Диссертация (781919), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Приэтом часть разработанных решений обеспечивает возможность реализации угольно-гибридногоэнергоблока, стоимость которого при эквивалентной эффективности и мощности на 17,9 % ниже паротурбинного энергоблока на УСКП пара. Достигнутое снижение стоимости сокращаетразницу в стоимости между перспективными энергоблоками на параметры 35 МПа/720 °С иосвоенными энергоблоками на СКП пара с 25,6 до 6,5 % и существенно повышает экономическую целесообразность их разработки и строительства.32610) Стоимостной эффект применения перегрева пара на АЭС в котле-пароперегревателеОдним из наиболее капиталоемких типов генерирующих объектов сегодня являются АЭС.Согласно отчету Cost and performance data for power generation technologies, подготовленному в2012 г.
для Национальной лаборатории возобновляемой энергетики (США), стоимость АЭСмощностью 1125 МВт составляет $6100 на 1 кВт установленной мощности [14]. В Россииудельные капитальные затраты на 1 кВт установленной мощности ниже в силу более низкойстоимости изготовления оборудования, невысоких цен на ресурсы и сравнительно более низкихзаработных плат, однако капитальные затраты на строительство АЭС являются одними из самых высоких среди всех типов генерирующих установок. По оценкам ВНИИАЭС средняя стоимость 1 кВт установленной мощности на АЭС составляет 121 тыс. руб., что примерно в 2,2раза выше, чем стоимость угольной ТЭС сопоставимой мощности.Несмотря на то, что сегодня в энергосистеме России имеются избыточные мощности, всреднесрочной перспективе в силу вывода из эксплуатации старых генерирующих объектов ипостепенного увеличения потребления электрической энергии возникнет потребность в увеличении единичной мощности всех типов генерации, в том числе атомных электростанций.Стремление повысить мощность атомных энергоблоков обусловлено также желанием снизитьудельные капитальные вложения и добиться экономии по сравнению со строительством нескольких энергоблоков малой мощности.В диссертации предложена и исследована концепция гибридной АЭС, особенностью которой является введение дополнительного перегрева пара на выходе из реактора с 270 до 620 °Сза счет сжигания угольного топлива.
Разработанное решение сопряжено не только с потребностью установки котельного агрегата со всеми вспомогательными системами, но и с удлинениемпаропроводов и заменой их материала на высоколегированную жаропрочную сталь, а также смодернизацией турбины за счет установки цилиндра высокого давления. Несмотря на обширный перечень изменений, которые необходимо реализовать для создания гибридной АЭС, совокупные затраты на строительство такого энергоблока могут оказаться существенно ниже, поскольку введение дополнительного перегрева увеличивает мощности АЭС с 1 до 2 ГВт, приэтом стоимость дополнительного оборудования существенно ниже, чем строительство второгоатомного энергоблока с реактором ВВЭР-1000. Для определения эффекта от реализации указанной схемы были произведены расчеты стоимости дополнительного оборудования в соответствии с результатами моделирования стоимости основного энергетического оборудования.
Вкачестве переменной величины выступала температура перегретого пара на входе в паровуютурбину. Полученные данные представлены на рисунке 5.21.Повышение паропроизводительности с 692,5 (базовый расход пара, принятый при моделировании) до 1630 кг/с (соответствует паропроизводительности ВВЭР-1000) приводит к увели-327чению расхода металла на остальные поверхности нагрева, а значит и увеличивает стоимостькотла.
Полученные результаты стоимостных оценок обосновывают экономическую целесообразность перегрева пара именно до 620 °С, поскольку дальнейшее повышение температурыприведет к существенному увеличению стоимости энергоблока. При принятых параметрах параприрост стоимости атомного энергоблока составляет 11,4 млрд руб.Стоимость создания атомногоэнергоблока, млрд руб.232119171513119540560580600620640660680700720Перегрев, °СРисунок 5.21– График зависимости прироста стоимости атомного энергоблока от степени перегрева параВ итоге стоимость 1 кВт установленной мощности гибридной АЭС мощностью 2000 МВт свысокотемпературным перегревом до 620 °С составляет 65,5 тыс.
руб., что на 84,7 % ниже, чему АЭС с двумя энергоблоками мощностью 1000 МВт каждый, и всего на 19 % больше, чем стоимость угольной ТЭС с сопоставимой мощностью.5.4 Оценка стоимости создания перспективных высокотемпературных энергетическихкомплексовВ диссертации были исследованы различные технологии производства электрической энергии и предложены решения, которые снимают ряд научно-технических проблем, препятствующих их практическому внедрению.
