Георгий Тошинский: новая линия реакторов должна приходить надолго

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 24.12.2014

На вопросы электронного издания AtomInfo.Ru отвечает советник генерального директора ОАО "АКМЭ-инжиниринг" и ГНЦ РФ-ФЭИ, д.т.н., профессор Георгий ТОШИНСКИЙ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Георгий Тошинский, фото Сергей Стожилов

Мировой интерес

Георгий Ильич, как бы Вы охарактеризовали текущее состояние дел в мире с работами по направлению реакторов с тяжёлыми жидкометаллическими теплоносителями (ТЖМТ)?

Вначале я хотел бы пояснить, почему к ТЖМТ-реакторам привлекается всё больше и больше внимания в разных странах и разных организациях.

Дело в том, что в ТЖМТ-реакторах детерминистически исключены тяжёлые аварии с выбросом радиоактивности в окружающую среду, требующие эвакуации населения.

Почему так? Потому что в тяжёлых теплоносителях отсутствует потенциальная энергия, которая при каком-то маловероятном, но возможном сочетании исходных событий может высвободиться и разрушить барьеры безопасности.

Нет давления, нет потенциальной энергии сжатия, нет химической энергии, при определённой конструкции реактора невозможна потеря теплоносителя - иными словами, нет факторов, приводящих к тяжёлым радиационным последствиям. Хотя накопленный радиационный потенциал, определяемый массой продуктов деления, в реакторах любых типов одинаков.

Поэтому, когда в 1998 году нам разрешили открыть часть работ по лодочным установкам с ТЖМТ-реакторами (первая конференция ТЖМТ-98), наши коллеги за рубежом поняли - эта технология была освоена, пусть и для других целей, следовательно, её можно и нужно развивать.

Наглядный пример, показывающий степень реальной заинтересованности в мире в реакторах с ТЖМТ - прошедшая в 2013 году в ФЭИ конференция ТЖМТ-2013. На ней присутствовало 47 зарубежных специалистов из 11 стран. Были очень интересные и практически важные доклады - по коррозии, по технологии теплоносителя, по другим связанным вопросам.

На конференции был... не могу подобрать другого слова, китайский десант. Из Китая на неё прибыло 10 человек!

Конференция ТЖМТ-2013 прошла в сентябре 2013 года на базе ГНЦ РФ - ФЭИ. Она была посвящена 110-летию со дня рождения Александра Ильича Лейпунского - основоположника развития в нашей стране быстрых реакторов АПЛ с теплоносителем свинец-висмут, и 50-летию ввода в эксплуатацию первой АПЛ с жидкометаллическим теплоносителем свинец-висмут.

ТЖМТ-2013 - не единственный успешный пример проведения в ГНЦ РФ - ФЭИ масштабного международного мероприятия. Богатая история, удобное местоположение и мощный научный коллектив - вот факторы, способные обеспечить создание на базе ФЭИ неформальной (а со временем, может быть, и формальной) площадки для общения специалистов атомной отрасли России. - Прим. AtomInfo.Ru.

Ещё один пример интереса к этой технологии. Страны, входящие в ОЭСР, в 2008 году выпустили 700-страничный справочник по тяжёлым жидким металлам, сделанный только на основе работ, выполненных на Западе. Его можно найти в Интернете. Зарубежные специалисты прекрасно понимают сегодня все проблемы, стоящие перед ТЖМТ-направлением, имеют необходимые технические средства и могут достигать конкретных результатов.

Но при этом на Западе не планируют быстрого сооружения ТЖМТ-реакторов. Они идут последовательно, шаг за шагом - маленький реактор, средний прототип и только потом большой коммерческий аппарат.

На высоком уровне у них координация работ между государствами. Упомяну проект по реактору ALFRED. Его разрабатывает итальянская компания "Ansaldo Nucleare". Финансируют проект, - страны Евросоюза. В Италии строить АЭС запрещено, поэтому строить ALFRED собираются в Румынии.

Проект ALFRED докладывался и у нас на ТЖМТ-2013, и на конференции МНТК-2014 в НИКИЭТ в этом году. Не так давно я был приглашён в качестве эксперта в международную группу по европейскому проекту ARCADIA, посвящённому различным этапам создания ТЖМТ-реакторов, и там итальянские коллеги также выступали с докладом по реактору ALFRED.

Прагматичный ALFRED

Что я могу сказать об итальянском проекте? Они прагматики, они не ставят целью реализовать сразу все возможные улучшения по безопасности и экономике.

По теплоносителю (свинец) в ALFRED приняты умеренные параметры, так как свинцовый теплоноситель на практике ещё пока не освоен. Температура на выходе - 480°C. Это ниже, чем в СВБР, и существенно ниже, чем в БРЕСТе. Тем самым, итальянцы подложили соломку под коррозионные проблемы.

У реактора ALFRED предельно простой контур циркуляции. Горячий теплоноситель отсасывается насосом из активной зоны наверх, после чего за счёт разности уровней проходит через парогенератор опускным потоком и попадает снова в активную зону. Это контур принудительной циркуляции, но при остановке насосов он превращается в контур естественной циркуляции.

У них в проекте восемь ГЦН?

Восемь, но это не просто ГЦНы. Это насосы, интегрированные в единый блок с парогенераторами. На первый взгляд, конструкция интересная. Но есть и моменты, подлежащие обсуждению.

Когда после парогенератора (ПГ) теплоноситель попадает сразу в активную зону, возникает вопрос - что будет, если лопнет трубка парогенератора?

В СВБР и БРЕСТе для этого принята следующая схема циркуляции. После парогенератора теплоноситель идёт наверх. Если в него в парогенераторе попадает вода (пар), то пар сепарируется на свободном уровне ТЖМТ (отношение плотностей ТЖМТ и пара составляет четыре порядка), и в зону теплоноситель поступает, практически, без пара.

Итальянцы пошли другим путём. Они используют ПГ в виде труб Фильда, которые вставлены в ещё одну трубу, омываемую снаружи греющим свинцом. Таким образом, при течи в пароводяной трубке пар не попадает в свинец.

Между трубами есть зазор, есть контрольная полость, дающая сигнал о течи, есть засыпка неким запатентованным теплопроводным порошком, есть гелий. Они сразу получают сигнал о появлении негерметичности, после чего останавливают реактор и приступают к поиску и ремонту. В плане безопасности всё нормально.

Но при этом они существенно теряют в эффективности.

Конечно! К сожалению, в технике всё взаимосвязано. Если ты улучшаешь что-то одно, то, как правило, что-то другое ухудшится, чем-то придётся пожертвовать.

Экспериментально итальянцы проверяли свои парогенераторы с двойными трубами?

У них всё пока на стадии предварительного проекта. Но сомнений в том, что ПГ будет работать быть не должно. У них используются трубы Фильда - как, кстати, и у нас в СВБР. Однако есть и существенное различие. В СВБР, ПГ вырабатывает пароводяную смесь (аналогично испарителям ПГ реактора БН-350), а в реакторе ALFRED - перегретый пар. Для обоснования работоспособности ПГ в таком режиме эксплуатации нужны длительные ресурсные испытания.

Достоинство труб Фильда заключается в том, что опускная труба представляет собой рекуперативный теплообменник. Если в трубу попадает вода с температурой ниже точки плавления свинца, то за время её прохождения сверху вниз она будет нагрета, что уменьшает вероятность замерзания парогенератора со стороны тяжёлого металла.

Это особенно важно в режиме аварийного расхолаживания, когда в ПГ будет поступать холодная вода из конденсатора аварийного расхолаживания. Необходимо будет обосновать, что свинец в ПГ в этом режиме не замерзнёт.

Это отдельная интересная тема для обсуждения. Были случаи... У нас на лодке был случай, как всегда неожиданный. Так произошло, что аварийно в ПГ поступила холодная вода, и парогенератор замёрз. Все волновались: "Что произойдёт после того, как его попробуют вновь нагреть?". Причина для волнения лежит на поверхности, у всех в голове примеры с разрывами батарей отопления при превращении воды в лёд.

На самом деле, на свинце-висмуте изменение объёма при плавлении составляет всего 1,5%, на свинце - 3,5%, причём это усадка, в то время как у воды - около 10%. Поэтому такие вещи надо отрабатывать, особенно для реакторов со свинцовым теплоносителем.

Я не утверждаю, что свинцовый ПГ будет невозможно безопасно разогреть после замерзания свинца. Но эту тему надо обязательно исследовать, потому что инцидент с замерзанием может произойти на практике, и к нему надо быть готовым.

Европейское наследие

Георгий Ильич, итальянцы говорят, что их проект делается на основе общеевропейского проекта ELSY, и многие технические решения они взяли из него.

Совершенно верно, есть такой проект реактора достаточно большой мощности, на 600 МВт(эл.). Проект ALFRED по сравнению с ним мал - всего 125 МВт(эл.). По мощности он близок к СВБР. И действительно, вы правы - многие технические решения итальянцы заимствовали у ELSY (сейчас, это проект ELFR).

Некоторые из подобных решений спорные. Насос у них стоит на горячей стороне. Мы же, напротив, всегда избегали такой компоновки - чем выше температура, тем труднее обеспечить коррозионно-эрозионную стойкость в течение длительного времени.

С другой стороны, очевидно, что ставить насос на горячей стороне выгодно. Мы рассматривали этот вопрос, ставили эксперименты, но пока что отложили до будущих времён. Есть сплавы, способные позволить такое размещение, но их применение потребует большого объёма исследований.

Горячая нитка у итальянцев не столь горяча, как в российских ТЖМТ-проектах.

И это тоже сказывается. Тем не менее, температура 480°C - это немало.

Следующий вопрос по парогенераторам ALFRED. Как их ремонтировать? Я задавал этот вопрос Алессандро Алемберти.

Смотрите, что получается. Приходит сигнал о течи в парогенераторе, но он же идёт не от каждой трубы. Нужно уметь определять место течи. Далее, парогенераторы погружены в бак, заполненный свинцовым теплоносителем с температурой 400°C (температура входа в активную зону).

У нас на лодках ремонт парогенератора делался в короткие сроки - буквально за пару дней, причём делался руками. Но так у нас и температура была 160°C, а не 400°C. В этом преимущество свинца-висмута перед свинцом. Под ноги сварщику кладут асбестовый коврик, надеваются рукавицы, снимается крышка, ищется негерметичная трубка и заваривается. Это можно было делать даже в походных условиях, и на первой лодке в море с собой брали сварщика с завода.

Но на свинцовом ALFRED так не получится, не те температуры. Алемберти мне ответил так: "Мы демонтируем парогенератор, перенесём его в другое помещение, дождёмся, пока он остынет, после чего приступим к ремонту". Вы представляете, что это будет за работа?

Конечно, можно подойти к проблеме по-другому. Можно продекларировать: "Мы сделаем настолько надёжный парогенератор, что в нём за 50 лет ни одна трубка не потечёт".

Позвольте не поверить.

Но даже если так, рассчитывать конструктор всегда должен на то, что она может протечь. Предлагаемое на такой случай решение в ALFRED негативно скажется на КИУМ и повлечёт за собой ещё целый ряд трудностей и неудобств при эксплуатации.

Чтобы не слишком сильно проигрывать в КИУМ, не придётся ли иметь запасные парогенераторы? Ставить вместо дефектного новый ПГ, не дожидаясь, пока тот охладится и будет отремонтирован.

Не исключаю, что так и поступят. Но даже в этом случае сама процедура демонтажа горячего дефектного парогенератора и монтажа ПГ замены будет отнимать много сил и времени. Фактически, это капитальный ремонт.

Самая главная ошибка итальянцев - и я считаю, что это именно ошибка! - состоит в другом. Когда они рисуют линию референтности, то предшественником своего проекта они называют MYRRHA, электроядерную установку с ускорителем.

Я им сказал: "Включать MYRRHA неправильно, потому что она будет работать на свинце-висмуте". Эксплуатационный опыт, который наберут на MYRRHA (ремонт, обслуживание, выгрузки и т.п.), для проекта ALFRED не будет представителен.

Как Вы думаете, возможно ли сотрудничество между итальянскими и российскими предприятиями по ТЖМТ-тематике?

Конечно, возможно. Но нужно, чтобы был взаимный интерес. Российские проекты реакторов с ТЖМТ продвинуты гораздо дальше, идёт разработка технических проектов. Поэтому итальянцам наши результаты интересны в гораздо большей степени, чем их результаты нам. По моему мнению, такое сотрудничество правильно строить на коммерческой основе. В наши НИОКР вложено гораздо больше средств, чем в их работы.

Вместе с тем, у Европы есть свои особенности. Там охотно выделяют деньги на НИР, не связанные с проектированием конкретного тяжёлометаллического реактора. Поэтому по каким-то научным направлениям они могли продвинуться дальше, чем мы. В России финансирование более узкое, нацеленное на конкретный результат, - строительство и пуск реактора в сравнительно сжатые сроки.

У итальянцев есть работы по материалам оболочек твэлов ТЖМТ-реакторов.

Есть, они продвигаются в этом направлении. В России есть очень хорошая сталь, которая подходит для наших задач, но они хотят иметь свои материалы. Упор они делают на стали и сплавы с алюминием.

Легируют стали алюминием, поверхностно имплантируют его, рассматривают разные конкретные технологии и получают результаты. Неплохие результаты, я бы сказал. Но испытаний на длительной ресурсной базе у них нет.

Для сравнения, в ФЭИ по свинцу-висмуту мы располагаем опытом 50 тысяч часов для 600°C без следов коррозии - естественно, при поддержании кислородного потенциала.

Такого у итальянцев пока нет. Но я не исключаю, что они смогут со временем приблизиться к нашим показателям и, может быть, и превзойти их.

Заметен ли прогресс у итальянских исследователей по материалам за период времени от конференции ТЖМТ-2013 до сегодняшнего дня?

Подобные исследования инерционны, год с небольшим для них - не время. Каких-либо новых публикаций с тех пор я не видел.

ТЖМТ-проекты в мире

Георгий Ильич, кроме итальянского проекта, можете Вы отметить ещё какие-либо зарубежные проекты ТЖМТ-проектов?

Шведы ведут определённые работы. У китайцев есть трёхэтапный проект CLEAR на свинце-висмуте - маленький реактор, средний и большой. Проекты есть. Но я бы сказал, что пока, это не более чем стартапы.

Можно взяться сразу за создание большого ТЖМТ-реактора, не имея никакого собственного опыта. Однако здравый смысл подсказывает - лучше кооперироваться с Россией, с российскими предприятиями, которые имеют такой опыт. Разумеется, за кооперацию придётся заплатить.

Китайский проект CLEAR стал известен относительно недавно, и до сих пор о нём мало информации по сравнению с тем же ALFRED.

Китайцы длительное время не обращали на ТЖМТ-направление никакого внимания. Их выбором был натрий. Причины понятны - натрий в быстром реакторе позволяет получить короткое время удвоения плутония.

У Китая агрессивная программа развития атомной энергетики, опираться исключительно на тепловые реакторы она не сможет, так как потребуется слишком много природного урана, и для Китая логично внедрять большой сектор быстрых реакторов с натрием, способных интенсивно нарабатывать избыточный плутоний и снабжать топливом тепловые реакторы типа PWR. Думаю, что эту линию они и будут продолжать.

Но это всё базовая электрическая нагрузка. В Китае огромная численность населения, много средних и малых городов, отапливаемых угольными станциями, которые выбрасывают в атмосферу разнообразные вредные вещества.

При этом китайцы участвуют в киотском протоколе. Недавно КНР и США подписали соглашение о сокращении выбросов парниковых газов. А как можно сократить выбросы, если не внедрять региональные атомные станции малой и средней мощности, типа нашего СВБР?

Я думаю, что китайцы будут запускать другую, параллельную линию атомной энергетики. Наряду с линией больших энергоблоков у них будет существовать линия локальных станций, которые постепенно будут замещать угольные ТЭЦ/ТЭС.

Отсюда вытекает внезапно проявившийся у КНР в последние годы интерес к ТЖМТ-реакторам малой и средней мощности.

По моему мнению, одной из причин этого интереса, кроме более простых путей обеспечения безопасности, связанных с низким давлением в корпусе реактора, является отсутствие необходимости привлечения ограниченного количества машиностроительных заводов, занятых производством корпусов высокого давления реакторов типа PWR, для изготовления корпусов ТЖМТ-реакторов низкого давления.

Китайские работы по ТЖМТ-направлению всё ещё на стадии НИР?

Да. О проекте CLEAR я услышал только в 2013 году на нашей конференции. Хотелось бы отметить, что взялись китайцы за дело интенсивно.

Георгий Ильич, пару слов ещё о двух азиатских атомных ветеранах - Индии и Южной Корее. Наблюдается ли там интерес к тяжелометаллическому направлению?

В Индии интерес платонического характера. Это научный интерес, а не практический. Они приезжают к нам, общаются и смотрят, как у нас обстоят дела. Собственных индийских проектных разработок, вышедших за стадии первого обсуждения, я не видел.

В Южной Корее работы есть. ТЖМТ-направлением там занимается Сеульский национальный университет, создана лаборатория NuTrECK по вопросам трансмутации. Руководит ей профессор Ил Сун Хванг, он часто бывал у нас в Обнинске.

Корейцы рассматривают реакторы с ТЖМТ, прежде всего, для целей трансмутации долгоживущих актинидов на тот случай, когда и если в их стране начнётся в промышленных масштабах переработка ОЯТ тепловых реакторов.

Для чего нужна трансмутация? На сегодняшний день, доминирующая идея - топливо делать чистым. Миноры при переработке должны выделяться. Далее мы получаем развилку - то ли хранить их, то ли трансмутировать в ускорительно-управляемых системах с подкритическим бланкетом, то ли выжигать в быстрых критических реакторах.

В Южной Корее для задачи трансмутации рассматривается проект реактора на быстрых нейтронах PEACER с теплоносителем свинец-висмут.

Я спрашивал у них, почему именно ТЖМТ-реактор для трансмутации? Ответ такой. Топливо с добавками младших актинидов гораздо более радиотоксично, чем топливо обычных реакторов. Последствия тяжёлых аварий будут серьёзнее, и поэтому для трансмутации нужно выбирать теплоноситель, не способствующий выбросам.

Кроме того, в быстрых реакторах с ТЖМТ реализуется более жесткий нейтронный спектр, улучшающий характеристики трансмутации. Ведь все минорные актиниды делятся только быстрыми нейтронами.

Они хотят трансмутировать весь набор младших актинидов, включая кюрии?

Думаю, что кюрий трогать не станут. Нецелесообразно, получается очень горячее топливо из-за тепловыделения при альфа-распаде его изотопов. Проще выдержать его определённый срок в репозитариях и дождаться, пока он сам распадётся в плутоний, а потом вовлечь его в топливный цикл. На мой взгляд, это правильная линия.

А вот америций и нептуний можно зациклить - естественно, решив все технические проблемы, которые будут возникать.

То есть, у корейцев тоже всего лишь первые этапы развития ТЖМТ-направления. Следовательно, пока что строить будем только мы?

Да, пока получается так. Как все первопроходцы, мы столкнёмся с рисками. Конечно, мы обладаем лодочным опытом, но специфика эксплуатации реакторов на лодках отличается от специфики энергетических реакторов.

На лодках низкие уровни мощности. К тем давним лодочным реакторам были другие требования по безопасности, у них не было многих систем, обязательных для сегодняшних энергетических аппаратов. Короче говоря, ресурс нам нужно сейчас доказывать - на стендах и на опытно-промышленном блоке.

Реклама и действительность

Георгий Ильич, во второй части интервью хотелось бы поговорить о другом направлении. Давно ничего не слышно о таких американских проектах, как "Hyperion" или реактор от "Terra Power". Рекламу им делали шумную...

Вы картинку помните в Интернете - громадная очередь к прилавку с "Гиперионами" и подпись "Занимай, а то опоздаешь!"? Но всё это постепенно сдулось.

"Hyperion" начинался с экзотики, последняя его версия была более практичной - маленький реактор на 25 МВт(эл.) с теплоносителем свинец-висмут и нитридным топливом.

В последнем варианте построить "Hyperion" было бы возможно. Но разработчики его были из Лос-Аламоса. Прямо скажем, что у них не было опыта, как создавать современные реакторы для широкого применения. Думаю, что как только они исчерпали соответствующие гранты от DoE, так всё и закончилось. Реальный инвестор не нашёлся.

Есть объективная закономерность - чем ниже мощность установки, тем больше удельные капзатраты. Выбираете для своего проекта мощность поменьше - тем самым, сокращаете его рыночную нишу, проект становится невыгодным для потребителей.

Коммерческое применение малые реакторы могут найти только в регионах с высокой стоимостью органического топлива.

Вспомните историю о том, как "Toshiba" предлагала построить натриевый быстрый реактор малой мощности 4S с кампанией 30 лет на Аляске. Расчёт у них был на то, что на Аляске используется очень дорогое привозное органическое топливо, при котором цена за киловатт-час в разы превышала аналогичные показатели для остальной территории Штатов.

Вариант с 4S не прошёл, NRC не дала добро на его строительство. Потому что это совсем новый проект, и американцы не захотели у себя дома переживать все те трудности, которые выпадают для любого нового проекта.

Возвращаясь к "Hyperion". Думаю, что в итоге против него сработала совокупность причин. У американцев не было опыта работы с такими реакторами, и проекту угрожали большие чисто технические риски. С коммерческой точки зрения, ошибкой стал выбор слишком малой мощности 25 МВт(эл.), на которую оказалось трудно подыскать потребителя.

Не могут ли появиться военные пользователи у таких реакторов, как "Hyperion"? Скажем, для снабжения гарнизонов.

Думаю, что 25 МВт(эл.) для гарнизона - это слишком много. То есть, для коммерческих потребителей это мало, а для военных много.

Потребности в электроэнергии можно грубо определить по известной формуле "1 человек равен 1 киловатту". Следовательно, если у вас численность гарнизона составляет 1000 человек, то ему нужен реактор мощностью 1 МВт(эл.). Естественно, следует приплюсовать потребление на военной технике и оборудовании, но масштаб потребностей можно оценить.

Кстати, в нашей стране были проекты реакторов для снабжения военных. Был проект "Памир-630Д" по заказу Минобороны СССР, его разрабатывали в Белоруссии. Передвижная АЭС на БелАЗовских тягачах.

Я не исключаю, что со временем возникнет потребность создать нечто подобное на свинце-висмуте. Необязательно даже для военных, могут быть и гражданские применения. Но стоимость, конечно... Цена такого комплекса может быть не слишком выгодной, надо всё внимательно смотреть.

Таким образом, если "Hyperion" переделают на сверхмалые мощности, то на него могут появиться в США военные заказчики?

Могут.

Реакторы от "Terra Power"

Георгий Ильич, теперь о другом проекте, не менее, если не более нашумевшем, чем "Hyperion" - о проекте реактора от компании "Terra Power". Компания работает, заказывает эксперименты по облучению...

Как вы помните, от своего исходного посыла "реактор на бегущей волне (TWR)" они отказались. Волна прибежала, и теперь это реактор на стоячей волне.

Основная концептуальная трудность этого проекта в том, что этот реактор планируется эксплуатировать в открытом топливном цикле. В нём достигается высокая эффективность использования энергетического потенциала природного урана за счёт сверхглубокого выгорания топлива. Сейчас они говорят об эффективности 20%. В тепловых реакторах без переработки ОЯТ речь идёт примерно о проценте.

Таким образом, декларируется, что реакторы от "Terra Power" смогут растянуть использование имеющихся ресурсов природного урана примерно на 1000 лет без замыкания цикла.

Но сразу встаёт вопрос - что делать с облучённым топливом? Проблема back-end, "хвоста" топливного цикла только обострится. Например, с точки зрения нераспространения, потому что в ОЯТ реактора от "Terra Power" будет около 10% плутония. С точки зрения тепловыделения в ОЯТ, его радиотоксичности. Все эти проблемы потянут за собой и деньги. Ведь даже для длительного хранения ОЯТ PWR, где всего 1% плутония, эта проблема не решена (проект "Юкка Маунтин").

Каков текущий статус проекта?

Вы знаете, информации о нём сейчас не так много. Был информационный бум в своё время, когда подключался Билл Гейтс. Я был тогда на конференции в Японии, помню, он в какой-то из дней специально приезжал для выступления, чем вызвал настоящий ажиотаж. Все другие залы заседаний были пустыми.

Постепенно пришло осознание стоящих трудностей, поняли, что большого скачка ожидать не следует, нужно проводить серьёзный объём НИОКР - и информационная шумиха стала сходить на нет.

Деньги им платить продолжают, эксперименты с облучением они продолжают заказывать. Это полезно, причём для разных реакторов. Дело в том, что изучают они поведение материалов при сверхглубоких выгораниях и больших повреждающих дозах. Возможно, что полученные данные пригодятся и для других проектов.

Мы помним, что было у "Terra Power" предложение о замене оболочек твэлов по ходу кампании топлива.

Я тоже помню, но, на мой взгляд, это несерьёзно. Работа будет связана с большими техническими трудностями и радиационными последствиями. Переупаковку твэлов они предлагали, скорее, для исходного своего проекта с бегущей волной. Сейчас у них всё более традиционно.

Российский СВБР

Теперь предлагаем поговорить о России, о проекте СВБР.

Ситуация с проектом СВБР на сегодняшний день неопределённая. Его стоимость выросла в два с лишним раза по сравнению с первоначальной оценкой. Финансирование приостановлено.

Сейчас ведутся работы по сокращению стоимости, но всё равно он окажется дороже, чем думали на первых этапах. В конце концов, это пилотный блок, он не может быть дешёвым и конкурентоспособным. Вместе с тем, нужно иметь в виду, что поскольку это полномасштабный прототип, то затраты являются одноразовыми.

Начинать любую линию реакторов имеет смысл только в том случае, если она приходит надолго, и реакторы станут серийными. Просто построить, чтобы посмотреть, что из этого получится - неинтересно.

Но в Советском Союзе так и поступали. В том же Димитровграде настоящий "зоопарк" из разных реакторов.

Это верно. Но Россия - не Советский Союз.

Возвращаясь к теме про СВБР, хочу сказать следующее. Чтобы определить рыночную перспективу нужно сделать концептуальный проект коммерческого энергоблока - не с одним модулем, а, например, с четырьмя. Только одно это значительно улучшит экономические показатели. Такая работа ОАО "АКМЭ-инжиниринг" запланирована.

Когда делался СВБР-100, все участвовавшие в разработке совместно приняли решение - проект должен быть максимально консервативным, чтобы минимизировать технические риски. На практике это означало, что все новые прогрессивные решения не принимались, откладывались до появления коммерческого блока.

Конкретный пример. СВБР вырабатывает насыщенный пар. Когда НТС "Росатома" в 2006 году давал добро на опытно-промышленный блок, то в своём решении он записал - температурный потенциал жидкого металла недоиспользован.

И это было правильное замечание. БНы на перегретом паре, БРЕСТ на перегретом паре, даже легководные реакторы начинают переходить на слабоперегретый пар, как это сделано на плавучей АЭС с реактором КЛТ-40С и в ВБЭР-600. А наш СВБР-100 всё ещё на насыщенном паре.

Если мы перейдём в коммерческом проекте СВБР на перегретый пар, то сразу выиграем в КПД цикла и экономике. Но для этого сначала нужно вложить определённые средства в отработку парогенератора, и так далее.

Другой пример консерватизма в СВБР-100. У нас максимальная температура оболочек твэлов ниже 600°C - примерно порядка 580°C. То есть, в проект реакторной установки заложен большой запас. Таким образом, подняв температуру оболочек твэлов и среднюю температуру теплоносителя на выходе из активной зоны, и более ничего не меняя, мы можем превратить СВБР-100 в СВБР-120.

А почему сейчас температура выбрана столь низкой?

Мы хотели быть полностью уверены в том, что СВБР-100 будет избавлен от коррозионных проблем. Для сравнения, БРЕСТ идёт на температуру оболочек 650°C, и возможность этого подтверждают коррозионисты. Эксперименты показывают, что это реально. А мы в СВБР-100 оставили такую температуру на будущее.

Естественно, нельзя забывать и выгоду от конвейерного производства. Знаете, где в нашей отрасли был реально реализован конвейерный метод? При производстве лодочных реакторов. Там большая статистика, и она показывает, что переход от первой установки к пятой снижает стоимость процентов на 30.

В стоимости энергоблока стоимость реакторной установки не определяющая. При серийном строительстве мы получим выигрыш за счёт общего для нескольких модулей оборудования.

Например, у нас есть оборудование, используемое на модуле раз в несколько лет - комплекс перегрузочного оборудования. Он дорогостоящий. Сегодня вся его стоимость приходится на один реактор. А если таких реакторов будет пять, то она и разложится на пять реакторов.

Пять модулей СВБР-100 или, тем более, СВБР-120 - это уже не малая энергетика, это верхняя граница средней энергетики.

Почему вы решили, что все пять модулей будут установлены на одной площадке?

Давайте изменять парадигму. Переходя на модульный принцип строительства реакторов, мы должны перейти и к другому принципу их обслуживания. Должна быть центральная база, в которой сконцентрируются все соответствующие службы с необходимым оборудованием.

Кампания у СВБР-100 предполагается большая. Восемь лет сейчас принято, будет больше. Когда кампания будет подходить к концу, на площадку с центральной базы приедет сервисная команда с комплексом перегрузочного оборудования, выполнит свою работу и уедет обратно или перейдёт на следующий модуль данного энергоблока.

То есть, перегрузмашина так и будет кататься по стране?!

А почему бы и нет? Необычно? Да, сегодня это кажется необычным. Но с другой стороны, перегрузмашина - это всего лишь железо. Что мешает перевозить её с модуля на модуль? Конечно, она должна быть чистой, провёл перегрузку, дезактивировал её, ставь на железную дорогу и вперёд!

Разумеется, все эти соображения пока только в головах. Они не положены на бумагу, не осмечены. Пока они на уровне пожеланий. Но за подготовку к их внедрению пора браться.

Заключительный вопрос. Мы слышали, что вы написали книгу, не могли бы кратко рассказать о ней?

Действительно, я закончил рукопись книги, которая называется "Беседы о ядерной энергетике, физике реакторов и технологии модульных быстрых реакторов с теплоносителем свинец-висмут (для начинающих, и не только)".

В основу книги положен расширенный курс лекций "Физика и динамика ядерных реакторов", который я в течение многих лет читал инженерам российских АЭС на факультете повышения квалификации в Обнинском ИАТЭ (сейчас филиал НИЯУ МИФИ).

Трудность заключалась в том, что слушатели (в основном, это механики, электрики, турбинисты и т.п.) не имели профильного базового образования и достаточно давно закончили технические вузы. Поэтому изложение материала нужно было вести максимально простым, понятным для слушателей, языком с минимальным использованием математики.

Судя по отзывам слушателей, эта цель была достигнута. Надеюсь, что книга выйдет из печати летом будущего года.

Учитывая, что такая книга будет способствовать сохранению ядерных знаний, мы готовы опубликовать на сайте AtomInfo.Ru предисловие к книге.

Большое спасибо, я воспользуюсь этой возможностью.

И Вам спасибо, Георгий Ильич, за интересное интервью для нашего издания.

Ключевые слова: ФЭИ, Свинец, Свинец-висмут, Интервью, Георгий Тошинский

---

Другие новости:

"Куданкулам-1" будет сдан в эксплуатацию вовремя

Работа идёт по расписанию.

Баки из Ханфорда

Американское наследие времён холодной войны.

Строительство блоков №№3/4 АЭС "Куданкулам" должно начаться в 2015-2016 годах

Об этом говорится в официальном сообщении департамента по атомной энергии правительства Индии.

---

---

---

---

Поиск по сайту: