ТВЭЛ провёл конференцию по новому топливу

ТВЭЛ, ОПУБЛИКОВАНО 06.12.2022

В Сочи состоялась традиционная научно-техническая конференция Топливной компании ТВЭЛ "Ядерное топливо нового поколения для АЭС. Результаты разработки, опыт эксплуатации и направления развития".

В мероприятии приняли участие представители госкорпорации "Росатом", АО "ТВЭЛ" и предприятий топливного дивизиона, АО "Концерн Росэнергоатом", АО "Техснабэкспорт", а также специалисты и руководители ведущих научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро, участвующих в создании новых видов, конструкций и модификаций ядерного топлива.

Участники обсудили развитие технологий ядерного топливного цикла в контексте решения стратегических задач атомной энергетики.

Внедрение новых видов ядерного топлива имеет ключевое значение для повышения эффективности атомной генерации, создания двухкомпонентной ядерной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом, для решения вопросов обращения с отработавшим топливом и ядерными отходами, а также для дальнейшего развития атомных станций малой мощности и плавучих энергоблоков.

Всего было представлено 45 докладов, в том числе 12 - по линии ВНИИНМ им. А.А.Бочвара, ведущего материаловедческого института атомной отрасли (АО "ВНИИНМ", входит в топливный дивизион).

"Топливная компания ТВЭЛ должна быть драйвером технологического развития для всей атомной отрасли и выступать с опережающими инициативами в интересах всего Росатома", - подчеркнул в своём приветственном слове директор направления научно-технических исследований и разработок госкорпорации "Росатом" Виктор Ильгисонис.

Топливные циклы российских АЭС

Главный технолог АО "Концерн Росэнергоатом" Дмитрий Ануфриев рассказал о том, как российские атомщики повышают эффективность АЭС с реакторами ВВЭР за счёт решений по ядерному топливу и топливному циклу.

Он отметил, что в России реализована программа повышения мощности на действующих АЭС.

Благодаря внедрению современного топлива с увеличенной ураноёмкостью все ректоры ВВЭР-1000 работают на мощности 104% от номинальной в удлинённых 18-месячных топливных циклах.

Все новые энергоблоки поколения III+ c реакторами ВВЭР-1200 также будут переведены с 12-месячных на 18-месячные топливные циклы (в 2020 году переведён энергоблок №1 Нововоронежской АЭС-2, до конца 2025 планируется внедрить удлинённый топливный цикл на трёх других реакторах ВВЭР-1200 в составе Нововоронежской АЭС-2 и Ленинградской АЭС-2).

Прорабатывается вопрос о повышении мощности энергоблоков ВВЭР-1000 до 107% от номинальной.

После выполнения необходимых работ по обоснованию безопасности и согласования с Ростехнадзором проведение комплексных испытаний на одном из энергоблоков может начаться в конце 2024 года, а в 2025 или 2026 годах - опытно-промышленная эксплуатация на мощности 107%.

По инициативе АО "ТВЭЛ" в реакторах ВВЭР-1000 Ростовской, Балаковской и Калининской АЭС проходит опытно-промышленная эксплуатация (ОПЭ) новых видов топлива (РЕМИКС, ATF), а также инновационных конструкций.

Как отметил Дмитрий Ануфриев, в 2023 году на Ростовской АЭС завершается программа ОПЭ для топлива с антидебризным фильтром второго поколения АДФ-2, после чего может быть принято решение о внедрении такой конструкции на всех российских блоках ВВЭР-1000 (с 2022 года АО "ТВЭЛ" уже поставляет топливо c такими фильтрами в Индию для АЭС "Куданкулам").

Топливо пятого поколения

Старший вице-президент по научно-технической деятельности АО "ТВЭЛ" Александр Угрюмов отметил, что стратегия российской атомной отрасли заключается в создании двухкомпонентной ядерной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах.

При этом замыкание ядерного топливного цикла должно быть обеспечено не только для быстрых реакторов, работающих на уран-плутониевом МОКС- и СНУП-топливе, но и для стандартных тепловых легководных установок (на Балаковской АЭС с 2021 года проходит опытно-промышленная эксплуатация уран-плутониевого РЕМИКС-топлива в реакторе ВВЭР-1000).

Для безопасности персонала промышленное производство уран-плутониевого топлива для ВВЭР должно быть полностью автоматизированным и безлюдным, как это реализовано при фабрикации ТВС для быстрых реакторов.

Для этого в Росатоме разработана конструкция тепловыделяющей сборки пятого поколения для ВВЭР - ТВС-5. Особенность этой конструкции позволит полностью исключить ручной труд при фабрикации топлива, а также изготавливать модификации сборки как для ВВЭР-1000, так и ВВЭР-1200.

Александр Угрюмов подчеркнул, что кассета ТВС-5 прошла полный комплекс дореакторных испытаний. Подтверждена надёжность конструкции и возможность использования в реакторах ВВЭР-1000/1200. В ближайших планах - изготовить несколько ТВС-5 со стандартной урановой топливной композицией.

При получении лицензии со стороны Ростехнадзора уже в 2023 году планируется начать опытно-промышленную эксплуатацию этого топлива в одном из реакторов ВВЭР-1200 Нововоронежской АЭС-2.

После завершения полной программы ОПЭ следующим шагом должна стать опытная эксплуатация в реакторе нескольких ТВС-5 с уран-плутониевым топливом.

Новые материалы

Важное внимание в ходе конференции было уделено новым конструкционным и топливным материалам.

Масштабная программа исследований по материалам для оболочек твэлов и топливных таблеток реализуется в рамках разработки "толерантного" топлива нового поколения безопасности ATF (топливные композиции из уран-молибдена и уран-силицида, оболочки из хром-никелевого сплава, циркония с хромовым покрытием и карбида кремния).

На Чепецком механическом заводе реализуется проект по созданию производственного участка для нанесения хромовых покрытий на оболочки из традиционного циркониевого сплава. Пуско-наладочные работы планируется выполнить в 2023 году.

Другое направление связано с рециклингом облучённого топлива. Ранее в Росатоме обосновали использование в топливе для ВВЭР регенерированного урана, который уже используется в серийных поставках ТВС ВВЭР-440 для Кольской АЭС.

Как сообщил Александр Угрюмов, АО "ТВЭЛ" и АО "Концерн Росэнергоатом" работают над внедрением топлива с регенерированным ураном для реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200, предварительные расчёты подтвердили возможность и целесообразность такого перехода.

Выжигание минорных актинидов

Российская концепция двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым топливным циклом предполагает, что реакторы на быстрых нейтронах должны не только работать на уран-плутониевом топливе (оксидное МОКС-топливо, нитридное СНУП-топливо), но и использоваться для дожигания минорных актинидов - наиболее высокоактивных элементов, выделенных из отработавшего ядерного топлива.

Это позволит многократно расширить ресурсную базу атомной энергетики, сократить количество облучённого топлива (отработавшее топливо будет перерабатываться, а не храниться на площадках АЭС), а также значительно снизить объёмы радиоактивных отходов, подлежащих захоронению и их активность.

Выделение и дожигание минорных актинидов в конечном итоге позволит отказаться от практики глубинного захоронения ядерных отходов.

Александр Тузов, директор НИИ атомных реакторов (АО "ГНЦ НИИАР", г. Димитровград), представил концепцию гетерогенного выжигания минорных актинидов в реакторе на быстрых нейтронах.

Она заключается в том, что для трансмутации минорных актинидов они будут не добавляться в ядерное топливо (как при гомогенном выжигании), а использоваться для изготовления специальных элементов и сборок, которые могут устанавливаться в активную зону, а также в боковой или торцевой экраны реактора.

Стержневые элементы с сердечниками на основе оксидов америция и нептуния получили название МАВЭЛ - минор-актиниды выжигающие элементы. Их оболочками могут стать те же материалы, что у тепловыделяющих элементов с ядерным топливом.

В АО "ГНЦ НИИАР" были наработаны опытные партии оксидов нептуния и америция, изготовлены экспериментальные мавэлы на их основе и два облучательных устройства с мавэлами, также три сборки с замедлителем нейтронов.

В декабре 2020 года в быстром исследовательском реакторе БОР-60 начались реакторные испытания, в мае 2021 года по два мавэла из каждого облучательного устройства были выгружены для послереакторных исследований.

Кроме того, разработаны технические проекты экспериментальных сборок для утилизации минорных актинидов с мавэлами из америция и нептуния в боковом экране реактора БН-800.

Топливо PWR

Специальная тематическая секция была посвящена топливу ТВС-Квадрат (TVS-K) для легководных реакторов зарубежного дизайна PWR.

В Росатоме успешно разработан продукт для конкурентного рынка в новом для компании сегменте с устоявшимися правилами. Отмечено, что в результате интенсивной работы российских инженеров ТВС-Квадрат не только сравнялся с зарубежными аналогами, но и по ряду позиций превзошёл предложения других поставщиков.

Заложенные в конструкции решения помогут существенно повысить экономическую эффективность энергоблоков с реакторами PWR, при этом потенциал для дальнейшего совершенствования топлива позволяет операторам АЭС выстроить долгосрочную стратегию оптимизации топливоиспользования.

Специалисты АО "ТВЭЛ" подчеркнули, что после квалификации в европейском реакторе PWR-900 и успешных результатов послереакторных исследований в независимом научно-исследовательском центре ТВС-Квадрат является крайне востребованным на мировом рынке решением как высокоэффективный продукт и единственное в мире ядерное топливо для PWR, полностью независимое от разработчиков оригинальной реакторной технологии, как в вопросах интеллектуальной собственности, так и в производстве.

Ключевые слова: Выставки и конференции, ЯТЦ, ТВЭЛ, Пресс-релизы, Статьи

---

Другие новости:

Ответ М.В.Захаровой на вопрос о ситуации вокруг Запорожской АЭС

Говорить, что стороны близки к согласию, несвоевременно.

Фукусима - пьедестал первого блока

Состояние пьедестала вызывает опасения по сейсмике.

CGN вытесняют из Британии

Правительство Британии заменит гуандунцев в проекте АЭС Sizewell C.

---

---

---

---

Поиск по сайту: