CNP из Шанхая

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 08.04.2012

Китай ведёт разработки новых проектов водяных реакторов под давлением средней мощности.

Некоторые подробности китайской программы представил на семинаре по АЭС малой и средней мощности (Вена, 5-9 декабря 2011 года) представитель шанхайского института SNERDI Лин Цянь (Lin Qian).

Шанхайский институт

Институт SNERDI

Шанхайский научно-исследовательский институт атомной энергетики (Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute, SNERDI) расположен в городе Шанхай и основан 8 февраля 1970 года. В настоящее время в нём работает свыше 1200 человек, в том числе, более 900 инженеров.

В июне 2007 года институт получил статус дочернего предприятия корпорации SNPTC, созданной в Китае для адаптации и развития технологий AP-1000. В задачи корпорации входит также разработка собственного китайского бренда реакторов III поколения.

Общее количество дочерних предприятий SNPTC - десять. Шанхайский институт в структуре компании отвечает за разработку технологий ядерного острова.

SNERDI принимал участие в проектировании первого китайского атомного энергоблока "Циньшань-1", а также в проектировании блоков №№1-2 АЭС "Чашма" (Пакистан). Институт имеет опыт работ по проектам CANDU-6, CNP-1000, CPR-1000 и AP-1000. В настоящее время шанхайские специалисты заняты также в создании китайских водяных корпусных реакторов большой мощности CAP-1400 и CAP-1700.

CNP-300

Блок "Циньшань-1"

Китайская атомная энергетика начиналась с реакторов средней мощности. Предметом исторической гордости КНР является блок "Циньшань-1" с реактором CNP-300.

Атомщики Поднебесной смогли сделать его собственными силами. Его строили девять лет и сдали в коммерческую эксплуатацию 1 апреля 1994 года. Энергопуск состоялся раньше, 15 декабря 1991 года. С тех пор по конец 2011 года на блоке отработало уже 12 загрузок.

CNP-300 для "Циньшаня-1" представлял собой двухпетлевой реактор мощностью 298 МВт(эл.). Ядерный остров для блока спроектировал SNERDI. Турбинный остров - другой китайский институт ECEPDI.

В Китае проект CNP-300 дальнейшего распространения не получил. Но народная республика нашла ему выгодное применение. В несколько изменённом виде проект был продан Пакистану. Два блока с модернизированным CNP-300 работают на АЭС "Чашма", ещё два строятся на той же площадке.

Топливо в CNP-300 представляет собой квадратные сборки 15×15. Обогащение по урану ниже 5%. Число ТВС в зоне - 121. Длительность кампании - 15 месяцев. Средняя температура теплоносителя - 302°C.

Диаметр корпуса CNP-300 составляет 3,7 метров, высота - 10,7 метров. Парогенераторы выбраны вертикальные, с U-образными трубками, на естественной циркуляции.

При проектировании CNP-300 для "Циньшаня-1" китайцы применяли консервативные подходы, думая в основном о безопасности. Набравшись опыта на первом блоке и получив доступ к современным системам КИПиА, конструктора смогли обратить внимание на экономику.

В пакистанских проектах была немного поднята электрическая мощность - до 300 и 315 МВт(эл.) на первой и второй очередях АЭС "Чашма", соответственно. Проектный срок службы реакторов увеличился с 30 до 40 лет. Серьёзные изменения произошли по топливу, системам СУЗ и в турбинной части.

Эволюция топлива для CNP-300 заслуживает отдельного рассказа.

Первые загрузки "Циньшаня-1" использовали кассеты FA300-1. Их оболочка была выполнена из циркониевого сплава Zr-4. Приблизительный состав добавок в сплаве таков - 1,45% олово, 0,22% железо и 0,11% хром. Выдерживаемая глубина выгорания - 25 ГВт×/т.

С 1996 по 1999 годы на блоке работали кассеты FA300-2. Китайцы пошли по пути усовершенствования материалов оболочки, перейдя на так называемый "оптимизированный" сплав Zr-4. Это и некоторые другие модификации позволили им поднять глубины выгорания до 30 ГВт×/т.

Третья модификация сборок, FA300-3, использовалась с 2000 по 2005 годы. Здесь основное новшество было во введении антидебризного фильтра, помогавшего бороться с повреждениями кассет посторонними предметами. Глубина выгорания осталась прежней.

Сегодня на CNP-300 работают кассеты четвёртого поколения FA300-4. В соответствии с мировыми тенденциями, китайцы увеличили размер зерна в топливной таблетке. Они отказались также от сплава Zr-4 и перешли на сплав циркония и ниобия. Достигаемая глубина выгорания составляет 40 ГВт×/т.

В шанхайском институте определили основные направления, по которым должен развиваться CNP-300. Удерживаясь в нише реакторов средней мощности, потомок CNP-300 может всё-таки довольно далеко отойти от своего родителя.

У перспективного CNP-300 - проекта, официально пока не имеющего названия - электрическая мощность поднимется до 450 МВт(эл.), или в полтора раза. Проектный срок службы вырастет до 50 лет.

Число кассет в активной зоне сохранится неизменным, и зона станет более напряжённой. Линейная мощность вырастет до 170,1 Вт/см против 135,9 Вт/см у циньшанского CNP-300. На пять градусов увеличится подогрев по активной зоне - с 27°C до 32°C. Запас до кризиса теплообмена при кипении (DNBR) упадёт с 1,45 до 1,24.

В шанхайском институте CNP-300 называют проверенной и освоенной технологией и считают, что у неё должна сохраниться определённая доля в атомной энергетике страны - хотя бы в виде перспективного CNP-300.

В качестве обоснования для своего утверждения шанхайцы приводят результаты эксплуатации "Циньшаня-1". У блока неплохие показатели по КИУМ - например, в 2010 году он составил 82%. В период с 2007 по 2009 годы по 8 из 13 индексов ВАО АЭС блок получал оценки выше средних.

Модульный CNP малой мощности

Кроме оптимизированного CNP-300, шанхайцы ведут работы над проектом модульного реактора малой мощности.

Начало работам было положено в конце 2009 года. На первом этапе был сделан обзор имеющихся и проектируемых в мире проектов АСММ. В 2010 году в институте стартовал проект по созданию собственного реактора малой мощности.

Применения для своей АСММ шанхайцы видят достаточно стандартные - работа в региональных сетях, районное отопление, опреснение, промышленное тепло, морские платформы и контейнеровозы.

При разработке шанхайцы исходно ориентировались на международные стандарты EUR и URD. Установка должна получиться многоцелевой, с инженерной гибкостью. В неё должны заложены проверенные технологии, при этом обязателен упор на модульность, защиту в глубину, сочетание активных и пассивных систем безопасности.

В докладе были названы конкретные требования в цифрах, выдвинутые для модульного проекта шанхайцев.

Тепловая мощность нового реактора будет составлять 450 МВт(тепловых). Проектный срок службы должен быть не менее 60 лет. Длина кампании реактора (время между перегрузками) - три года. Значение КИУМ - выше 95%. Период, при котором не требуется вмешательство оператора при аварии - семь суток.

Шанхайцы следуют мировой моде на интегральное расположение оборудования первого контура - парогенератор и другие основные компоненты контура окажутся под корпусом реактора.

В первом контуре не будет трубопроводов большого диаметра, и авария LBLOCA (потеря теплоносителя через большой разрыв) установке не угрожает. Количество входов в первый контур будет минимизировано, чтобы уменьшить вероятность возникновения аварий SBLOCA (потеря через малый разрыв).

В целом, проект всего первого контура будет как можно более упрощён, чтобы поднять роль в охлаждении естественной циркуляции. При этом общая масса теплоносителя в контуре будет большой - реактор будет очень инертным с точки зрения теплофизики/теплогидравлики.

Предварительное решение по топливу также не блещет оригинальностью. Шанхайцы считают, что для их АСММ прекрасно подойдут кассеты реакторов CNP-300, а конкретно, их четвёртое поколение FA300-4. Изменения будут следующие - в активной зоне малого реактора будет 69 сборок, а не 121, длина кампании реактора составит три года, при частичной перегрузке будет извлекаться две трети активной зоны.

Принципиальный момент, на котором настаивают в институте - отказ от регулирования борной кислотой.

По парогенераторам модульного реактора пока известно немного. В докладе отмечается, что их будет восемь штук на одну установку, и они будут расположены по кольцу внутри корпуса реактора. Отказ одного из парогенераторов практически не повлияет на работоспособность блока.

На выходе из парогенераторов будет получаться перегретый пар, что избавляет от необходимости заботиться о сепарации паро-водяной смеси.

Главных циркуляционных (негерметичных!) насосов также предполагается восемь на блок. По ним известно, что их параметры соответствуют выпускаемой заводами номенклатуре. А по приводам СУЗ пока что принято решение использовать привода CNP-300 с незначительной доводкой.

Контейнмент модульного CNP будет двойным - стальной и бетонный. Стальной контейнмент помещён в водный бассейн, вода которого будет выступать в качестве конечного поглотителя. Расположение бассейна выдержки - внутри контейнмента.

В настоящее время институт SNERDI занимается НИОКР в обоснование модульного реактора, а также ведёт проектирование. Стадия концептуального проекта и фундаментальной демонстрации завершится в 2014 году, после чего последуют верификационные испытания отдельных компонентов.

Ключевые слова: Азия, Китай, Малая энергетика

---

Другие новости:

Блоки АЭС "Сан-Онофре" будут простаивать неопределённое время - Яцко

Причины вибрации теплообменных трубок не выявлены.

На "Куданкуламе-1" готовятся к выгрузке имитаторов

Ожидается прибытие хорватской группы.

Известные подробности инцидента 5 апреля на блоке "Панли-2"

Выхода теплоносителя за пределы первого контура не было.

---

---

---

---

Поиск по сайту: