Оценки конкурентоспособности перспективных ядерных топливных циклов и их компонентов на основе международного программного комплекса энергетического планирования

• Автор: Федорова, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА Е МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ Я ДЕРН ОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
1.1. Методологические подходы, используемые в системном анализе
ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ: ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ
1.1.1. Аналитический подход
1.1.2. Имитационный подход
1.1.3. Оптимизационный подход
1.2. Международные инициативы в области развития ядерной энергетики ОРГАНИЗАЦИИ ГЛОБАЛЬНОГО ЯТЦ
1.3. Требования к современным программным средствам оценки ядерных СТРАТЕГИЙ
1.4. Современные системные модели и тенденции их совершенствования
1.4.1. Имитационные системные модели ЯЭ
1.4.2. Оптимизационные модели ЯЭ
1.5. Среда энергетического планирования MESSAGE
Выводы к главе
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ДЛЯ ОЦЕНКИ СИСТЕМ ЯЭ С РАЗЛИЧНЫМИ ВАРИАНТАМИ ЯДЕРНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ
2.1. Особенности описания топливных и энергетических потоков системы ЯЭ в среде моделирования MESSAGE
2.2. Выбор расчетного интервала и глубины прогнозирования в задачах поиска оптимальных стратегий развития ЯЭ
2.3. Ресурсы природного урана. Добыча и конверсия природного урана
2.4. Обогатительные производства
2.5. Расчет производства ядерного топлива
2.6. Загрузка активной зоны и ежегодные перегрузки. Переход от единиц измерения массы к энергетическим единицам. Учет расхода значимых материалов
2.7. Переработка ОЯТ. Особенности задания экономических характеристик перерабатывающего предприятия в среде моделирования MESSAGE

2.8. Особенности описания хранилищ ОЯТ
2.9. Подходы к учету задержек ЯТЦ
2.10. Верификация методики разработки расчетных схем ЯТЦ
Выводы к главе
ГЛАВА III. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЯДЕРНЫХ ЦИКЛОВ В ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ MESSAGE ДЛЯ ОЦЕНКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
3.1. Оценка конкурентоспособности АЭ в масштабах ТЭК России
3.2. Оценка перспектив строительства российской АЭС в Беларуси с помощью модели межрегионального энергообмена
3.3. Оценка конкурентоспособности перспективных ядерных технологий в двухкомпонентной системе АЭ с быстрыми натриевыми реакторами (БН) и расширенным воспроизводством топлива
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КРИТЕРИАЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ В СРЕДЕ MESSAGE ДЛЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ГЛОБАЛЬНОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
4.1. Исходные данные и описание моделей
4.2. Неограниченные запасы урана (могут быть использованы категории ЗАПАСОВ A,B,C,D,E)
4.3. Ограниченные запасы урана (могут быть использованы категории запасов а,в,с)
4.4. U-Pu-Тн ЯТЦ и ограниченные запасы урана (могут быть использованы категории запасов а,в,с)
4.5. Влияние обогащения отвалов на результаты базовых расчетов
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Обозначения и сокращения
СМЙ Инициатива «Елобальная ядерно-энергетическая инфраструктура»
GNEP Инициатива «Елобальное партнерство в ядерной энергетике»
АЭС атомная электростанция
БН быстрый натриевый реактор
ВАО высокоактивные отходы
ЕРР единицы разделительных работ
ИЯЭС инновационные ядерно-энергетические системы
ЛВР легководяной реактор
МА минорные актиниды
МАЕАТЭ Международное агентство по атомной энергии
НОУ низкообогащенный уран
ОЯТ отработавшее ядерное топливо
РАО радиоактивные отходы
РБН реактор на быстрых нейтронах
РТН реактор на тепловых нейтронах
тТМ тонн тяжелых металлов
яэ ядерная энергетика
ЯЭУ ядерно-энергетическая установка
ятц ядерный топливный цикл
АИІ усовершенствованный газоохлаждаемый реактор
век газоохлаждаемый реактор
PHWR реактор на тяжелой воде

отработавшего топлива. Расчеты проводятся для трех стоимостных категорий природного урана.
Формально различные комбинации перечисленных параметров и элементов схемы позволяют исследовать 90 вариантов сценариев развития системы ЯЭ, включающих существующие и перспективные типы реакторов, и специализированные установки для выжигания минорных актинидов и продуктов деления. Ясно, что не все возможные комбинации имеют смысл. Расчеты осуществляются с шагом 1 год на интервале до 2100г. Время счета для рабочей станции UNIX минимум 20 минут. Разработчики программы отмечают, что по этой причине расчеты и обработка результатов при помощи разработанного пользовательского интерфейса представляют две отдельных процедуры исследования. С точки зрения пользователя это, безусловно, является недостатком программного инструмента FCOPT.
MARKAL (MARKet Allocation model) - энергетическая системная модель, использующая динамическое линейное программирование. Модель MARKAL является коммерческим продуктом, разработанным Брукхевенской Национальной лабораторией по заказу Департамента энергии США (DOE) и Международного Энергетического Агентства (1ЕА) в конце 70-х годов. В настоящее время распространяется и поддерживается Международным Энергетическим Агентством в рамках программы ETSAP (Energy Technology Systems Analysis Program) [58]. Модель MARKAL и ее последняя модификация MARKAL TIMES, позволяющая проводить расчеты на интервале до 100 лет и более с шагом в 1 год, используется более чем 70-ю странами и организациями. Модель предназначена для оптимизационной оценки энергетических сценариев на национальном, региональном и глобальном уровнях описания энергосистемы и взаимодействия ее частей.
Следует отметить, что в отношении процедуры применения модели как инструмента решения конкретной задачи, модели MARKAL и MESSAGE должны быть отнесены в отдельную категорию. Круг решения задач, для кото-