Se puso en funcionamiento la nueva unidad de potencia No. 4 de la central nuclear de Beloyarsk con un reactor de neutrones rápidos BN-800 Operación comercial dentro del tiempo estipulado.
Este es uno de los más eventos importantes año en la industria de la energía nuclear de Rusia, informa el servicio de prensa de la central nuclear de Beloyarsk.
La orden en este sentido fue firmada el 31 de octubre de 2016 por Andrey Petrov, Director General de Rosenergoatom Concern, sobre la base del permiso recibido de Rosatom State Corporation. Antes de eso, el organismo regulador "Rostekhnadzor" realizó todos los controles necesarios y emitió una conclusión sobre el cumplimiento de la instalación que se está poniendo en marcha. documentación del proyecto, reglamentos técnicos y actos legales, incluidos los requisitos de eficiencia energética.
La unidad de potencia No. 4 de la central nuclear de Beloyarsk con un reactor BN-800 se incluyó por primera vez en el sistema de energía unificado del país y comenzó a generar electricidad el 10 de diciembre de 2015. Durante el año 2016 hubo un desarrollo paulatino de potencia en las etapas de arranque de potencia, y luego en las etapas de operación piloto, se realizaron verificaciones y pruebas de equipos y sistemas en varios niveles de potencia y en varios modos de operación.
Las pruebas finalizaron en agosto de 2016 con una prueba exhaustiva de 15 días al 100 % de potencia, durante la cual la unidad de potencia confirmó que podía transportar la carga de manera estable a la potencia nominal de acuerdo con los parámetros de diseño, sin desviaciones.
Cuando se puso en operación comercial, la cuarta unidad de energía de la planta de energía nuclear de Beloyarsk había generado más de 2.800 millones de kWh desde su inclusión en el sistema de energía.
Debe convertirse en un prototipo de las unidades de energía comerciales más potentes BN-1200, la decisión sobre la viabilidad de la construcción que se hará en base a la experiencia de operación del BN-800. También elaborará una serie de tecnologías para cerrar el ciclo del combustible nuclear, que son necesarias para el desarrollo de la energía nuclear en el futuro.
Rusia, según los expertos, ocupa el primer lugar en el mundo en la tecnología de construcción de reactores "rápidos".
Así, en Rusia hay una central nuclear más en funcionamiento. Ahora, un total de 35 unidades de potencia están en operación en 10 centrales nucleares (excluyendo la unidad de potencia NVNPP No. 6, que se encuentra en la etapa de operación piloto), con una capacidad instalada total de todas las unidades de potencia de 27.127 GW.
Central nuclear de Beloyarsk (BNPP) puesta en funcionamiento en abril de 1964. Esta es la primera central nuclear en la industria de energía nuclear del país, y la única con reactores de diferentes tipos en el mismo sitio. Las primeras unidades de energía de la central nuclear de Beloyarsk con reactores de neutrones térmicos AMB-100 y AMB-200 se apagaron debido al agotamiento. Está en funcionamiento la única central eléctrica del mundo con reactor de neutrones rápidos de nivel de potencia industrial BN-600 , así como BN-800, puesta en operación comercial en octubre de 2016. Las unidades de energía de las plantas de energía nuclear en neutrones rápidos están diseñadas para expandir significativamente la base de combustible de la energía nuclear y minimizar los desechos radiactivos mediante la organización de un ciclo de combustible nuclear cerrado.
— una de las publicaciones profesionales internacionales más influyentes y autorizadas en este campo — otorgó sus Power Awards de 2016 al proyecto de la cuarta unidad de potencia de la central nuclear rusa de Beloyarsk con un reactor de neutrones rápidos BN-800 exclusivo, que pondrá a prueba una serie de tecnologías necesarias para el desarrollo de la energía nuclear.
ruso proyectos nucleares esta no es la primera vez que reciben un reconocimiento en los Estados Unidos. El primer bloque completado de la planta de energía nuclear iraní Bushehr y el primer bloque de la planta de energía nuclear india Kudankulam fueron previamente nombrados proyectos de 2014 según otra revista estadounidense autorizada Power Engineering. Estas unidades de potencia operan reactores térmicos rusos VVER-1000.
Gran logro de Rusia
"Los reactores de neutrones rápidos son de suma importancia para la implementación de los ambiciosos planes de Rusia en la energía nuclear. La construcción exitosa, la inclusión en la red y las pruebas del primer reactor BN-800 del país en la central nuclear de Beloyarsk es un logro importante en la dirección correcta.
El bloque No. 4 de la central nuclear de Beloyarsk con un reactor de neutrones rápidos con refrigerante de sodio de metal líquido BN-800 (de "sodio rápido") con una potencia eléctrica instalada de 880 MW entró en operación comercial el lunes. Es el reactor de neutrones rápidos en funcionamiento más potente del mundo.
Los expertos llamaron a este evento histórico no solo para Rusia, sino también para la industria mundial de energía nuclear. Los expertos destacan que la experiencia de diseño, construcción, lanzamiento y operación de reactores de potencia de neutrones rápidos, que los científicos nucleares rusos recibirán en el BN-800, será necesaria para el desarrollo de esta área de la energía nuclear en Rusia.
Liderazgo Reconocido
Los trabajadores nucleares rusos celebran sus vacaciones con nuevos logros únicosEl Día del Trabajador de la Industria Nuclear es un símbolo de reconocimiento de la contribución estratégica de la industria al desarrollo del país, la economía nacional y el potencial científico, y al fortalecimiento de la capacidad de defensa de Rusia.Se considera que los reactores de neutrones rápidos tienen grandes ventajas para el desarrollo de la energía nuclear, proporcionando el cierre del ciclo del combustible nuclear (NFC). En un ciclo de combustible nuclear cerrado, debido al uso completo de materias primas de uranio en reactores reproductores rápidos (reproductores), la base de combustible de la energía nuclear aumentará significativamente y también será posible reducir significativamente el volumen de desechos radiactivos debido a la quema de radionucleidos peligrosos. Rusia, según los expertos, ocupa el primer lugar en el mundo en la tecnología de construcción de reactores "rápidos".
La Unión Soviética fue líder en la construcción y operación de reactores de potencia "rápidos" de nivel de potencia industrial. El primer bloque de este tipo del mundo con un reactor BN-350 con una capacidad eléctrica instalada de 350 megavatios se lanzó en 1973 en la costa este del Mar Caspio en la ciudad de Shevchenko (ahora Aktau, Kazajstán). Parte de la energía térmica del reactor se utilizó para generar electricidad, el resto se destinó a la desalación de agua de mar. Esta unidad de potencia funcionó hasta 1998, cinco años más que el período de diseño. La experiencia en la creación y operación de esta instalación permitió comprender y resolver muchos problemas en el campo de los reactores tipo BN.
Desde 1980, la tercera unidad de potencia de la central con el reactor BN-600 con una capacidad eléctrica instalada de 600 megavatios ha estado operando en la central nuclear de Beloyarsk. Esta unidad no solo genera electricidad, sino que también sirve como base única para probar nuevos materiales estructurales y combustible nuclear.
Historia del BN-800
En 1983, se tomó la decisión de construir en la URSS cuatro unidades nucleares con el reactor BN-800 a la vez: una en la central nuclear de Beloyarsk y tres en la nueva central nuclear de los Urales del Sur. Pero después de Chernobyl, comenzó el estancamiento de la industria de energía nuclear soviética, cesó la construcción de nuevos reactores, incluidos los "rápidos". Y después del colapso de la URSS, la situación empeoró aún más, existía la amenaza de perder las tecnologías nacionales de energía nuclear, incluida la tecnología de los reactores BN.
Se hicieron más de una vez intentos de reanudar la construcción de al menos una unidad BN-800, pero a mediados de la década de 2000 quedó claro que las capacidades de la industria nuclear por sí solas podrían no ser suficientes para esto. Y aquí el papel decisivo lo jugó el apoyo de la dirección rusa, que aprobó nuevo programa desarrollo de la energía nuclear. También encontró un lugar para el BN-800 en la cuarta unidad de la central nuclear de Beloyarsk.
No fue fácil completar el bloque. Para finalizar el proyecto, teniendo en cuenta las mejoras, cuyo objetivo era aumentar su eficiencia y seguridad, se necesitó una verdadera movilización de las fuerzas científicas, de diseño y organizaciones de diseño industria nuclear Los fabricantes de equipos también enfrentaron tareas difíciles, que no solo tuvieron que restaurar las tecnologías mediante las cuales se crearon los equipos del reactor BN-600, sino también dominar nuevas tecnologías.
Y, sin embargo, se construyó la unidad de potencia. En febrero de 2014 se inició la carga de combustible nuclear en el reactor BN-800. En junio del mismo año se puso en marcha el reactor. Luego fue necesario modernizar el diseño de los elementos combustibles y, a fines de julio de 2015, se reinició el reactor BN-800, los especialistas comenzaron a aumentar gradualmente su potencia hasta el nivel necesario para comenzar a generar electricidad. El 10 de diciembre de 2015, la unidad se conectó a la red y entregó su primera corriente al sistema eléctrico ruso.
La unidad BN-800 se convertirá en un prototipo de las unidades de potencia comerciales BN-1200 más potentes, y la decisión sobre la viabilidad de la construcción se tomará sobre la base de la experiencia operativa del BN-800. También se planea construir la unidad principal BN-1200 en la central nuclear de Beloyarsk.
En la central nuclear de Beloyarsk en la ciudad de Zarechny, se están preparando para instalar un reactor para una nueva unidad de energía. Actualmente, el BNPP opera la única unidad de energía del mundo con un reactor de neutrones rápidos de 600 MW (es el más poderoso en los Urales Medios), y ahora se está construyendo una nueva unidad aún más poderosa. El corresponsal de Nakanune.RU analizó cómo van estos trabajos y está listo para contar y mostrar cómo será el futuro reactor nuclear, que se está construyendo en una planta de energía nuclear en Región de Sverdlovsk y qué hace que la tecnología utilizada en el BNPP sea única.
La energía nuclear resultó ser una de esas industrias a las que la crisis no afectó en Rusia. Bueno, casi nunca tocado. La generación de electricidad en las centrales nucleares del país se mantendrá al mismo nivel, muchos de los problemas que hubo que enfrentar en otras áreas no existen. Además, los constructores, que antes se mostraban reacios a construir nuevas instalaciones de forma rotativa, se apresuraron a regresar a las estaciones porque su construcción está financiada por el estado. Visitamos uno de estos sitios de construcción: la construcción de la cuarta unidad de energía BN-800 de la central nuclear de Beloyarsk.
El director de BNPP, Nikolai Oshkanov (también es diputado CEO Energoatom Concern, que une diez centrales nucleares en el país) señala: "No hay crisis en las centrales nucleares rusas; ninguno de los fenómenos de crisis nos ha afectado y no nos afectará". Sin embargo, admite que la disminución del consumo de energía también afectó a la industria de la energía nuclear: en algunas estaciones de la preocupación, las unidades estaban en reserva, pero el 1 de junio alcanzó el 100% de la producción.
En el BNPP, continúan los trabajos de construcción del BN-800 (el proyecto se está implementando como parte del Programa Federal Target para el desarrollo de la energía nuclear en Rusia). En la actualidad, la planta opera la única unidad de potencia en el mundo con un reactor de neutrones rápidos de nivel industrial BN-600 (esta es la tercera unidad de potencia de la BNPP, las dos primeras están en proceso de desmantelamiento). ¿Cuál es la peculiaridad de la tecnología de los reactores "rápidos", dice el propio Nikolai Oshkanov:
"En el programa (FTP para el desarrollo de la energía nuclear - ed.), el BNPP está representado por la cuarta unidad de potencia como una tecnología innovadora; este es un nuevo paso en el que todo el mundo se ha apresurado, y aquí Rusia, utilizando el ejemplo de la central nuclear de Beloyarsk, resultó ser el líder. Solo los países grandes pueden permitírselo: Estados Unidos, Francia, Japón, Rusia, Inglaterra, es decir, aquellos que tienen una bomba. No la RPDC, que robó la tecnología, pero precisamente los que pueden desarrollar esta dirección.¿Por qué se hicieron reactores "rápidos"?En un reactor "rápido" se obtiene plutonio limpio, armamento.
En el BNPP, el combustible se utiliza con fines pacíficos, la tecnología permite ampliar la base energética del combustible del país y minimizar la cantidad de residuos nucleares.
Todo el uranio se divide en dos partes: 0,7%, esto es lo que se puede usar en los reactores, 99,3%, el llamado "vertedero", no se puede usar en los reactores que están en todo el mundo, incluido nuestro país. El reactor "rápido" convierte el uranio-238 no utilizado bajo la acción de neutrones rápidos en plutonio-239", explica Nikolai Oshkanov.
Entonces, después de cargar 10 toneladas de plutonio en el reactor, se sacan 12 toneladas, porque el plutonio estaba "rodeado" de uranio, señala. Así, el "vertedero" de uranio se convierte en combustible.
Esta tecnología se ha utilizado en el BN-600 desde 1980, y el BN-800 está diseñado para resolver el problema de un ciclo nuclear "cerrado", que asegura la "circulación" de combustible entre reactores de neutrones rápidos y térmicos.
Mientras tanto, Nikolai Oshkanov en una conferencia de prensa el viernes pasado confirmó que los plazos de puesta en marcha se están cambiando de 2012 a 2014. El problema no está en la crisis, sino en el equipo, dice.
Este año, se gastaron 2 mil millones de rublos en la construcción de la instalación, sin contar el costo del equipo. "Somos el número tres en el FTP. La segunda unidad de energía de la central nuclear de Volgodonsk es la primera, seguida de la cuarta unidad de la central nuclear de Kalinin. Este año, se nos asignaron casi 13 mil millones de rublos, aunque originalmente se planearon 15, pero esos (unidades de potencia) deben colocarse en el primer turno, ya que no hay electricidad en el Cáucaso y en región de leningrado", - él dijo.
El principal problema por el que se retrasa el lanzamiento del BN-800 es el problema con la fabricación de equipos únicos. "El problema está en el equipo, es único, no se ha hecho durante mucho tiempo, estas son nuevas tecnologías, materiales. Fue necesario reactivar plantas enteras por el bien de una unidad. Todo el equipo auxiliar se ha hecho, pero no hay un reactor con turbina”, dijo el director del BNPP.
Sin embargo, si el trabajo en la construcción del reactor está casi a tiempo (será entregado a la estación por la planta de Podolsky que lleva el nombre de Ordzhonikidze), entonces la principal dificultad está en la fabricación de la turbina (United Machine Plants está comprometida en eso).
Pudimos verificar que los trabajadores están a tiempo para la construcción del reactor (donde se ubicarán los equipos radiactivos), pudimos verificar en la vasija de montaje del reactor.
La construcción del edificio de ensamblaje del reactor se construyó en los años 80, pero luego se detuvo la construcción del BN-800, y se reanudó hace solo tres años. Solo en 2008 comenzó la ampliación del reactor: proviene en partes de la planta en Podolsk, explica Alexei Chernikov, ingeniero jefe adjunto del departamento de instalación de Beloyarsk.
Como se esperaba, la instalación del reactor en la mina comenzará en agosto-septiembre de este año.
Mientras tanto, ya el 1 de julio, cambios no del todo agradables pueden esperar a la industria nuclear. A partir de esta fecha, la industria de energía eléctrica pasa a un esquema de trabajo "50 a 50": el 50% de la energía se venderá en mercado libre y 50% - a una tasa fija. Ya se ha calculado que como consecuencia, aumentará el pago de la luz a la población. "Hay una variante según la cual el problema se resolverá a expensas de la energía nuclear", dice Nikolai Oshkanov. Dado que la electricidad generada por la industria nuclear tiene un costo más barato, los "gastos" pueden recaer en esta industria.
Sin embargo, el director del BNPP mira el "futuro nuclear" en su conjunto con esperanza: "El mundo está presenciando un" renacimiento nuclear "-"escaló" como en los viejos tiempos la construcción de plantas de energía nuclear, Rusia construye en China , India, solo Europa no está "permitida". En Rusia, el principal problema no son los recursos, sino su entrega".
"Como pide la población, así será", comenta sobre las perspectivas de la industria, sin ocultar los planes futuros de la propia BNPP: ya en 2020 tienen la intención de comenzar a construir la quinta unidad de energía - BN-1200.
El único reactor ruso de neutrones rápidos que opera en la central nuclear de Beloyarsk ha sido llevado a una capacidad de 880 megavatios, informa el servicio de prensa de Rosatom.
El reactor opera en la unidad de potencia No. 4 de la central nuclear de Beloyarsk y ahora se está sometiendo a pruebas programadas de equipos de generación. De acuerdo con el programa de prueba, la unidad de potencia mantiene la energía eléctrica a un nivel de al menos 880 megavatios durante 8 horas.
La potencia del reactor se está elevando por etapas, con el fin de obtener finalmente la certificación en el nivel de potencia de diseño de 885 megavatios según los resultados de las pruebas. Sobre el este momento el reactor está certificado para una capacidad de 874 megavatios.
Recuerde que en la central nuclear de Beloyarsk operan dos reactores de neutrones rápidos. Desde 1980, el reactor BN-600 ha estado operando aquí, durante mucho tiempo fue el único reactor de este tipo en el mundo. Pero en 2015 comenzó el lanzamiento por etapas del segundo reactor BN-800.
¿Por qué es tan importante y considerado un evento histórico para la industria nuclear mundial?
Los reactores de neutrones rápidos permiten implementar un ciclo de combustible cerrado (actualmente no está implementado en el BN-600). Dado que sólo se "quema" el uranio-238, después del procesamiento (la extracción de los productos de fisión y la adición de nuevas porciones de uranio-238), el combustible puede recargarse en el reactor. Y dado que en el ciclo uranio-plutonio se produce más plutonio del que se ha descompuesto, el exceso de combustible se puede utilizar para nuevos reactores.
Además, este método puede procesar excedentes de plutonio apto para armas, así como plutonio y actínidos menores (neptunio, americio, curio) extraídos del combustible gastado de los reactores térmicos convencionales (los actínidos menores representan actualmente una parte muy peligrosa de los residuos radiactivos). Al mismo tiempo, la cantidad de residuos radiactivos en comparación con los reactores térmicos se reduce en más de veinte veces.
¿Por qué, con todos sus méritos, los reactores de neutrones rápidos no se utilizan ampliamente? En primer lugar, esto se debe a las peculiaridades de su diseño. Como se mencionó anteriormente, el agua no se puede utilizar como refrigerante, ya que es un moderador de neutrones. Por lo tanto, en los reactores rápidos, los metales se utilizan principalmente en estado líquido, desde aleaciones exóticas de plomo y bismuto hasta sodio líquido (la opción más común para las centrales nucleares).
“En los reactores de neutrones rápidos, las cargas térmicas y de radiación son mucho más altas que en los reactores térmicos”, explica PM. Ingeniero jefe Central nuclear de Beloyarsk Mikhail Bakanov. - Esto conduce a la necesidad de utilizar especial materiales de construcción para la vasija de presión del reactor y los sistemas en el reactor. Las cajas de TVEL y TVS no están hechas de aleaciones de zirconio, como en los reactores térmicos, sino de aceros especiales al cromo aleados, que son menos susceptibles a la "hinchazón" por radiación. Por otro lado, por ejemplo, la vasija del reactor no está sujeta a cargas asociadas con la presión interna, es solo un poco más alta que la presión atmosférica.
Según Mikhail Bakanov, en los primeros años de funcionamiento, las principales dificultades estaban asociadas con la hinchazón por radiación y el agrietamiento del combustible. Sin embargo, estos problemas se resolvieron pronto, se desarrollaron nuevos materiales, tanto para combustible como para carcasas de barras de combustible. Pero incluso ahora, las campañas están limitadas no tanto por el consumo de combustible (que en BN-600 alcanza el 11 %), sino por el recurso de los materiales a partir de los cuales se fabrican el combustible, los elementos combustibles y los conjuntos combustibles. Otros problemas operativos se asociaron principalmente con la fuga de sodio en el circuito secundario, un metal reactivo e inflamable que reacciona violentamente al contacto con el aire y el agua: “Solo Rusia y Francia tienen una larga experiencia en la operación de reactores de potencia industriales con neutrones rápidos. Tanto nosotros como los especialistas franceses enfrentamos los mismos problemas desde el principio. Los solucionamos con éxito, proporcionando desde el principio medios especiales para controlar la estanqueidad de los circuitos, localizar y suprimir las fugas de sodio. Y el proyecto francés resultó estar menos preparado para tales problemas, como resultado, en 2009, el reactor Phenix finalmente se cerró”.
“Los problemas eran realmente los mismos”, añade el director de la central nuclear de Beloyarsk, Nikolai Oshkanov, “pero se resolvieron aquí y en Francia de formas diferentes. Por ejemplo, cuando el jefe de una de las asambleas se inclinó sobre el Phenix para capturarlo y descargarlo, los especialistas franceses desarrollaron un complejo y bastante costoso sistema de 'visión' a través de la capa de sodio. Y cuando tuvimos el mismo problema, uno de nuestros ingenieros sugirió usar una cámara de video colocada en la estructura más simple, como una campana de buceo: una tubería abierta desde abajo con argón que sopla desde arriba. Cuando se expulsó el sodio fundido, los operadores pudieron capturar el mecanismo a través de un enlace de video y el conjunto doblado se retiró con éxito”.
El núcleo de un reactor de neutrones rápidos está dispuesto como una cebolla, en capas
370 elementos combustibles forman tres zonas con diferente enriquecimiento en uranio-235 - 17, 21 y 26% (inicialmente solo había dos zonas, pero para igualar la liberación de energía, se hicieron tres). Están rodeados por pantallas laterales (mantas), o zonas de reproducción, donde se ubican conjuntos que contienen uranio empobrecido o natural, que consiste principalmente en el isótopo 238. reproducción).
Los conjuntos de combustible (FA) son un conjunto de elementos de combustible (TVEL) ensamblados en una carcasa: tubos hechos de acero especial llenos de gránulos de óxido de uranio con varios enriquecimientos. Para que los elementos combustibles no se toquen entre sí y el refrigerante pueda circular entre ellos, se enrolla un alambre delgado alrededor de los tubos. El sodio ingresa al conjunto de combustible a través de los orificios de estrangulación inferiores y sale a través de las ventanas en la parte superior.
En la parte inferior del conjunto de combustible hay un vástago insertado en el receptáculo del colector, en la parte superior hay una parte de la cabeza, por la cual se captura el conjunto durante la recarga. Los conjuntos de combustible de varios enriquecimientos tienen diferentes asientos, por lo que es simplemente imposible instalar el conjunto en el lugar equivocado.
Para controlar el reactor se utilizan 19 barras de compensación que contienen boro (absorbedor de neutrones) para compensar el consumo de combustible, 2 barras de control automático (para mantener una potencia dada) y 6 barras de protección activa. Dado que el fondo de neutrones del propio uranio es pequeño, para un lanzamiento controlado del reactor (y control a niveles de potencia bajos) se usa "luz de fondo": una fuente de fotoneutrones (emisor gamma más berilio).
Las unidades de potencia con reactores de neutrones rápidos pueden expandir significativamente la base de combustible de la energía nuclear y minimizar los desechos radiactivos mediante la organización de un ciclo de combustible nuclear cerrado. Solo unos pocos países tienen tales tecnologías, y la Federación Rusa, según los expertos, es el líder mundial en este campo.
El reactor BN-800 (de "sodio rápido", con una potencia eléctrica de 880 megavatios) es un reactor industrial piloto de neutrones rápidos con un refrigerante metálico líquido, el sodio. Debería convertirse en un prototipo de unidades de potencia comerciales más potentes con reactores BN-1200.
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