Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Nhà nước Rosatom vừa hoàn tất cung cấp nhiên liệu hạt nhân mới cho lò phản ứng số 1 của nhà máy điện nhiệt hạt nhân nổi Akademik Lomonosov tại Chukotka, đánh dấu bước tiếp theo trong quá trình vận hành mô hình lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) dạng nổi đầu tiên của Nga…

Nhà máy đặt tại thành phố Pevek, vùng Chukotka thuộc Viễn Đông Nga, được thiết kế để cung cấp nguồn điện và nhiệt ổn định cho một trong những khu vực xa xôi, có điều kiện khí hậu khắc nghiệt và hạ tầng năng lượng hạn chế của nước này.

Việc tiếp tục duy trì chu trình nhiên liệu của Akademik Lomonosov không chỉ cho thấy khả năng vận hành của một nhà máy điện hạt nhân nổi mà còn cung cấp thêm kinh nghiệm thực tế cho hướng phát triển SMR dạng nổi, một phân khúc đang được nhiều quốc gia quan tâm trong chiến lược cung cấp năng lượng cho các khu vực xa xôi và các dự án công nghiệp đặc thù.

SMR ĐƯỢC ĐƯA RA BIỂN ĐỂ CUNG CẤP ĐIỆN

Theo báo Sự thật (Pravda), bộ phận nhiên liệu của tập đoàn đã cung cấp nhiên liệu hạt nhân mới cho lò phản ứng số 1 của Akademik Lomonosov. Các bó nhiên liệu được sản xuất tại Nhà máy Chế tạo máy Elektrostal (MSZ).

Trước khi được vận chuyển, các bó nhiên liệu đã trải qua quá trình thử nghiệm nghiệm thu và kiểm định kỹ thuật với sự tham gia của Cơ quan Đăng kiểm Hàng hải Nga.

Akademik Lomonosov được trang bị hai lò phản ứng KLT-40S, mỗi lò có công suất điện khoảng 35 MW, đưa tổng công suất điện của tổ máy lên khoảng 70 MW.

Về mặt công nghệ, KLT-40S có nguồn gốc từ dòng lò phản ứng được phát triển cho các tàu phá băng hạt nhân của Nga. Thiết kế này tận dụng kinh nghiệm vận hành lò phản ứng trong môi trường biển và vùng cực, đồng thời được điều chỉnh để phục vụ mục đích phát điện và cung cấp nhiệt.

Xét về quy mô và tính chất mô-đun, KLT-40S thường được xếp trong nhóm công nghệ SMR - Small Modular Reactor, tức lò phản ứng mô-đun nhỏ.

Tuy nhiên, Akademik Lomonosov có đặc điểm riêng khi các lò phản ứng được tích hợp trên một nền tảng nổi, tạo thành nhà máy điện hạt nhân nổi sử dụng công nghệ SMR. Điều này giúp phân biệt mô hình này với các dự án SMR trên đất liền đang được phát triển tại nhiều quốc gia.

CHU KỲ NHIÊN LIỆU DÀI, PHÙ HỢP VỚI KHU VỰC XA XÔI

Một đặc điểm đáng chú ý của Akademik Lomonosov là chu kỳ thay nhiên liệu dài hơn so với nhiều nhà máy điện hạt nhân truyền thống.

Tại các nhà máy điện hạt nhân trên đất liền, việc thay nhiên liệu thường được thực hiện sau khoảng 12-18 tháng. Trong khi đó, đối với nhà máy điện hạt nhân nổi này, quá trình thay nhiên liệu được thực hiện theo chu kỳ kéo dài vài năm.

Việc thay nhiên liệu bao gồm dỡ toàn bộ vùng hoạt của lò phản ứng và nạp nhiên liệu mới. Đây là quy trình kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn hạt nhân, kỹ thuật và hàng hải.

Theo thông tin được Rosatom công bố, lò phản ứng số 1 đã được thay nhiên liệu vào cuối năm 2023. Đối với lò phản ứng số 2, quá trình thay nhiên liệu được thực hiện trong năm 2024 và lần thay tiếp theo dự kiến vào năm 2027.

Việc hoàn tất lô nhiên liệu mới cho lò phản ứng số 1 cho thấy cả hai lò phản ứng của Akademik Lomonosov đã hoàn thành chu trình nhiên liệu đầu tiên trong quá trình vận hành.

Chukotka là một ví dụ điển hình. Đây là vùng lãnh thổ có khoảng cách rất xa với các trung tâm kinh tế lớn của Nga, điều kiện thời tiết khắc nghiệt và chi phí xây dựng, vận hành hạ tầng năng lượng truyền thống cao.

Trong bối cảnh đó, việc đưa một tổ máy SMR nổi tới khu vực cần năng lượng có thể tạo ra một phương án linh hoạt hơn so với việc xây dựng một nhà máy điện quy mô lớn trên đất liền.

TỪ AKADEMIK LOMONOSOV ĐẾN THẾ HỆ SMR RITM

Kinh nghiệm từ Akademik Lomonosov đang được Rosatom sử dụng để phát triển các thế hệ tổ máy điện hạt nhân nổi tiếp theo.

Theo Rosatom, công nghệ các tổ máy điện được phát triển trên nền tảng các lò phản ứng RITM đang được sử dụng cho các dự án cung cấp năng lượng tại những khu vực ven biển và xa xôi.

So với KLT-40S, dòng RITM được xem là nền tảng cho thế hệ SMR mới hơn của Nga, với mục tiêu tăng mức độ tiêu chuẩn hóa, mô-đun hóa và khả năng triển khai tại nhiều địa điểm.

Rosatom cũng cho biết đang xây dựng các cơ sở tương tự để cung cấp năng lượng cho một trong những dự án lớn của Nga trong lĩnh vực kim loại màu. Điều này cho thấy phạm vi ứng dụng của SMR dạng nổi đang được mở rộng từ cung cấp điện cho các khu dân cư xa xôi sang phục vụ các dự án công nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng.

Đối với những dự án khai khoáng, luyện kim hoặc phát triển hạ tầng tại các khu vực biệt lập, nguồn điện ổn định đóng vai trò đặc biệt quan trọng. SMR dạng nổi có thể cung cấp điện và nhiệt liên tục mà không nhất thiết phải chờ xây dựng một mạng lưới điện quy mô lớn kết nối với các trung tâm năng lượng.

Tuy nhiên, mô hình này cũng đặt ra những yêu cầu cao về an toàn hạt nhân, an toàn hàng hải, bảo vệ môi trường biển và quản lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Việc tích hợp lò phản ứng vào một nền tảng nổi đồng nghĩa với việc hệ thống phải đáp ứng đồng thời các tiêu chuẩn của ngành hạt nhân và hàng hải.

Với Akademik Lomonosov, việc duy trì hoạt động của hai lò phản ứng KLT-40S và thực hiện các chu kỳ thay nhiên liệu theo kế hoạch đang tạo ra dữ liệu vận hành thực tế cho mô hình này.

Đối với Nga, đây cũng là bước quan trọng trong quá trình chuyển từ việc phát triển công nghệ SMR sang triển khai các tổ máy có khả năng vận hành thương mại trong điều kiện thực tế.

Từ Akademik Lomonosov, Nga đang đặt nền móng cho một mô hình năng lượng kết hợp giữa công nghệ SMR, nền tảng nổi và khả năng triển khai linh hoạt, hướng tới giải quyết bài toán cung cấp nguồn điện nền ổn định tại những nơi mà các phương án năng lượng truyền thống gặp nhiều hạn chế.