with MESSAGE: A user’s guide, IAEA Nuclear Energy Series No NG-T-5.2. – Vienna: IAEA, 2016. 126 p.
12. Андрианов А.А., Коровин Ю.А., Федорова Е.В. Оптимизация систем ядерной энергетики в среде энергетического планирования MESSAGE. – Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2012. – 132 C.
13. Andrianov A. Approaches and software for multi-objective optimization of nuclear power structures. // Sustainability. – 2012. – No. 4. – PP. 721-739.
14. Андрианов А.А., Купцов И.С., Утянская Т.В. Применение методов оптимизации для задач оценки эффективности систем ядерной энергетики с использованием среды MESSAGE // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 1. – С. 70-80.
15. Андрианов А.А., Коробейников В.В., Поплавская Е.В. и др. Оптимизационные исследования структуры ядерной энергетики России с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах с использованием пакета MESSAGE// Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2010. – №2. – C. 156164.
16. Андрианов А.А. и др. Некоторые результаты многокритериальной и робастной оптимизации структур ядерно-энергетических систем // Атомная энергия. – 2017. – T. 123. – № 1. – С. 9-14.
17. Andrianov A., Schwenk-Ferrero A. Comparison and screening of nuclear fuel cycle options in view of sustainable performance and waste management. // Sustainability. – 2017. – Vol.
18. – No. 9:1623. – PP. 1-31.
19. Gao R., Nam H.O., Ko W.I., Jang, H. National options for a sustainable nuclear energy system: MCDM evaluation using an improved integrated weighting approach. // Energies. – 2017. – Vol. 10. – No. 12. – P. 24.
20. Каграманян В. Мне жалко французов. Электронный ресурс: http://www.atominfo.ru/news/air1918.htm (дата доступа: 05.03.2018).
21. Пономарев-Степной Н.Н., Цибульский В.Ф. Оценка эффективности использования смешанного уран-плутониевого топлива в ВВЭ// Атомная энергия. – 2007. – Т. 103. – № 5. – С. 275-277.

тепловые реакторы быстрые реакторы замкнутый ядерный топливный цикл МОКС-топливо СНУП-топливо оптимизация неопределенность MESSAGE

Ссылка для цитирования статьи: Андрианов А.А., Купцов И.С., Осипова Т.А., Андрианова О.Н., Утянская Т.В. Оптимизационные модели двухкомпонентной ядерной энергетики с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 3. – С. 100-112. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.09 .