FBTR - опыт работы

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 03.07.2017

В Екатеринбурге с 26 по 29 июня 2017 года прошла международная конференция FR17, посвящённая тематике быстрых реакторов и связанных с ними топливных циклов.

На заседании секции по пускам и эксплуатационному опыту быстрых реакторов с докладом, посвящённым эксплуатационному опыту быстрого натриевого исследовательского реактора FBTR, выступил индийский специалист К.В.Суреш Кумар.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

К.В.Суреш Кумар, фото AtomInfo.Ru

Стадии пуска

Реактор FBTR был впервые выведен на критику в октябре 1985 года. Это исследовательский реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем.

При разработке реактора за основу был взят проект французского реактора "Rapsodie", однако в него были внесены изменения и дополнения. Среди прочего, были добавлены пароводяной контур и турбогенератор, что превратило реактор в маленькую электростанцию.

Основные параметры FBTR.
Здесь и далее - щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Его проектная мощность составляла 40 МВт(т), или 13,2 МВт(э). Однако в первые годы реактор функционировал на мощности всего лишь 1 МВт(т). После ввода парогенератора и его системы детектирования протечек в декабре 1993 года мощность была поднята до 10,6 МВт(т), а энергопуск состоялся в июле 1997 года.

Первые зоны набирались из кассет "Mark I" с топливом 70%PuC+30%UC. В дальнейшем в активную зону добавлялись кассеты "Mark II" (55%PuC+45%UC), а также MOX-сборки (44%PuO₂+56%UO₂), что позволило поднять мощность до 27,3 МВт(т).

В настоящее время на реакторе проходит 25-ая облучательная кампания.

Картограмма загрузки в 25-ой кампании

Стадии пуска FBTR

Тепловая схема FBTR

Реакторная установка

Основные достижения и эксперименты

Проектные и реально достигнутые параметры реактора FBTR немного отличаются. В первую очередь, это касается тепловой мощности реактора - она была понижена из-за ограничений, наложенных топливом.

Проектные параметры FBTR

Достигнутые параметры FBTR

Подъём температуры натрия

За время эксплуатации в течение 25 облучательных кампаний на реакторе был выполнен значительный объём работ:

      - проведено облучение различных типов топлива;

      - проведено облучение различных конструкционных материалов;

      - поставлены эксперименты по реакторной физике;

      - проведены различные инженерные испытания;

      - получен практический опыт по технологии натриевого теплоносителя;

      - получен практический опыт по обращению с топливом;

      - получен опыт работ по продлению сроков эксплуатации натриевых аппаратов;

      - осуществлялась наработка изотопа ⁸⁹Sr.

Среди физических экспериментов докладчик отметил следующие:

      - измерение температурных коэффициентов реактивности;

      - измерение мощностного коэффициента реактивности;

      - измерение веса стержней СУЗ;

      - эксперименты с детекторами запаздывающих нейтронов;

      - измерение плотности потока нейтронов;

      - измерение пустотного коэффициента реактивности;

      - изучение аномалий в поведении реактивности, и другие эксперименты.

Среди инженерных экспериментов, выполненных на FBTR, докладчик отметил следующие:

      - изучение переходных процессов с отказами ГЦН (pump coast-down);

      - изучение нестабильностей потоков в парогенераторе;

      - изучение возможностей отвода остаточного энерговыделения;

      - изучение процессов естественной циркуляции;

      - изучение изменений температуры бетонных конструкций, и другие.

Результаты некоторых инженерных экспериментов

Трижды на реакторе FBTR происходили инциденты с введением положительной реактивности - в 1994, 1995 и 1999 годах на мощности 8 МВт(т).

Точных причин возникновения инцидентов определить не удалось. Основная рабочая гипотеза - они происходили вследствие деформаций активной зоны, вызванных большими температурными градиентами, присущими малым зонам.

После расширения активной зоны подобных инцидентов более не наблюдалось.

Переходной процесс с вводом положительной реактивности

Парогенератор FBTR

Докладчик привёл также основные данные по парогенератору FBTR и информацию по двум инцидентам с парогенератором.

Парогенератор FBTR

Инцидент 2009 года

Инцидент во время 25-ой облучательной кампании

Испытание топлива в FBTR

За 30 с лишним лет эксплуатации реактора FBTR в нём использовалось топливо различных типов - смешанное карбидное, MOX, металлическое, смешанное металлическое, сферическое (TRISO).

Топливо FBTR

Эксплуатация карбидного топлива в FBTR - это уникальная в своём роде работа, так как она позволила индийским специалистам стать мировыми лидерами по этому направлению.

В виду отсутствия экспериментальных данных, на первых этапах работы со смешанным карбидным топливом линейная мощность была ограничена величиной 250 Вт/см, а глубина выгорания - 25 ГВт×сут/т.

По мере накопления опыта эксплуатации линейная мощность была увеличена до 400 Вт/см, а глубина выгорания - до 155 ГВт×сут/т.

Одна кассета типа "Mark I" (61 твэл, 70%PuC+30%UC) достигла глубины выгорания 165 ГВт×сут/т.

Для карбидного топлива было успешно продемонстрировано замыкание топливного цикла с возвращением материалов в реактор после переработки.

Для будущих быстрых натриевых реакторов в Индии в реакторе FBTR осуществляется программа по испытанию металлического топлива. Первые сборки такого типа были загружены в реактор в ходе 18-ой облучательной кампании.

Смешанное карбидное топливо в FBTR

Металлическое топливо в FBTR

Задачи 26-ой облучательной кампании

На реакторе FBTR готовятся к началу очередной, 26-ой по счёту облучательной кампании. Будут решаться следующие задачи:

      - облучение металлического топлива UZr (обогащение 14,8%, доля циркония 6%);

      - облучение смешанного металлического топлива (19% плутония, природный уран, доля циркония 6%);

      - облучение металлического топлива с натриевым подслоем (природный уран, цирконий);

      - облучение конструкционных материалов D9, SS316LN;

      - облучение до 7 сна материала дистанционирующих решёток SS316LN.

Ключевые слова: Быстрые натриевые реакторы, Исследовательские реакторы, Азия, Индия, Статьи

---

Другие новости:

В мире статус действующего имеют 447 блоков, статус строящегося 60 блоков - PRIS

В этом году пущен один блок, окончательно остановлены два.

Начато строительство второй очереди АЭС "Куданкулам"

Залит первый бетон на третьем блоке.

Регулятор Индии выдал разрешение на начало строительства второй очереди АЭС "Куданкулам"

Решение принято 19 июня.

---

---

---

---

Поиск по сайту: