FR21
VTR - экспериментальные возможности
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
На одном из заседаний конференции большая группа авторов из нацлабораторий США представила доклад, посвящённый экспериментальным возможностям быстрого исследовательского реактора VTR.
Несмотря на то, что работы по созданию VTR на сегодняшний день практически заморожены, есть определённый смысл ознакомиться с тем, какие возможности предполагались для этого реактора.
Разборная испытательная сборка (Dismountable Test Assembly, DTA) представляет собой модифицированную конструкцию ТВС реактора VTR. Такую сборку можно загружать для облучения в штатные позиции ТВС, причём используя для загрузки, выгрузки и, при необходимости...
ALFRED - потребности в НИОКР
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
На одном из заседаний конференции группа авторов из Италии и Румынии представила доклад о приоритетных потребностях в НИОКР для проекта европейского быстрого свинцового реактора ALFRED.
Основной докладчик - Габриэль Фирпо (Gabriele Firpo) из компании Ansaldo Nucleare.
ALFRED (если и когда он будет построен) является не коммерческим реактором, а демонстратором технологий. Поэтому разработка проекта собственно реактора сопровождается целым комплексом НИОКР по свинцовым технологиям.
В этих целях на территории Румынии создаётся следующий набор экспериментальных установок:
ATHENA - бассейновый стенд для крупномасштабных испытаний компонентов и...
Индия: немного о FBTR-II
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
В рамках конференции была организована панельная дискуссия по тематике инновационных быстрых реакторов.
Одним из участников дискуссии был С.Рагхупати (S.Raghupathy), представляющий индийский центр атомных исследований (iGCAR) имени Индиры Ганди.
Свою краткую (не более 5 минут) презентацию он посвятил требованиям к будущему исследовательскому реактору на быстрых нейтронах, условно называемому в Индии FBTR- II.
Реактор FBTR-II должен заменить исследовательский реактор FBTR, чью эксплуатацию реально продлить только до 2034-2035 годов.
Соответственно, FBTR-II должен быть готов примерно в 2035 году, или, как более скромно...
H-MMR - гибридный микрореактор из Южной Кореи
Ранее в институте KAIST был предложен проект модульного микрореактора KAIST-MMR, доставляемого к месту службы наземным или морским транспортом.
Он представлял собой быстрый реактор мощностью 36 МВт(т) с циклом Брайтона на углекислом газе сверхкритических параметров sc-CO2. Топливом исходно назывался нитрид урана, однако докладчик упомянул карбид урана. Кампания реактора составляла 20 лет.
Проект гибридного микрореактора H-MMR представляет собой дальнейшее развитие концепции. Его отличительная черта - сверхдлинная кампания, в пределе достигающая 100 лет, хотя в расчётах пока получена более скромная, но всё равно внушающая уважение величина 56 лет. Такой аппарат с полным правом можно называть ядерной батарейкой.
Тепловая мощность H-MMR - 18 МВт(т).
Активная зона H-MMR собирается из 18...
Хо Синкай: перспективы быстрых в Китае
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
В рамках конференции была организована панельная дискуссия по тематике инновационных быстрых реакторов.
Одним из участников дискуссии был Хо Синкай, старший инженер китайского института атомной энергии (CIAE). В своей презентации он рассказал о перспективах развития быстрых реакторов в Китае.
В пленарном докладе Китая на конференции FR22 говорилось, что коммерческое использование быстрых реакторов в этой стране начнётся в диапазоне 2030-2035 годов.
Хо Синкай в своём выступлении предпочёл выбрать в качестве ориентира для коммерческих быстрых реакторов дальнюю границу диапазона, то есть 2035 год. Возможно, что он ближе к истине, чем авторы пленарного доклада.
FR22 - топливо для быстрых натриевых
Страны выбирают топливо для своих проектов быстрых натриевых реакторов, исходя из различных соображений.
Выбор тесно связан с требованиями к конструкции активной зоны, имеющимся опытом облучения и испытаний, наличием мощностей по производству топлива и соображениями, касающимися конечного этапа топливного цикла.
В настоящее время Китай, Франция, Япония и Евросоюз выбрали оксидное топливо для основных направлений проектирования быстрых натриевых реакторов, в то время как США и Южная Корея предпочитают металлическое топливо.
В России быстрые натриевые реакторы работают на оксидном топливе, но для следующего поколения реакторов БН рассматривается нитридное топливо.
Для оболочек твэлов и конструкционных материалов ТВС все страны, участвующие в форуме Generation IV, планируют начинать с ферритно-мартенситных...
Свинец от Westinghouse
Проект Westinghouse LFR представляет собой быстрый реактор с теплоносителем свинец. Тепловая мощность реактора 950 МВт(т), примерная электрическая мощность энергоблока 450 МВт(э) нетто.
Схема двухконтурная. В первом контуре, как уже сказано, жидкий свинец, во втором - вода при сверхкритических параметрах. Проект делается как в одноблочном, так и в двухблочном исполнении. Конечный потребитель - воздух, то есть станции не требуется наличие водоёма.
Топливный цикл - открытый, с возможностью работы в замкнутом ЯТЦ. Топливо - оксид на первом этапе, нитрид на втором. Кампания топлива - от 8 до 15-20 лет. Температуры теплоносителя (вход/выход из активной зоны) - 390/530°C на первом этапе, 390/650°C на втором.
Так как это проект от Westinghouse, то в нём широко применяются пассивные системы безопасности. Докладчик отдельно остановился на пассивной...
Китай - замыкание по-южному
У Китая сейчас нет большого опыта по замыканию ЯТЦ. Поэтому, полагает докладчик, начинать переход к коммерческому замыканию стоит осторожно, а именно с использования MOX-топлива в легководных реакторах.
На первом этапе нужно начать с загрузки опытных партий MOX-кассет, после чего постепенно перейти к серийному производству и использованию MOX- топлива.
По мере освоения технологии следует постепенно повышать глубину выгорания MOX-топлива с целью выйти на MOX parity, то есть на сценарий, при котором потребление плутония примерно сравняется с его производством.
Докладчик признал, что нейтронно-физические свойства MOX-топлива достаточно сильно отличаются от свойств уранового топлива. Соответственно, для китайских блоков с реакторами II поколения максимально возможным станет загрузка MOX-топливом до 30% активной зоны.
США - интерес к быстрым
Из экспериментальных установок Роберт Хилл выделил стенд под названием Mechanisms Engineering Test Loop (METL), построенный в Аргоннской национальной лаборатории.
METL - это многоцелевая натриевая испытательная установка среднего масштаба для тестирования жидкометаллических систем и компонентов в условиях, приближенных к условиям в быстрых натриевых реакторах.
Установка имеет начальную конфигурацию из четырёх испытательных ёмкостей, которые параллельно подключены к основному потоку натрия. Это позволяет одновременно испытывать несколько изделий или образцов.
Первая заливка стенда натрием состоялась в мае 2018 года, первые эксперименты стартовали в сентябре 2018 года. Стенд работает успешно, единственный крупный перерыв длительностью шесть месяцев был сделан для ремонта системы очистки здания.
Индия - от PFBR к FBR
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
Группа авторов из индийского центра атомных исследований (IGCAR) имени Индиры Ганди представила на конференции доклад с описанием некоторых изменений в проекте будущих быстрых натриевых бридеров по сравнению с проектом демонстрационного реактора PFBR.
От имени группы авторов с докладом выступил С.Рагхупати (S.Raghupathy).
Докладчик напомнил, что в Индии уже выбрана площадка для строительства первых двух коммерческих быстрых натриевых бридеров (условное название - FBR1-2), они будут построены в Калпаккаме, то есть там же, где и PFBR.
Докладчик добавил, что за первой парой могут последовать ещё четыре коммерческих FBR, но место их строительства сейчас не выбрано.
MYRRHA - текущее состояние
Конечной целью бельгийского проекта MYRRHA является создание ADS-системы - подкритического реактора, управляемого ускорителем, и получение опыта её эксплуатации, который станет полезным для будущей демонстрационной установки (докладчик назвал это как pre-industrial scale).
Проект развивается неторопливо и разбит на три этапа. Завершение первого этапа намечено на 2026 год, итогом станет ввод линейного ускорителя протонов на 100 МэВ.
Второй этап (до 2032 года) знаменуется ускорителем на 600 МэВ, третий (до 2036 года) станет окончанием сборки системы и появлением в ней подкритического реактора с теплоносителем свинец-висмут (реактор также может работать в критическом режиме).
Правительство Бельгии поддерживает трёхэтапную реализацию проекта. Соответствующее решение было принято в 2018 году и подтверждено 23 июля 2021 года. Из госбюджета в срок до 2038 года...
Индия - быстрая программа
Конечно, наибольший интерес в докладе Б.Венкатрамана вызывает часть, посвящённая планам Индии по развитию быстрой программы и замыканию ЯТЦ.
Докладчик провозгласил, что в 2022 году Индия успешно завершила первый этап быстрой программы, включавший в себя работу реактора FBTR и замыкание его топливного цикла.
Второй этап, названный докладчиком технико- экономическим обоснованием, должен завершиться в 2030 году. Этап включает в себя пуск и эксплуатацию реактора PFBR-500, а также строительство завода по переработке его ОЯТ.
Третий этап - коммерциализация технологий. Он должен завершиться в 2047 году, в его ходе будут построены на площадке в Калпаккаме два блока с коммерческими быстрыми натриевыми реакторами мощностью по 500 МВт(э) каждый, работающими на MOX-топливе.
Одновременно продолжится освоение...
Пин Ли - китайские малые модульные
Пин Ли считает, что потенциал для коммерческого внедрения малых модульных реакторов (ММР) в Китае большой. Такие реакторы нужны для производства электроэнергии и/или тепла, а также водорода. Они найдут применение и как источники энергии для опреснительных установок.
Ниже приводится сводная таблица потребностей, которые могут быть покрыты в Китае за счёт ММР. Выделим такие показатели, как до 2,5 ГВт(э) в удалённых районах и на островах, свыше 5 ГВт для замены устаревших тепловых станций и до 60 морских площадок добычи нефти и газа.
Докладчица особо остановилась на применении ММР для замены угольных ТЭЦ, задействованных в городском отоплении в северной части Китая. Ежегодное потребление угля на эти цели составляет порядка 400 миллионов тонн. Выбросы, сопровождающие работу ТЭЦ, являются одним из основных источников загрязнения воздуха в городах.
ALFRED - новости проекта
Далее докладчик кратко остановился на некоторых изменениях, внесённых в замороженный проект LEADER.
Так, для устранения стратификации свинца было предложено добавить в корпус внутреннюю конструкцию (internal structure, IS), усложняющую маршрут движения свинца.
Если в LEADER холодный свинец после парогенератора опускался в нижнюю часть корпуса реактора и попадал на вход активной зоны, то теперь он сначала доходит до нижней части внутренней конструкции, после чего поднимается вверх и вновь опускается в пространстве между стенками внутренней конструкции и корпуса реактора, только после чего попадает на вход активной зоны.
Расчёты показали, что в таком варианте весь свинец пребывает в движении, не образуются застойные зоны и не возникает стратификация по температурам. Одновременно решается указанная выше проблема уноса газов (паров) при разрыве...
Южная Корея - медленно по быстрым
Быстрые натриевые реакторы рассматриваются в Южной Корее как одна из технологий, решающих проблему с ОЯТ в целом и с трансурановыми элементами (TRU) в частности, причём в качестве технологии переработки упор делается на пиропроцессинг.
Докладчик не стал заострять внимание, но ещё недавно говорилось о возможности прекращения всех исследовательских работ по пиропроцессингу. По всей видимости, новые власти страны настроены более лояльно по отношению к атомной отрасли.
В то же время докладчик подтвердил, что в быстрой области наблюдается определённый сумбур, который он назвал непрерывным продвижением к технологической демонстрации трансмутации трансурановых элементов и безопасности быстрых натриевых реакторов, но в условиях, когда конкретный план развёртывания нуждается в дальнейших решениях по развитию технологии пиропроцессинга.
Япония - работы по быстрым
Для способствования инновациям в области реакторостроения в Японии принята инициатива NEXIP (Nuclear Energy x Innovation Promotion). В ней принимают участие министерства экономики и образования, а также JAEA.
В рамках инициативы предлагается софинансирование разработок новых концепций реакторов и сопутствующих технологий, включая топливо. Предлагается доступ к экспериментальным и расчётным возможностям JAEA, поощряется международное сотрудничество и оказывается поддержка отрасли и образовательным учреждениям в сфере человеческих ресурсов.
По быстрым реакторам Япония наладила полезное сотрудничество с Францией. В период 2014-2019 годов японские компании и организации участвовали в проекте ASTRID. После его закрытия JAEA, MHI и MFBR с японской стороны и CEA и Framatome с французской стороны заключили новое соглашение о сотрудничестве в деле разработки...
Франция - планы по быстрым
Принятый во Франции многолетний энергетический план (2019-2028) подтверждает, что страна остаётся приверженной курсу на замыкание ядерного топливного цикла - по крайней мере, до 2040 года.
В качестве промежуточного шага рассматривается переход на многократное рециклирование плутония в легководных реакторах, подготовка к этому ведётся. Конечным этапом всё же видится замыкание топливного цикла с быстрыми реакторами, что позволит лучше использовать ресурсы природного урана.
Среди быстрых реакторов основным направлением выбраны реакторы с натриевым теплоносителем, однако и другие направления также не остаются без внимания.
Докладчик напомнил о сформулированных в октябре 2021 года президентом Эммануэлем Макроном инвестиционных целях в области энергетики, а именно, создании инновационных малых модульных реакторов, выходе на лидирующие позиции в мире...
Алессандро Алемберти - ТЖМТ за рубежом
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
С докладом о текущем состоянии деятельности в рамках форума Generation IV по направлению быстрых реакторов с теплоносителями свинец и свинец-висмут выступил Алессандро Алемберти (Италия). Доклад был подготовлен большой группой авторов из различных стран, включая Россию.
В докладе значительное место было уделено реактору БРЕСТ-300-ОД. В статье, однако, мы затронем только зарубежные проекты, так как БРЕСТу был посвящён отдельный российский доклад, подготовленный в НИКИЭТ, его текст доступен в телеграм-канале RealAtomInfo.
Также мы опускаем часть доклада, посвящённую европейским проектам MYRRHA и ALFRED. По ним на конференции были представлены отдельные доклады.
Китай - текущий статус быстрой программы
В настоящее время основой атомной энергетики Китая выступают легководные реакторы PWR. На следующем этапе развития в стране должны появиться быстрые реакторы, а третьим этапом станет термоядерная энергетика. Параллельно с разработкой реакторных технологий ведётся разработка необходимых топливных циклов.
В задачи быстрых реакторов в Китае входят повышение эффективности использования урановых ресурсов и трансмутация долгоживущих радиоактивных материалов.
В Китае эксплуатируется экспериментальный быстрый натриевый реактор CEFR. Также ведётся строительство двух демонстрационных энергоблоков с быстрыми натриевыми реакторами CFR600 (ввод завершится ориентировочно в 2025 году).
Далее, ориентировочно в период 2030-2035 годов, в стране должен появиться коммерческий быстрый натриевый реактор CFR1000.
FR22 завершила работу
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам завершила в пятницу работу в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене.
На заключительном заседании организаторы подвели качественные и количественные итоги конференции.
В конференции приняли участие 470 делегатов и 210 наблюдателей. Общее число авторов докладов - 365.
Конференция FR22 стала четвёртой по счёту, и в ней приняли участие представители 35 стран, это рекордный показатель за всё время проведения конференций FR, что свидетельствует о растущем интересе в мире к тематике быстрых реакторов и замкнутых ядерных топливных циклов.
На конференции было сделано 200 устных презентаций и 100 постерных. В конкурсе докладов для молодых специалистов было представлено 42 работы (рекордный показатель). Среди молодёжи...
Специалисты ФЭИ приняли участие в работе конференции FR22
Российские специалисты представили доклады на FR22
Ведущие российские учёные-атомщики приняли участие в международной конференции Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) Быстрые реакторы и связанные с ними топливные циклы: устойчивая чистая энергия будущего (FR-22), посвящённой развитию технологии ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
Конференция прошла с 19 по 22 апреля 2022 года в Вене (Австрия) в гибридном формате (онлайн и оффлайн).
Представители организаций Росатома представили свои доклады в онлайн-формате. Основной площадкой для трансляций докладов российских специалистов стал деловой центр АО ОКБМ Африкантов (входит в машиностроительный дивизион Росатома - Атомэнергомаш) в Нижнем Новгороде.
С приветственным словом к участникам конференции обратился руководитель проектного направления Прорыв - специальный представитель...
Конференция FR22 завершит свою работу в пятницу
FR22 - день третий
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам продолжает свою работу в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене.
Третий день конференции стартовал с панельной дискуссии по национальным докладам, представленным ведущими в области быстрых реакторов странами в самом начале мероприятия.
На долю России досталось два вопроса. Планирует ли наша страна разработать малый модульный реактор на основе БРЕСТ? Нет, таких планов в обозримом будущем у нас нет.
Быстрые свинцовые аппараты в России рассматриваются, скорее, как энергетические реакторы большой мощности - например, БР-1200. Быстрый свинцовый малый модульный реактор может, однако, когда-нибудь появиться для решения других задач - например, для трансмутации миноров, если это окажется целесообразным.
Второй вопрос к российскому докладу затронул...
Конференция FR22 продолжает свою работу
FR22 - день второй
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам продолжает свою работу в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене.
Второй день мероприятия будет насыщенным. Так, интересные доклады запланированы в теоретической секции 3.1, посвящённой различным сценариям топливных циклов. Приятно, что многие из докладов в этой секции представлены Россией.
Переходить к двухкомпонентной атомной энергетике, в которой есть и быстрые, и тепловые реакторы, можно по-разному, и от того, какой путь перехода будет выбран, зависит многое, в том числе сроки выхода на равновесное состояние энергетики. Проблемам перехода и их возможным решениям посвящён российский доклад, который представит В.М.Декусар.
Среди других интересных докладов теоретического характера можно отметить работу по анализу...
Конференция FR22 продолжает свою работу
FR22 - день первый
Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам начала свою работу 19 апреля 2022 года.
Ранее конференцию планировалось провести в Пекине в 2021 году. К сожалению, из-за коронавирусных ограничений возможности по организации крупных международных мероприятий в КНР были ограничены, поэтому конференция была перенесена в Вену в штаб-квартиру МАГАТЭ.
В ходе пленарного заседания представитель китайского института атомной энергии Hongiy YANG кратко представил планы Китая по развитию быстрой программы.
Важным достижением для китайских атомщиков станет завершение строительства и пуск двух блоков с быстрыми натриевыми реакторами CFR-600, намеченное на середину десятилетия. Кстати, едва ли не первое однозначное подтверждение того, что в Китае строится не один быстрый натриевый реактор, а сразу два.
Открылась конференция FR22
Конференция FR21 пройдёт в Пекине в апреле 2022 года
Крайний срок подачи тезисов на конференцию FR21 сдвинут на 30 сентября
Владимир Кривенцев: FR21 откроет отличные возможности
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) объединит сообщество специалистов, работающих в области быстрых реакторов и связанных с ними топливных циклов, а также страны и широкую общественность, интересующихся этими технологиями, путём организации Международной конференции по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам Устойчивая чистая энергия для будущего, известной как FR21.
Примет конференцию Китайская Народная Республика в лице Китайского института атомной энергии. Она пройдёт с 10 по 13 мая 2021 года.
МАГАТЭ пригласило экспертов из стран, у которых есть программы по быстрым реакторам, а также из заинтересованных международных организаций присоединиться к Международному консультативному комитету (МАК) конференции FR21.
МАК разработал рекомендации для МАГАТЭ по...
Конференция FR21 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам пройдёт в 2021 году в Пекине