Были определены технико-экономические показатели перспективных энергоблоков с различным составом новых конструктивных и технологическихрешений. Однако для формулирования окончательного вывода об экономической эффективности новых энергоблоков и определения условий целесообразности их строительства необходи-328мо выполнить комплексную оценку всех экономических и технических аспектов функционирования генерирующих объектов, базирующихся на высокотемпературных технологиях производства электроэнергии, на всех этапах жизненного цикла в рамках рассмотрения различныхинвестиционных проектов.
Для выполнения инвестиционного анализа новых разработок былапостроена экономико-математическая модель оценки эффективности инвестиционного проектапо строительству высокотемпературных угольных и угольно-гибридных энергоблоков, выполненная в соответствии с методическими рекомендациями по расчету экономической эффективности инвестиционного проекта [320].В работе были рассмотрены два проекта:1) строительство угольного паротурбинного энергоблока УСКП с горизонтальным котлом,двухъярусным ЦНД, охлаждаемой турбиной и применением новой методики проектирования(Проект 1);2) строительство гибридного энергоблока с водородным перегревом пара, двухъяруснымЦНД, охлаждаемой турбиной и применением новой методики проектирования, обеспечивающими равную эффективность с энергоблоком на УСКП пара. (Проект 2)При рассмотрении первого инвестиционного проекта были выполнены расчеты для энергоблока с различным составом новых технических решений: переход к горизонтальной компоновке котла, переход к охлаждаемой паровой турбине, переход к двухъярусному ЦНД, использование новой методики проектирования высокотемпературных частей энергетического оборудования.
Реализованный подход позволил определить стоимостные эффекты применения каждого решения в отдельности. Гибридный энергоблок рассчитывался с учетом применения всехвышеперечисленных технических решений.В ходе выполнения инвестиционного анализа были решены следующие задачи:- проведена оценка затратной составляющей проектов, определена себестоимость производства электроэнергии для различных технологий производства электрической энергии;- определен чистый дисконтированный доход проектов и дисконтированный срок окупаемости при текущих внешнеэкономических условиях;- проведен анализ чувствительности проектов от внешнеэкономических и внутренних факторов.Денежными притоками проектов являются выручка от реализации электроэнергии и электрической мощности.
Оттоками проектов являются затраты – капитальные и эксплуатационные.Ключевыми параметрами, претерпевающими изменениям при переходе от одного составарешений к другому, является стоимость энергоблока. Использованные значения капитальныхзатрат приведены в таблице 5.18. Параметры угольно-гибридного энергоблока были подобраны329таким образом, чтобы обеспечить равную энергетическую эффективность и равную электрическую мощность по сравнению с классическим паротурбинным энергоблоком на УСКП пара.Параметры угольно-гибридного энергоблока были приняты равными 24 МПа/760 °С/760 °С.На себестоимость производства электрической энергии оказывают существенное влияниене только факторы, определяемые применяемой технологией – расход топлива и структура металлозатрат, которые можно считать внутренними, но и внешние, среди которых стоит особовыделить цену топлива и конструкционных материалов.
Структура удельной себестоимостьпроизводства электроэнергии представлена в таблице 5.19.Таблица 5.19 – Структура удельной себестоимости производства электроэнергииСтруктура себестоимости, руб./кВт·чУдельные топливные издержки, ИтудУдельные издержки на заработную плату, Из/плудУдельные издержки на амортизацию, ИамудУдельные издержки на ремонт, ИремудУдельные издержки на собственные нужды, ИснудУдельные прочие издержки, ИпрочудУдельные суммарные издержки, ИудПаротурбинный энергоблок на УСКП пара(Проект 1)0,5330,0140,2740,1230,0550,0411,040Угольно-гибридный энергоблок с водородным перегревом (Проект 2)0,7810,0140,2330,0980,0550,0251,206Из таблицы 5.19 следует, что топливная составляющая в себестоимости производства электроэнергии меньше для паротурбинного энергоблока, работающего только на одном виде топлива – энергетическом угле.
Амортизационные отчисления и затраты на ремонт в энергоблокевыше ввиду большей стоимости строительства.Структура себестоимости производства электрической энергии по двум рассмотреннымпроектам представлена на рисунке 5.22. При переходе к гибридному энергоблоку (Проект 2) всилу появления дополнительной топливной статьи затрат на водород и кислород доля переменных издержек возрастает с 51 до 63,45 %. Невысокая доля топливных издержек на УСКП энергоблоке объясняется высокой стоимостью оборудования и большими затратами на ремонт иамортизационные отчисления.По итогам выполненных расчетов инвестиционных проектов были определены значениядисконтированного срока окупаемости и чистого дисконтированного дохода энергоблоков сразличным составом реализованных технических решений и базирующихся на двух различныхтехнологиях производства электроэнергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
