Вадим Беркович: есть идея

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 30.12.2011

С 6 по 8 декабря 2011 года в Москве прошёл третий международный форум поставщиков атомной отрасли "Атомекс-2011". В кулуарах мероприятия на вопросы электронного издания AtomInfo.Ru ответил главный конструктор-начальник отделения реакторных установок ВВЭР ОАО ОКБ "ГИДРОПРЕСС" Вадим БЕРКОВИЧ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Вадим Беркович, фото AtomInfo.Ru

Новый эволюционный

Вадим Яковлевич, на форуме Вы представляли доклад по перспективным проектам ВВЭР, в том числе, ВВЭР-СКД. Расскажите, пожалуйста, в каком состоянии сейчас находятся эти проекты?

Называть их в полной мере проектами я бы не торопился. Существует идея СУПЕР-ВВЭР, которая у нас рассматривается. Её можно поделить на две части. Первая - эволюционная, связанная с модернизацией целевых показателей и конструкции АЭС-2006. Вторая часть - инновационный СУПЕР-ВВЭР - собственно, и есть ВВЭР-СКД - реакторная установка, охлаждаемая водой сверхкритического давления.

Можно уточнить? Мы понимали раньше, что СУПЕР-ВВЭР - это реактор со сверхкритическими параметрами, то есть, СКД.

Не вполне. Мы трактуем СУПЕР-ВВЭР как реактор, который использует технологию ВВЭР, что видно из его названия. Его цели - экономия природного урана и приближение к замкнутому циклу за счет повышения коэффициента воспроизводства (КВ). В пределе - это самообеспечение топливом.

А каким образом? Можно ведь сделать как французы, взять MOX-топливо для ВВЭР, и вот вам, пожалуйста, однократно замкнутый топливный цикл.

Просто так взять MOX-топливо нельзя. Надо подготовить установку к тому, чтобы она смогла на нём работать. Подготовить не только реактор, но и оборудование, которое связано с транспортной технологией.

Это целое дело, потому что MOX-топливо обладает другим изотопным составом, чем урановое топливо, и по-другому воздействует на окружающую обстановку.

Кроме того, мы хотим, чтобы за счёт более жёсткого спектра в новой реакторной установке более эффективно сжигался ²³⁸U.

То есть, в первом направлении СУПЕР-ВВЭР предполагается использование MOX-топлива?

В том числе, да.

А потребители есть на такое производство? Мы задаём вопросы о MOX-топливе представителям различных эксплуатирующих организаций и получаем ответ, что они его не хотят.

Ответ на 80% заключается в вопросе. Если вы спросите эксплуатационника "Хочет ли он переходить на MOX-топливо?", то ответ будет, что не хочет. И мы тоже не горим желанием уходить от привычной технологии.

Но взглянем на проблему шире. Сегодняшний день и ближайшее будущее атомной энергетики связаны с реакторами ВВЭР, то есть, с тем, что мы спроектировали и из-за чего мы востребованы как в России, так и за рубежом.

При этом мы отдаём себе отчёт, что рано или поздно грядёт расширенная экспансия, увеличение доли атомной энергетики. Сделать это прежним экстенсивным путём наращивания единичной мощности и тиражированием принятой технологии невозможно.

Не будем забывать и о нашем долге перед следующим поколением - проблеме радиоактивных отходов. Её надо решать, и хотим мы этого или не хотим, но придётся замыкать топливный цикл и переходить на уран-плутониевое топливо.

Кроме MOX-топлива, чем ещё будут отличаться СУПЕР-ВВЭР? В своё время много говорилось о реакторах тесных решётках, в которых можно повысить КВ.

Мы и сейчас говорим о подобных концепциях. "Гвоздём" первой (эволюционной) части нашей идеи о будущих ВВЭР является повышение КВ за счёт использования отличного от традиционного ВВЭР спектра нейтронов.

Спектр станет более жёстким. Достигаться это будет уплотнением твэлов.

То есть, уран-водное отношение изменится?

Да, за счёт уменьшения шага расстановки твэлов в кассете.

В своё время эту идею зарубили из-за пустотного положительного эффекта реактивности. Сегодня что-то изменилось в этом плане?

Всё развивается, и наука не исключение. Наш научный руководитель НИЦ "Курчатовский институт" провёл предварительные расчёты предлагаемых циклов с СУПЕР-ВВЭР. Он нашёл новые циклы возможными.

Кроме сближения твэлов, предлагается также производить извлечение вытеснителя со временем. То есть, у концепции есть два принципиальных аспекта. Первое - твэлы стоят ближе друг к другу, чем в обычном ВВЭР. Второе - уран-водное отношение в процессе кампании будет меняться за счёт извлечения из зоны вытеснителей.

Ушёл вытеснитель, на его место пришла вода, уран-водное отношение изменилось. В этом суть идеи. Конечно, здесь потребуется много работы. Например, определиться с материалом вытеснителя.

Если не ошибаемся, это называется спектральное регулирование.

Вы не ошибаетесь. Это оно и есть.

Какой коэффициент воспроизводства хотите достигнуть?

Осторожно мы говорим о КВ=0,8. Это неплохо. Это очень неплохо! Практически в два раза больше того, что мы имеем на сегодняшний день. Но в принципе для СУПЕР-ВВЭР поставлена задача добиться КВ > 0,9.

Задача поставлена. Примерно понятно, в какую сторону двигаться. Конечно, не всё так просто. К корпусу реактора больших вопросов нет, его можно взять из АЭС-2006. Но внутрикорпусные устройства, особенно в части, связанной с активной зоной и транспортной технологией, требуют существенных проработок.

Такой вопрос. Коли рассматривается инновационный проект, то не хотите оболочки сменить? Спектр более жёсткий, вместо циркониевых сплавов физика позволяет использовать стали.

Это всё предмет проработки. Но ещё раз хотел бы обратить внимание. В эволюционной части нас привлекает то, что мы используем отработанные технологии и знаем потенциальных поставщиков. Мы называем проект эволюционным, потому что он не требует глубоких НИОКР.

Но если мы собираемся обсуждать новые материалы для активной зоны, которых нет в АЭС-2006, то мы должны понимать - НИОКР потребуются, и их объём будет большим.

ВВЭР-СКД

После вопроса о сталях совершенно естественно перейти к ВВЭР-СКД. Что это за реактор?

Отвечать буду в самых общих словах и кратко. Потому что, это не проект и даже не техническая концепция. На данный момент мы имеем по ВВЭР-СКД то, что раньше назвали бы эскизным проектом. А ещё точнее, это идея, которая нуждается в деньгах.

Воспользовавшись случаем, хотел бы выразить своё отношение к СКД. Считаю, что её надо подхватывать.

Япония и Европа всегда готовы поучаствовать в подобных исследованиях, но вряд ли они будут заниматься ими на данном этапе серьёзно. А вот внимание Китая к проблеме реакторов со сверхкритическими параметрами настораживает.

Я с китайскими коллегами общался неоднократно. Таких, как они, в России принято называть "конкретными людьми". Если они заинтересовались, они сделают всё, чтобы довести проект до конца.

Мы знаем, что у Китая интерес к водо-водяным реакторам со сверхкритическими параметрами имеется. У них принята государственная программа, строятся стенды, ведутся научные и конструкторские работы. Поэтому мы поняли, что надо обращаться к руководству Росатома. Если мы потеряем темп, то отстанем.

Такие реакторы входят в проект "Generation IV".

Да, они включены в список из шести направлений развития реакторов четвёртого поколения.

Так вот, на сегодняшний день у нас есть идея ВВЭР-СКД. Она разделяется научными руководителями, НИЦ "Курчатовский институт" и ГНЦ РФ ФЭИ, но она не облечена в конкретные формы соглашения, формы финансирования. Работать все готовы, желание есть, но нужны организационные решения.

Доклады по направлению ВВЭР-СКД мы часто видим. В том числе, и на конференциях, которые устраивает ОКБ "ГИДРОПРЕСС".

Доклады - это очень хорошо, но нужно организационное начало. Должно быть решение руководства Росатома о порядке работы по этой тематике. Его на сегодняшний день нет. Нужна долгосрочная программа. Мы договорились о том, что совместно с ФЭИ выйдем в Росатом с описанием проблемы и с предложениями.

В госкорпорации есть люди, отвечающие за инновационные направления. Надеюсь, что они примут положительное решение, потому что проблемой заниматься надо. Если мы промедлим ещё года три-четыре, то отстанем от Китая.

Как Вы сегодня представляете - на что может быть похож ВВЭР-СКД?

Ещё раз - пока у нас только концептуальный проект, которые будет меняться и перерисовываться не один раз. Нам очень важно выйти на экспериментальный реактор, где бы мы проработали и материаловедческие вопросы, и теплофизику, и гидродинамику, проверили конструкторские решения. После этого можно будет говорить о демонстрационном реакторе.

И всё-таки, на что он похож? Хотя бы на слайдах?

Шутку знаете? Гидропрессу что ни закажи, он всё равно спроектирует автомат Калашникова, то есть, В-320.

Конечно, поневоле у нас у всех в головах - родной ВВЭР-овский корпус. Поэтому и у ВВЭР-СКД корпус сейчас похож на традиционный корпус четырёхсотки или миллионника.

В нашем концептуальной проекте РУ большой мощности мы остановились пока на трёхпетлевой установке. При к.п.д. 41-43% мыслится, что электрическая мощность энергоблока будет 1700 МВт.

То есть, мы видим продолжение линейки проектируемых у нас мощностей - сначала был полуторамиллионник, теперь 1700 МВт. Хотя добавлю, что по традиционным ВВЭР у нас есть трёхпетлевое предложение на 1800 МВт.

После демонстрации эффективности технологии ВВЭР-СКД мы готовы предложить линейку РУ для энергоблоков электрической мощностью 300 - 600 - 1200 - 1700 МВт.

По машзалу нам мыслится, что стоит использовать оборудование, существующее в тепловой энергетике на СКД. Не надо тратить деньги на разработку нового оборудования машзала. Если оно появится через сколько-то лет - ради Бога, мы его применим.

Где "кипение" будет начинаться? В зоне или за её пределами?

Рассматриваются различные концепции. НИЦ "Курчатовский институт" предлагает концепцию, при которой на вход в реактор будет подаваться вода при температуре около псевдокритической - это уже достаточно разреженная среда. Преимущества этой концепции в высоком коэффициенте воспроизводства, больше единицы, однако есть ряд вопросов, которые требуют дополнительных исследований.

В ГНЦ РФ-ФЭИ рассматривается концепция одноконтурной РУ у которой входная температура 290°С, а выходная 540°С. В этом проекте переход от сверхкритической "жидкости" к сверхкритическому "пару" будет происходить в активной зоне. И обращаю внимание - с точки зрения теплотехники, ВВЭР-СКД станет очень и очень серьёзным проектом.

В традиционной водо-водяной энергетике мы привыкли к тому, что перепад температур на зоне составляет примерно 30°С с небольшим. Известна примерная формула, что 1% мощности эквивалентен 0,3°С.

В ВВЭР-СКД будет перепад 250°С по температуре теплоносителя. Сами чувствуете, какими теплоперепадами и градиентами это обернётся для твэлов и конструкций? Поэтому мы сейчас в первую очередь заняты этим.

Честно говоря, вообще двухфазный теплоноситель в корпусных реакторах для России не слишком принят. Мы, разумеется, знаем о ВК-50, но не маловато ли у нас накоплено опыта?

Напомню. ВВЭР-СКД сегодня не техническое предложение, а идея, которую надо прорабатывать. По предварительным прикидкам у нас получается, что реализовать её можно и смысл в этом есть.

Конструкции предлагаются различные. Первый вариант - вода входит в активную зону, повышает в ней свои параметры и уходит прямо на турбину. У одноконтурной схемы есть известные недостатки - например, активный теплоноситель будет поступать прямо на турбину, что нехорошо.

Поэтому предлагается второй вариант с промежуточным теплообменником. Возможен комбинированный вариант, когда компактные высокооборотистые цилиндры высокого давления, работающие, например, по циклу Брайтона, будут располагаться под защитной оболочкой, остаток тепла передаётся через более компактные теплообменники рабочему телу второго контура. Но это всё пока предмет для дискуссий и дальнейших исследований.

Насколько мы помним, раньше обсуждались двухходовые и трёхходовые схемы для реакторов с водой сверхкритических параметров. С этим есть какая-то ясность?

Суть дискуссии была в следующем. Если реактор работает по однозаходной схеме, то теплоноситель входит в зону, по привычному пути идёт вниз, далее вверх и на выход. Но при этом мы обязаны будем сработать за один проход через активную зону весь температурный перепад, а он, я напомню, в ВВЭР-СКД составит 250°C.

Представляем, какой ужас там будет твориться в аксиальном коэффициенте неравномерности!

Вопросов будет много. Поэтому есть другое предложение. Войдя в реактор, теплоноситель попадает в специально организованную вверху полость. Далее он идёт двумя путями. Один привычный, идёт вниз по периферии между корпусом и ВКУ, охлаждая их. Конечно, путь придётся организовывать конструктивно.

Второй путь - через периферийную часть активной зоны, тоже вниз. Потом оба потока встречаются и идут наверх через центральную часть активной зоны на выход. Это так называемая двухзаходная, или двухходовая схема. Что нам она может дать? На движении вниз мы ожидаем срабатывание примерно 100°C от общего перепада, а на движении вверх - остальных 150°C. То есть, мы улучшим температурные условия в ТВС.

Но вопросов очень много. Например, когда два потока, встретившись внизу, подойдут к выходной камере, их надо сформировать. В ВВЭР-СКД придётся для этого вводить новый элемент конструкции - горячая камера. А через него, как вы понимаете, должны будут проходить привода СУЗ. Поработать над этим элементом придётся долго.

А ещё приводов будет много, потому что проект рассчитан на MOX-топливо. Другой вопрос - манёвренный режим у ВВЭР-СКД предусматривается?

Да, он задаётся сразу, так как наличие манёвренного режима - существенный атрибут реактора четвёртого поколения. Манёвренный режим должен быть в проекте. Это правильно. Это конкурентное преимущество. Конечно, это дополнительные сложности для топлива и оборудования, но это должно быть заложено.

Последний вопрос. Как Вы сами считаете - требуется ли для блока АЭС умение работать в манёвренном режиме?

Приведу вам такую параллель. Сегодня ставят спектакли по классическим произведениям в так называемом современном видении. Допустим, Онегин в джинсах или Ленский в неглиже. Режиссёр объясняет, что "он так видит". Его право, но всё-таки спектакль должен соответствовать антуражу времени своего написания.

Так и с АЭС. Те блоки, которые спроектированы под работу в базовом режиме, должны работать в базовом режиме. Манёвренность - требование сегодняшнего дня. Понятно, что блоки, вводимые сегодня, должны уметь в таком режиме работать.

Для новых блоков манёвренность обязательна. А к переводу в манёвренный режим блоков, уже построенных и эксплуатирующихся, отношусь отрицательно. Это, как говорили ранее, навязывание чуждых нам элементов.

Спасибо, Вадим Яковлевич, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

Ключевые слова: ОКБ Гидропресс, СКД, Интервью, Вадим Беркович

---

Другие новости:

Пожар на АПЛ Екатеринбург полностью потушен

Идёт проливка сгоревших конструкций.

Росатом проверяет данные об участии руководства дочек в деятельности других организаций

Будет проверяться декларация о доходах, а также справка об участии в юридических лицах или о наличии ценных бумаг.

В хранилище ОЯТ в США обнаружена неизвестная субстанция

Биологическое происхождение не исключается.

---

---

---

---

Поиск по сайту: