Cea mai nouă unitate de putere nr. 4 a CNE Beloyarsk cu un reactor cu neutroni rapidi BN-800 a fost pusă în funcțiune operatiune comerciala in termenul prevazut.
Acesta este unul dintre cele mai multe evenimente importante an în industria energiei nucleare din Rusia, relatează serviciul de presă al centralei nucleare Beloyarsk.
Ordinul în acest sens a fost semnat la 31 octombrie 2016 de Andrey Petrov, director general al Rosenergoatom Concern, în baza permisiunii Corporației de Stat Rosatom. Înainte de aceasta, organismul de reglementare „Rostekhnadzor” a efectuat toate verificările necesare și a emis o concluzie cu privire la conformitatea unității care este pusă în funcțiune. documentatia proiectului, reglementări tehnice și acte juridice, inclusiv cerințele de eficiență energetică.
Unitatea electrică nr. 4 a CNE Beloyarsk cu un reactor BN-800 a fost inclusă pentru prima dată în sistemul energetic unificat al țării și a început să genereze electricitate pe 10 decembrie 2015. Pe parcursul anului 2016 s-a înregistrat o dezvoltare treptată a puterii la etapele de pornire a puterii, iar apoi la etapele de operare pilot au fost efectuate verificări și teste ale echipamentelor și sistemelor la diferite niveluri de putere și în diferite moduri de funcționare.
Testele s-au încheiat în august 2016 cu un test cuprinzător de 15 zile la un nivel de putere de 100%, în timpul căruia unitatea de putere a confirmat că este capabilă să suporte în mod stabil sarcina la puterea nominală în conformitate cu parametrii de proiectare, fără abateri.
Până în momentul în care a fost pusă în funcțiune comercială, a patra unitate de putere a centralei nucleare de la Beloyarsk generase peste 2,8 miliarde kWh de la includerea sa în sistemul energetic.
Ar trebui să devină un prototip de unități de putere comerciale mai puternice BN-1200, decizia privind fezabilitatea construcției care va fi luată pe baza experienței de operare a BN-800. De asemenea, va elabora o serie de tehnologii pentru închiderea ciclului combustibilului nuclear, care sunt necesare pentru dezvoltarea energiei nucleare în viitor.
Rusia, potrivit experților, se află pe primul loc în lume în tehnologia de construire a reactoarelor „rapide”.
Astfel, în Rusia există încă o unitate nucleară în funcțiune. Acum, un total de 35 de unități de putere sunt în funcțiune la 10 centrale nucleare (excluzând unitatea NVNPP nr. 6, care se află în stadiul de operare pilot), cu o capacitate totală instalată a tuturor unităților de putere de 27.127 GW.
CNE Beloyarsk (BNPP) pusă în funcţiune în aprilie 1964. Aceasta este prima centrală nucleară din industria nucleară a țării și singura cu reactoare de diferite tipuri pe același amplasament. Primele unități de putere ale centralei nucleare de la Beloyarsk cu reactoare cu neutroni termici AMB-100 și AMB-200 au fost oprite din cauza epuizării. Este în funcțiune singura unitate de putere din lume cu un reactor cu neutroni rapidi de nivel de putere industrială BN-600 , precum și BN-800, puse în funcțiune comercială în octombrie 2016. Unitățile de putere ale centralelor nucleare pe neutroni rapizi sunt proiectate pentru a extinde în mod semnificativ baza de combustibil a energiei nucleare și pentru a minimiza deșeurile radioactive prin organizarea unui ciclu închis al combustibilului nuclear.
— una dintre cele mai influente și de autoritate publicații profesionale internaționale în acest domeniu — și-a acordat Premiile de putere pentru 2016 proiectului celei de-a patra unități de putere a centralei nucleare rusești Beloyarsk cu un reactor unic cu neutroni rapidi BN-800, care va testa o serie de tehnologii necesare dezvoltării energiei nucleare .
Rusă proiecte nucleare aceasta nu este prima dată când au primit recunoaștere în Statele Unite. Primul bloc finalizat al centralei nucleare iraniene Bushehr și primul bloc al centralei nucleare din India Kudankulam au fost denumite anterior proiecte din 2014, potrivit unei alte reviste americane de autoritate Power Engineering. Aceste unități de putere operează reactoare termice rusești VVER-1000.
Mare realizare a Rusiei
„Reactoarele cu neutroni rapizi sunt de cea mai mare importanță pentru implementarea planurilor ambițioase ale Rusiei în energie nucleara. Construcția cu succes, includerea în rețea și testarea primului reactor BN-800 al țării la CNE Beloyarsk este o realizare majoră în direcția bună.
Blocul nr. 4 al CNE Beloyarsk cu un reactor cu neutroni rapidi cu un lichid de răcire cu sodiu metalic BN-800 (din „sodiu rapid”) cu o putere electrică instalată de 880 MW a fost dat în exploatare comercială luni. Este cel mai puternic reactor cu neutroni rapid care funcționează din lume.
Experții au numit acest eveniment istoric nu numai pentru Rusia, ci și pentru industria nucleară mondială. Experții subliniază că experiența în proiectarea, construirea, lansarea și operarea reactoarelor de putere cu neutroni rapidi, pe care oamenii de știință nucleari ruși le vor primi la BN-800, va fi necesară pentru dezvoltarea acestei zone de energie nucleară în Rusia.
Leadership recunoscut
Muncitorii ruși din domeniul nuclear își sărbătoresc vacanța cu noi realizări uniceZiua lucrătorului din industria nucleară este un simbol al recunoașterii contribuției strategice a industriei la dezvoltarea țării, a economiei naționale și a potențialului științific și la consolidarea capacității de apărare a Rusiei.Reactoarele cu neutroni rapizi sunt considerate a fi de mare avantaj pentru dezvoltarea energiei nucleare, asigurând închiderea ciclului combustibilului nuclear (NFC). Într-un ciclu închis al combustibilului nuclear, datorită utilizării depline a materiilor prime de uraniu în reactoarele de reproducere rapidă (producători), baza de combustibil a energiei nucleare va crește semnificativ și, de asemenea, va fi posibilă reducerea semnificativă a volumului deșeurilor radioactive datorită arderea radionuclizilor periculoși. Rusia, potrivit experților, se află pe primul loc în lume în tehnologia de construire a reactoarelor „rapide”.
Uniunea Sovietică a fost lider în construcția și exploatarea reactoarelor de putere „rapide” de nivel industrial. Primul astfel de bloc din lume cu un reactor BN-350 cu o capacitate electrică instalată de 350 de megawați a fost lansat în 1973 pe coasta de est a Mării Caspice în orașul Shevchenko (acum Aktau, Kazahstan). O parte din puterea termică a reactorului a fost folosită pentru a genera energie electrică, restul a mers la desalinizarea apei de mare. Această unitate de putere a funcționat până în 1998 - cu cinci ani mai mult decât perioada de proiectare. Experienta in realizarea si functionarea acestei instalatii a facut posibila intelegerea si rezolvarea multor probleme din domeniul reactoarelor de tip BN.
Din 1980, a treia unitate de putere a stației cu reactorul BN-600 cu o capacitate electrică instalată de 600 de megawați funcționează la CNE Beloyarsk. Această unitate nu numai că generează energie electrică, dar servește și ca bază unică pentru testarea noilor materiale structurale și a combustibilului nuclear.
Istoria BN-800
În 1983, a fost luată decizia de a construi în URSS patru unități nucleare cu reactorul BN-800 deodată: una la CNE Beloyarsk și trei la noua CNE Ural de Sud. Dar după Cernobîl, a început stagnarea industriei nucleare sovietice, construcția de noi reactoare, inclusiv „rapide”, a încetat. Și după prăbușirea URSS, situația s-a înrăutățit și mai mult, a existat o amenințare cu pierderea tehnologiilor interne de energie nucleară, inclusiv tehnologia reactoarelor BN.
Încercările de reluare a construcției a cel puțin o unitate BN-800 au fost făcute de mai multe ori, dar la mijlocul anilor 2000 a devenit clar că numai capacitățile industriei nucleare ar putea să nu fie suficiente pentru acest lucru. Și aici rolul decisiv l-a jucat sprijinul din partea conducerii ruse, care a aprobat program nou dezvoltarea energiei nucleare. De asemenea, a găsit un loc pentru BN-800 la a patra unitate a NPP Beloyarsk.
Nu a fost ușor să finalizezi blocul. Pentru finalizarea proiectului, ținând cont de îmbunătățiri, al căror scop a fost creșterea eficienței și siguranței acestuia, a fost nevoie de o reală mobilizare a forțelor științifice, de proiectare și organizații de proiectare industria nucleară. Sarcini dificile s-au confruntat și de către producătorii de echipamente, care au trebuit nu numai să restabilească tehnologiile prin care a fost creat echipamentul reactorului BN-600, ci și să stăpânească noile tehnologii.
Și totuși unitatea de putere a fost construită. În februarie 2014, a început încărcarea combustibilului nuclear în reactorul BN-800. În iunie a aceluiași an, reactorul a fost lansat. Apoi a fost necesară modernizarea designului ansamblurilor de combustibil, iar la sfârșitul lunii iulie 2015 reactorul BN-800 a fost repornit, specialiștii au început să-și crească treptat puterea până la nivelul necesar pentru a începe generarea de energie electrică. Pe 10 decembrie 2015, unitatea a fost conectată la rețea și a dat primul curent la sistemul energetic rusesc.
Unitatea BN-800 urmează să devină un prototip de unități de putere comerciale mai puternice BN-1200, decizia privind fezabilitatea construcției care va fi luată pe baza experienței de operare BN-800. Unitatea principală BN-1200 este, de asemenea, planificată să fie construită la CNE Beloyarsk.
La CNE Beloyarsk din orașul Zarechny se pregătesc să instaleze un reactor pentru o nouă unitate de putere. În prezent, BNPP operează singura unitate de putere din lume cu un reactor cu neutroni rapidi de 600 MW (este cel mai puternic din Uralul Mijlociu), iar acum se construiește o unitate nouă, și mai puternică. Corespondentul Nakanune.RU a analizat cum merg aceste lucrări și este gata să spună și să arate ce viitorul reactor nuclear, care se construiește la o centrală nucleară în Regiunea Sverdlovskși ce face tehnologia utilizată la BNPP unică.
Energia nucleară s-a dovedit a fi una dintre acele industrii pe care criza nu le-a afectat în Rusia. Ei bine, aproape niciodată nu a fost atins. Producerea de energie electrică la centralele nucleare ale țării va rămâne la același nivel, multe dintre problemele cu care trebuia să se confrunte în alte zone nu există. În plus, constructorii, care anterior erau reticenți în a construi noi instalații pe bază de rotație, s-au grăbit înapoi în stații, deoarece construcția lor este finanțată de stat. Am vizitat unul dintre aceste șantiere - construcția celei de-a patra unități de putere BN-800 a CNE Beloyarsk.
Directorul BNPP Nikolai Oshkanov (el este și adjunct CEO Energoatom Concern, care reunește zece centrale nucleare din țară) notează: „Nu există criză la centralele nucleare rusești – niciunul dintre fenomenele de criză nu ne-a afectat și nu ne va afecta”. El recunoaște însă că reducerea consumului de energie a afectat și industria nucleară - la unele stații ale concernului, blocurile erau în rezervă, dar până la 1 iunie a ajuns la 100% din producție.
La BNPP, lucrările continuă la construcția BN-800 (proiectul este implementat ca parte a Programului țintă federal pentru dezvoltarea energiei nucleare în Rusia). În prezent, centrala operează singura unitate de putere din lume cu un reactor cu neutroni rapidi la nivel industrial BN-600 (aceasta este a treia unitate de putere a BNPP, primele două sunt în curs de dezafectare). Care este particularitatea tehnologiei reactoarelor „rapide”, spune însuși Nikolai Oshkanov:
„În programul (FTP pentru dezvoltarea energiei nucleare, - n.red.), BNPP este reprezentat de a patra unitate de putere ca tehnologie inovatoare - acesta este un nou pas pe care s-a grăbit întreaga lume, iar aici Rusia, folosind exemplul NPP Beloyarsk, s-a dovedit a fi lider. Numai țările mari - Statele Unite, își pot permite , Franța, Japonia, Rusia, Anglia - adică cei care au o bombă. Nu RPDC, care a furat tehnologie, ci tocmai cei care pot dezvolta aceasta directie.De ce s-au facut reactoare "rapide"?Intr-un reactor "rapid" se obtine plutoniul curat, armament.
La BNPP, combustibilul este folosit în scopuri pașnice, tehnologia permite extinderea bazei energetice de combustibil a țării și minimizarea cantității de deșeuri nucleare.
Tot uraniul este împărțit în două părți: 0,7% - acesta este ceea ce poate fi folosit în reactoare, 99,3% - așa-numita „haldă”, nu poate fi folosit în reactoare care sunt peste tot în lume, inclusiv în țara noastră. Reactorul „rapid” transformă uraniul-238 neutilizat sub acțiunea neutronilor rapizi în plutoniu-239”, explică Nikolai Oshkanov.
Deci, după încărcarea a 10 tone de plutoniu în reactor, din el sunt scoase 12 tone, deoarece plutoniul era „înconjurat” de uraniu, notează el. Astfel, „halda” de uraniu devine combustibil.
Această tehnologie este folosită pe BN-600 încă din 1980, iar BN-800 este conceput pentru a rezolva problema unui ciclu nuclear „închis”, care asigură „circulația” combustibilului între reactoarele rapide și cele cu neutroni termici.
Între timp, Nikolai Oshkanov, la o conferință de presă, vineri trecută, a confirmat că termenele de punere în funcțiune sunt mutate din 2012 în 2014. Problema nu este în criză, ci în echipament, spune el.
În acest an, 2 miliarde de ruble au fost cheltuite pentru construcția unității, fără a lua în calcul costul echipamentului. "Suntem numărul trei în FTP. A doua unitate de putere a NPP Volgodonsk este prima, urmată de a patra unitate a NPP Kalinin. Anul acesta, ni s-au alocat aproape 13 miliarde de ruble, deși inițial erau planificate 15, dar acelea (unitățile de alimentare) trebuie să fie puse în primul rând, deoarece nu există energie electrică în Caucaz și în Regiunea Leningrad", - el a spus.
Principala problemă din cauza căreia lansarea BN-800 este întârziată este problema fabricării de echipamente unice. "Problema este în echipament, este unic, nu s-a făcut de mult timp, acestea sunt tehnologii noi, materiale. A fost necesar să revigorăm fabrici întregi de dragul unei unități. Toate echipamentele auxiliare au fost făcute, dar nu există reactor cu turbină”, a spus directorul BNPP.
Cu toate acestea, dacă lucrările de construcție a reactorului sunt aproape conform programului (va fi livrată la stație de către uzina Podolsky numită după Ordzhonikidze), atunci principala dificultate este în fabricarea turbinei (United Machine Plants este angajată). în ea).
Am putut verifica dacă lucrătorii sunt în programul de construcție a reactorului (unde va fi amplasat echipamentul radioactiv), am putut verifica în vasul de asamblare a reactorului.
Clădirea ansamblului reactorului a fost construită în anii 80, dar apoi construcția BN-800 a fost oprită și a fost reluată în urmă cu doar trei ani. Abia în 2008 a început extinderea reactorului - acesta provine de la uzina din Podolsk în parte, explică Alexei Chernikov, inginer-șef adjunct al departamentului de instalații Beloyarsk.
După cum era de așteptat, instalarea reactorului în mină va începe în august-septembrie a acestui an.
Între timp, încă de la 1 iulie, industria nucleară ar putea aștepta schimbări deloc plăcute. De la această dată, industria energiei electrice trece la o schemă de lucru „50 la 50”: 50% din energie va fi vândută pe piata liberași 50% - la o rată fixă. S-a calculat deja că, în consecință, va crește plata pentru energie electrică către populație. „Există o variantă conform căreia problema va fi rezolvată în detrimentul energiei nucleare”, spune Nikolai Oshkanov. Întrucât energia electrică generată de industria nucleară este mai ieftină la cost, „cheltuielile” pot fi puse pe această industrie.
Cu toate acestea, directorul BNPP privește „viitorul nuclear” în ansamblu cu speranță: „Lumea este martoră la o” renaștere nucleară „-” a urcat „ca în vremurile vechi construcția de centrale nucleare, Rusia construiește în China. , India, doar Europa nu este "permisă". În Rusia, principala problemă nu sunt resursele, ci livrarea lor."
„Așa cum cere populația, așa va fi”, comentează el cu privire la perspectivele pentru industrie, fără a ascunde planurile ulterioare ale BNPP în sine - deja în 2020 intenționează să înceapă construirea celei de-a cincea unități de putere - BN-1200.
Unicul reactor rusesc cu neutroni rapidi care operează la centrala nucleară de la Beloyarsk a fost adus la o capacitate de 880 de megawați, transmite serviciul de presă al Rosatom.
Reactorul funcționează la unitatea de putere nr. 4 a CNE Beloyarsk și este acum în curs de testare programată a echipamentelor de generare. În conformitate cu programul de testare, unitatea de putere menține puterea electrică la un nivel de cel puțin 880 de megawați timp de 8 ore.
Puterea reactorului este crescută în etape, pentru a obține în cele din urmă certificarea la nivelul de putere proiectată de 885 megawați pe baza rezultatelor testelor. Pe acest moment reactorul este certificat pentru o capacitate de 874 megawați.
Amintiți-vă că două reactoare cu neutroni rapizi funcționează la CNE Beloyarsk. Din 1980, aici funcționează reactorul BN-600 - multă vreme a fost singurul reactor de acest tip din lume. Dar în 2015, a început lansarea în etape a celui de-al doilea reactor BN-800.
De ce este acest lucru atât de important și considerat un eveniment istoric pentru industria nucleară globală?
Reactoarele rapide cu neutroni fac posibilă implementarea unui ciclu de combustibil închis (în prezent, nu este implementat în BN-600). Deoarece numai uraniul-238 este „ars”, după procesare (extracția produselor de fisiune și adăugarea de noi porțiuni de uraniu-238), combustibilul poate fi reîncărcat în reactor. Și din moment ce în ciclul uraniu-plutoniu este produs mai mult plutoniu decât s-a degradat, combustibilul în exces poate fi folosit pentru reactoare noi.
Mai mult, această metodă poate procesa surplusul de plutoniu de calitate pentru arme, precum și plutoniul și actinide minore (neptunium, americiu, curiu) extrase din combustibilul uzat al reactoarelor termice convenționale (actinidele minore reprezintă în prezent o parte foarte periculoasă a deșeurilor radioactive). În același timp, cantitatea de deșeuri radioactive în comparație cu reactoarele termice este redusă de peste douăzeci de ori.
De ce, cu toate meritele lor, reactoarele cu neutroni rapizi nu sunt utilizate pe scară largă? În primul rând, acest lucru se datorează particularităților designului lor. După cum sa menționat mai sus, apa nu poate fi folosită ca lichid de răcire, deoarece este un moderator de neutroni. Prin urmare, în reactoarele rapide, metalele sunt utilizate în principal în stare lichidă - de la aliaje exotice plumb-bismut la sodiu lichid (cea mai comună opțiune pentru centralele nucleare).
„În reactoarele cu neutroni rapizi, sarcinile termice și de radiație sunt mult mai mari decât în reactoarele termice”, explică PM. Inginer sef CNE Beloyarsk Mihail Bakanov. - Acest lucru duce la necesitatea folosirii speciale materiale de construcție pentru vasul sub presiune al reactorului și sistemele din reactor. Carcasele TVEL și TVS nu sunt realizate din aliaje de zirconiu, ca în reactoarele termice, ci din oțeluri cromate aliate speciale, care sunt mai puțin susceptibile la „umflarea” radiațiilor. Pe de altă parte, de exemplu, vasul reactorului nu este supus sarcinilor asociate cu presiunea internă - este doar puțin mai mare decât presiunea atmosferică.
Potrivit lui Mihail Bakanov, în primii ani de funcționare, principalele dificultăți au fost asociate cu umflarea radiațiilor și crăparea combustibilului. Aceste probleme, însă, au fost rezolvate în curând, au fost dezvoltate noi materiale - atât pentru combustibil, cât și pentru carcasele tijei de combustibil. Dar și acum campaniile sunt limitate nu atât de consumul de combustibil (care ajunge la 11% pe BN-600), cât de resursa de materiale din care se realizează combustibilul, elementele de combustibil și ansamblurile combustibile. Alte probleme operaționale au fost asociate în principal cu scurgerile de sodiu în circuitul secundar, un metal reactiv și inflamabil care reacționează violent la contactul cu aerul și apa: „Numai Rusia și Franța au o experiență îndelungată în operarea reactoarelor industriale de putere pe neutroni rapizi. Atat noi, cat si specialistii francezi ne-am confruntat inca de la inceput cu aceleasi probleme. Le-am rezolvat cu succes, oferind inca de la inceput mijloace speciale pentru monitorizarea etanseitatii circuitelor, localizarea si suprimarea scurgerilor de sodiu. Și proiectul francez s-a dovedit a fi mai puțin pregătit pentru astfel de probleme, drept urmare, în 2009, reactorul Phenix a fost în sfârșit oprit.”
„Problemele au fost într-adevăr aceleași”, adaugă directorul CNE Beloyarsk, Nikolai Oshkanov, „dar au fost rezolvate aici și în Franța în moduri diferite. De exemplu, atunci când șeful uneia dintre ansambluri s-a aplecat asupra Phenix-ului pentru a-l captura și a-l descărca, specialiștii francezi au dezvoltat un sistem complex și destul de costisitor de „viziune” prin stratul de sodiu. Și când am avut aceeași problemă, unul dintre inginerii noștri a sugerat să folosim o cameră video plasată în cea mai simplă structură, cum ar fi un clopot de scufundare - o țeavă deschisă de jos cu argon suflat de sus. Când topitura de sodiu a fost expulzată, operatorii au reușit să capteze mecanismul prin link video, iar ansamblul îndoit a fost îndepărtat cu succes.”
Miezul unui reactor cu neutroni rapidi este aranjat ca o ceapă, în straturi
370 de ansambluri de combustibil formează trei zone cu îmbogățire diferită în uraniu-235 - 17, 21 și 26% (inițial erau doar două zone, dar pentru a egaliza eliberarea de energie au făcut trei). Sunt înconjurate de ecrane laterale (pături), sau zone de reproducere, unde se află ansambluri care conțin uraniu sărăcit sau natural, constând în principal din izotopul 238. reproducere).
Ansamblurile de combustibil (FA) sunt un set de elemente de combustibil (TVEL) asamblate într-o singură carcasă - tuburi din oțel special umplute cu pelete de oxid de uraniu cu diverse îmbogățiri. Pentru ca elementele de combustibil să nu se atingă, iar lichidul de răcire să poată circula între ele, în jurul tuburilor este înfășurat un fir subțire. Sodiul intră în ansamblul combustibil prin orificiile inferioare de reglare și iese prin ferestrele din partea superioară.
În partea inferioară a ansamblului de combustibil există o tijă introdusă în priza colectorului, în partea superioară există o parte a capului, prin care ansamblul este capturat în timpul reîncărcării. Ansamblurile de combustibil de diferite îmbogățiri au locuri diferite, așa că este pur și simplu imposibil să instalați ansamblul în locul greșit.
Pentru a controla reactorul, sunt folosite 19 tije de compensare care conțin bor (absorbant de neutroni) pentru a compensa arderea combustibilului, 2 tije de control automat (pentru a menține o putere dată) și 6 tije de protecție activă. Deoarece fondul de neutroni propriu al uraniului este mic, pentru o lansare controlată a reactorului (și controlul la niveluri scăzute de putere) se folosește „backlight” - o sursă de fotoneutroni (emițător gamma plus beriliu).
Unitățile de putere cu reactoare cu neutroni rapidi pot extinde în mod semnificativ baza de combustibil a energiei nucleare și pot minimiza deșeurile radioactive prin organizarea unui ciclu închis al combustibilului nuclear. Doar câteva țări au astfel de tehnologii, iar Federația Rusă, conform experților, este lider mondial în acest domeniu.
Reactorul BN-800 (din „sodiu rapid”, cu o putere electrică de 880 megawați) este un reactor industrial cu neutroni rapidi pilot cu un lichid de răcire din metal, sodiu. Ar trebui să devină un prototip de unități de putere comerciale, mai puternice, cu reactoare BN-1200.
surse