Вестник МГТУ. 2017, №4.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 4. С. 755–760. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-4-755-760 755 УДК 621.311.162 Б. И. Кудрин, Ю. В. Кошарная История решений по созданию ядерно-металлургического комплекса на базе Кольской атомной электростанции Представлены основания для выбора направлений использования электрической и тепловой энергии Кольской атомной электростанции, расположенной за Полярным кругом. Обозначены регионы страны и их крупные промышленные производства, основу которых составляют металлургические предприятия; электроснабжение данных предприятий осуществляется от Кольской АЭС. Показаны результаты исследования энергозатрат на получение тонны стали и чугуна. Определено, что основным направлением технологического перевооружения в черной металлургии является отказ от использования органического топлива (в частности, в коксодоменном производстве как наиболее энергоемком) и его замена на технологию прямого восстановления железа водородом. В качестве источника энергии, альтернативного органическим топливам, предложено создание бестопливного ядерно-металлургического электрифицированного комплекса (ЯМЭК). Описана принципиальная схема ЯМЭК, в составе которой основной новизной обладает блок подготовки восстановительных газов, дающий потенциальную возможность создания безотходного процесса. Такая технология требует использования высоких температур и решения технических проблем, связанных с теплостойкостью конструкций. Представлены примеры мировых исследований по реализации подобных проектов. Применение новой технологии вызовет необходимость оптимизации структуры электропотребления из-за перераспределения мощности и электропотребления между производствами. Внедрение новой технологии требует также решения ряда задач по электроснабжению и разработке электрооборудования. Отмечено, что на Кольской АЭС в период работы проводилась масштабная реконструкция, которая позволила увеличить ее проектную мощность и продлить срок эксплуатации. На сегодняшний день в регионе имеется избыточная установленная мощность, которая может быть использована для внедрения новой технологии в металлургии. Ключевые слова: ядерно-металлургический комплекс, использование тепла ядерного реактора, распределение энергозатрат, энергосодержание, замена органического топлива, восстановление окатышей водородом. Введение После поездки Л. И. Брежнева в Германию (1978 г.) было развернуто строительство Оскольского электрометаллургического комбината с максимумом нагрузки 3000 МВт, сниженной Гипромезом после обсуждения до 2000 МВт, и распределительным напряжением по ОЭМК не на 10 кВ, как обычно, а на 110 кВ с сооружением соответствующих подстанций 110/10 кВ [1]. Питание ОЭМК осуществлялось по двум линиям 330 кВ от Курской АЭС и двум ЛЭП 500 кВ от Воронежской АЭС. В связи со строительством Кольской АЭС возникла необходимость принять решение по электроснабжению станции, региона и передаче энергии в Ленинград. На очередные Курчатовские чтения Б. И. Кудрина командировали для представления мнения Гипромеза. После обстоятельного обсуждения проблем с академиком В. Легасовым в 1979 г. была организована поездка в Мурманск, затем в Полярные Зори, где состоялось знакомство с АЭС, введенной в 1973–1977 гг. По результатам академик А. П. Александров обратился к Гипромезу с поручением [2] разработать техно-рабочий проект металлургического завода на основе использования тепла ядерного реактора, имеющего тепловую (5500 МВт) и электрическую (1760 МВт) мощности. Бригада Гипромеза из семи человек – специалистов генплана, технологов энергетики – была командирована в Полярные Зори, где собрала исходные данные для проектирования. Техно-рабочий проект начали разрабатывать с 1980 г. Основные трудности заключались в том, что грунт на площадке состоял преимущественно из гранита. Вызывали серьезные трудности образующиеся шлаки и шламы. Проблема сетей и подземной части цехов решалась трудно. Руководил работой академик В. Легасов, которому периодически докладывали об основных технологических решениях, а также решениях по генплану и планировке. Прервала работы авария на Чернобыле 26 августа 1986 г. Руководство заседанием штаба ученых в Чернобыле возглавил В. Легасов, организовавший собственное расследование. Однако он покончил жизнь самоубийством в 1988 г. К вопросу об ядерно-металлургическом электрифицированном комплексе на Кольском полуострове после этого больше не возвращались. В Мурманской области и Республике Карелия на северо-западе Российской Федерации ведется промышленное производство никеля, меди, слюды и железного концентрата. Еще в 1960-е гг. стало понятно, что местные предприятия требуют затрат электроэнергии, которую в то время в Заполярье не производили. Кольская АЭС – первая атомная станция России, построенная за Полярным кругом. Выработка электроэнергии Кольской АЭС составляет около 60 % выработки электроэнергии в Мурманской области. Атомная станция поставляет электроэнергию в энергосистемы "Колэнерго" (Мурманская область) и "Карелэнерго" (Республика Карелия).