Ядерная и углеводородная энергетики

Текст и есть комментарий сам себе: чехам так хочется лечь под Вестингауз, что чресла трещат

Тендер уходит в небо

Темелинский тендер обещает стать самым весёлым среди всех конкурсов на строительство атомных мощностей, объявлявшихся в мире за последние годы. Загадочных китайских мандаринов и велеречивых арабских шейхов в кресле организаторов сменили чехи, а в каждом чехе есть малая доля от бравого солдата Швейка. Короче говоря, скучно не будет.

Кто-то из участников торгов, очевидно, подсуетился, и в пражском издательстве "Арго" вышла фантастическая повесть "Музыка для Анвиланов" (Hudba pro Anvilany).

Сюжет повести укладывается в три строчки. Бездушная русская корпорация "Энергаз" достроила АЭС "Темелин" и немедленно перекрыла урановые трубы каналы поставок топлива и запчастей. Но и этого коварным русским показалось мало, и они продали Землю пришельцам в обмен за новые виды энергии. Вернее, продали бы, если б не чешский инженер Онджей, остановивший экспансию на пару с призраком подозрительно британской национальности.

Сделать из конкурента "Чёрного властелина" в фантастическом бестселлере - это, пожалуй, новое слово в истории мировых соревнований атомных корпораций. Но и это ещё не предел. Слишком много атомных блоков хотят построить Чехия и Словакия, слишком велики разыгрываемые между поставщиками реакторных технологий суммы, и одной только книжкой пиар-война не обойдётся.

Если в начале тендера чешские энергетики из компании ЧЭЗ вели разговоры о двух блоках для Темелина и, возможно, ещё трёх для Богунице и Дукован, то теперь их аппетиты растут буквально с каждым месяцем. Менеджеры ЧЭЗ поднимают на щит советские планы атомизации ЧССР, согласно которым все без исключения области тогда ещё единой Чехословакии должны были получить по АЭС.

Первой новой чешской площадкой, где должна быть построена атомная станция с нуля, может оказаться Благутовице на севере Моравии. До конкретных действий здесь ещё далеко. Пока что ЧЭЗ только зондирует общественное мнение, которое в Чехии и так весьма лояльно к мирному атому. В очереди на реанимацию стоят Тетов и Мнишек - ещё две площадки, по которым коммунисты успели выполнить предварительные оценки до распада Чехословакии.

Покрытая атомными станциями Чешская Республика будет претендовать на звание энергетической столицы Центральной Европы. Но кто-то должен построить все эти АЭС. В компании "Westinghouse" считают, что этим кем-то могут стать американцы.

На фоне швейковских пиар-эскапад почти не замеченными прошли мартовские выступления менеджеров "Westinghouse". А там есть, на что обратить внимание. В интервью для газеты E15 консультант американцев Бернд Донхерт едва ли не впервые публично признал - компания из США вот уже полтора года ведёт работу по классификации чешских производителей, а также помогает им адаптироваться к западным стандартам.

"Westinghouse" успешно делает вид, что приходит в Чехию в ранге частного бизнеса, и не распространяется о своих прошлых подвигах в республике - например, об известном лоббисте американских атомных интересов и по совместительству агенте ЦРУ Яне "Горе" Вадлейхе. Но долго ли американским атомщикам удастся скрывать, что их, как и раньше, будут активно поддерживать в Чехии правительственные органы США?

Ещё более жаркие события разворачиваются на периферии тендера. Чешское правительство готово выкупить обратно акции приватизированного института атомных исследований в Ржеже. Если это случится, то американцы отпразднуют очередную победу, ведь сейчас институт контролируют ЧЭЗ и… "Шкода-ЯМ", принадлежащая российскому акционеру.

Институт в Ржеже - это не только прибыльное предприятие и проектная организация. Здесь сохранились квалифицированные кадры, способные заниматься концептуальными разработками одного из возможных типов реакторов IV поколения - жидкосолевых реакторов. Но ржежским инженерам не хватает оборудования, кодов и денег. Всё это им готовы дать Соединённые Штаты, но при одном условии - если институт выйдет из-под контроля ЧЭЗ и "Шкоды".

Раз уж поговорили на ликбезном уровне о разбухании ядерного топлива, то на закуску отрывок о ТВЭЛ-ах для первой советской АЭС в Обнинске из

http://atominfo.ru/news/air6770.htm

Магниевое решение

Итак, 1951 год, начало земляных работ. Строится плотина на реке Протва, переносится деревня Пяткино. Но этого мало, ведь по приказу Сталина в 1951 году станция должна была быть полностью построена.
Я думаю, что с самого начала этот срок был абсолютно нереален. Руководство отрасли было воодушевлено тем, как всё быстро и удачно получилось с первым промышленным реактором. Но при создании Первой АЭС возникли технические трудности, которых не было на промышленных установках.

Построить здание, поставить на место турбину, сварить трубопроводы - это было не сложно. Абсолютно иной по сложности оказалась "начинка" активной зоны, в первую очередь - тепловыделяющие элементы.
В промышленном реакторе температура воды на выходе составляла 80-90°C. Нам же, чтобы получить к.п.д. хотя бы близкий к "паровозному", необходимо было нагреть воду до 270-280°C, а это потребовало давление 100 атмосфер. Это не 2-3 атмосферы как в промышленных аппаратах. Выбор таких параметров теплоносителя вынудил перейти от алюминиевого сплава - основного конструкционного материала активной зоны - к нержавеющей стали.

Твэлы для АМ поручили разрабатывать сразу трём организациям - Лаборатории №2, НИИ-9 (знаменитая Девятка, нынешний ВНИИНМ имени академика Бочвара) и Харьковскому физтеху. Предложенные ими варианты не удовлетворяли техническому заданию и не смогли пройти ни стендовых, ни реакторных испытаний.

После первых неудач к работам над твэлом подключилась Лаборатория "В". Была предложена конструкция, созданная под руководством Владимира Александровича Малыха (Примечание: у Малых был неоконченный 3-й курс Физфака МГУ, потом ВОВ. После разработки первых советских твэло-ов он сразу защитил докторскую без диплома о высшем образовании).  Она удачно прошла испытания на стенде, а затем и при реакторных испытаниях в Челябинске-40 и на исследовательском реакторе МР в Москве.

Чем отличался вариант, предложенный в Лаборатории "В"?

Необходимо было обеспечить относительно невысокую температуру уранового топлива и ограничить его распухание.

Чтобы вода могла должным образом охлаждать уран, требовалось создать очень хороший контакт топлива с трубкой. В этом и была соль проблемы - как такой контакт создать? Предлагались самые разные варианты, пытались даже прижимать уран к трубке, но на практике ничего не получалось. Всё равно оставался мизерный зазор, и его хватало, чтобы разрушить твэл из-за высоких температур.

Для решения этой проблемы В.А. Малых предложил измельчить уран в виде крупки и залить "крупку" расплавленным магнием. А для того, чтобы ограничить распухание урана, НИИ-9 предложил заменить уран на уран-молибденовый сплав.

Зачем? Магний - прекрасный теплопроводный материал. Крупка из уран-молибденового сплава через магний великолепно отдавала тепло воде. Таким образом, проблему надёжного охлаждения твэла удалось решить.

Поздней осенью 1953 года после окончания всех испытаний было подписано решение о сооружении цеха на Электростальском заводе и о начале изготовления твэлов на нем по проекту Лаборатории "В".

Это произошло за семь месяцев до физического пуска станции! А ведь требовалось изготовить твэлы, проверить их на заводе на специальном стенде, а затем перевезти их в Москву на завод ЭЗХМ (Экспериментальный завод химического машиностроения). Этому предприятию, в годы войны выпускавшему "Катюши", было поручено изготавливать технологические каналы, или, по современной терминологии, топливные сборки.

Трудности с твэлами стали одной из главных причин задержки с пуском Первой АЭС. Но были и другие не менее сложные задачи.
Приведу только один пример - для предотвращения накопления в реакторе гремучей смеси за счёт воздействия радиации на молекулы воды потребовалось задействовать 486 кг - четыреста восемьдесят шесть килограмм! - платины для рекомбинаторов.

Нужны эксперты, чтобы до конца оценить это. Вкратце, в энергетике, и ядерной в особенности, "Энергомаш" тянет на ЮКОС, если не больше. Один завод по производству реакторов в Волгодонске просто не имел равных в мире, к примеру, там до сих пор лежат два (?) корпуса под ВВЭР-1000. Все это гикнулось после Чернобыля и катастройки, и все оказалось в руках бывшего директора Степанова и зарегистрировано в Британии...

Остаки "Энергомаша" таковы, что в Росатоме до недавнего даже боялись думать, как бы вернуть взад все это ОГРОМНОЕ хозяйство.  


Экс-руководитель и основной акционер Energomash (UK) Limited Александр Степанов решением Высокого суда Англии осужден на два года по иску БТА Банка.

Сегодня БТА Банк сообщил о том, что 31 марта 2010 года Высокий суд Англии принял решение относительно Александра Степанова, бывшего генерального директора и основного акционера британской компании Energomash (UK) Limited, холдинговой компании группы компаний «Энергомаш». Согласно данному решению, г-н Степанов был приговорен к двум годам тюремного заключения за нарушение нескольких приказов Высокого суда, вынесенных в судебном разбирательстве по иску БТА Банка к г-ну Степанову.

Данное судебное разбирательство было инициировано БТА Банком в Высоком суде Англии в мае 2009 года в отношении специально созданной для целей сделки компании Rolls Finance Limited, входящей в группу компаний «Энергомаш», одного из ведущих мировых производителей в области энергетического машиностроения.

Предметом судебного разбирательства явились требования БТА Банка по кредиту в размере 365 млн долларов США, который был выдан компании Rolls Finance Limited в августе 2008 года. Обеспечением по данному кредиту выступил пакет акций компании Energomash (UK) Limited, принадлежащий бывшему генеральному директору и основному акционеру этой компании – Александру Степанову, а также личное поручительство г-на Степанова погасить этот кредит в случае наступления дефолта.

Впоследствии в марте 2009 года компания Rolls Finance Limited допустила дефолт по кредиту, что стало поводом для соответствующего судебного иска БТА Банка против г-на Степанова. В процессе разбирательства г-н Степанов предоставил суду дополнительные соглашения, которые, по его утверждению, были подписаны в конце 2008 года между ним и БТА Банком. Эти документы существенно изменяли условия кредитного соглашения в ущерб интересам Банка, однако в результате почерковедческой экспертизы данные документы были признаны поддельными, и версия событий, представленная г-ном Степановым, была опровергнута.
14 октября 2009 года Высокий суд Англии вынес решение взыскать с г-на Степанова 468 млн. долларов США в пользу БТА Банка. В настоящее время БТА Банк предпринимает различные шаги по исполнению этого судебного решения, как в Великобритании, так и в России.

Кроме того, в ноябре 2009 года Черемушкинский районный суд города Москвы вынес решение в пользу БТА Банка по его исковому требованию относительно личного поручительства г-на Степанова. В настоящее время данное решение рассматривается в кассационной инстанции.

Необходимо также отметить, что английская компания Energomash (UK) Limited в настоящее время находится в состоянии принудительной ликвидации.

В дополнение к своему решению от 14 октября 2009 года, Высокий суд Англии своим приказом обязал г-на Степанова раскрыть информацию о принадлежащих ему активах, включая активы группы «Энергомаш», контролируемые Степановым прямо или косвенно. Также приказом Высокого суда Англии был наложен запрет на любые сделки с активами, контролируемыми Степановым, вне зависимости от их местонахождения.

В связи с неисполнением г-ном Степановым данных приказов, Высокий суд Англии 31 марта 2010 года признал Степанова виновным в неуважении к суду, выдал ордер на арест г-на Степанова и приговорил его к двум годам тюремного заключения с того момента, когда г-н Степанов будет арестован.

Перенос частной темы с "Борьбы с террористическим подпольем".

ЦитатаСистема аварийного охлаждения зоны.
   Типовая система аварийного охлаждения активной зоны состоит из двух узлов: пассивного и активного.
   Пассивный узел предназначается для первоначального быстрого залива активной зоны водой с добавкой борной кислоты при разрыве трубопровода первого контура, который приводит к быстрому падению давления и обезвоживанию активной зоны. В него входят емкости САОЗ, соединенные трубопроводами с корпусом реактора.
   Емкость системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ) представляет собой сосуд высокого давления, расположенный вертикально. В рабочем состоянии емкость заполнена водой, содержащей борную кислоту (поглотитель нейтронов), и азотом.
   Емкость САОЗ предназначена для обеспечения экстренного залива активной зоны реактора необходимым количеством теплоносителя в первый момент аварийной ситуации, связанной с большой течью теплоносителя из первого контура. Давление в емкости САОЗ создается азотом.
   Система аварийного охлаждения зоны состоит из четырех независимых друг от друга емкостей, каждая из которых соединена трубопроводом с корпусом реактора. Подача теплоносителя от двух емкостей производится в пространство над активной зоной, а от двух емкостей – под активную зону реактора.
   Максимальная авария, на которую рассчитана система аварийного охлаждения зоны, - мгновенный поперечный разрыв главного циркуляционного трубопровода.

(ц) Т. Маргулова, "АЭС", изд 3-е, М.1983. (штатный учебник О-фака МИФИ по соответствующей специальности... ).

Как видим, никаких насосов и спринклеров (они действительно есть, но относятся к активной части системы (и ЕМНИП в них раствор вчетверо менее концентрированный, а именно - 40 г/л)) вытеснение давлением газа, и отнюдь не в контейнмент, а прям в корпус... Единственное,что я забыл - четырехкратное резервирование и впрыск в две разных точки...

Цитата: ukka
Так и приблизимся к истине. Тереза Христофоровна Магулова все правильно писала, но позволю себе процитировать немного уточняющий документ - действующую технологическую инструкцию.

Это уже пошел мелкий бисер, ув. Ukka. Крайне сомнительно, чтобы тонкости размещения гидроемкостей и разводки патрубков были сколь-либо интересны начинающему ядерному террористу Патриоту с соседней ветки --- он-то все одно ни один учебник читать не собирается и ему достаточно вытаскивать графитные стрежни. Есть категория граждан, кому в этом занятии помешать невозможно. Помимо учебников, по ВВЭР-1000 можно заглянуть и в сравнительно свежие прокрутки http://ephf.ispu.ru/…/ilch2.htm (полный разрыв главного циркуляционного трубопровода) или http://www.nbuv.gov.…/88-32.pdf (полное аварийное обесточивание с неработающими дизелями) --- таких материалов море.

В каноническом в свое время учебнике Н.М.Синева по ядерной энергетике в изданиях до конца 1980-х по режимным соображениям описания отечественных реакторов не было... Так как тут поговорили о пассивной безопасности реакторов, то стоит поглядеть, о чем думают корейцы для своего будущего быстрого реактора на натрии. Как никак, они классно утерли нос АРЕВА в Эмиратах, и по суммарной мощности АЭС сравнимы и с японцами, и с нами

Почитав про геморой с парогенератором натрий-вода вспомнил про МГД-генераторы.
Можно кратко ответить в чём у МГД-генераторов проблема? А то к металлическому теплоносителю он так и просится

Цитата: Gregos от 16.04.2010 11:36:56
Почитав про геморой с парогенератором натрий-вода вспомнил про МГД-генераторы.
Можно кратко ответить в чём у МГД-генераторов проблема? А то к металлическому теплоносителю он так и просится

К металлическому теплоносителю просится МГД-насос  ;)
И они там и используются, на сколько я слышал.

Цитата: Gregos от 16.04.2010 11:36:56
Почитав про геморой с парогенератором натрий-вода вспомнил про МГД-генераторы.
Можно кратко ответить в чём у МГД-генераторов проблема? А то к металлическому теплоносителю он так и просится

Проблема в очень низкой для заметного "прямого" МГД-эффекта скорости "металлического теплоносителя". Получаемое на "клеммах" напряжение - порядка микро-миллиВольт при "разумных" скоростях потока.

Цитата: huron от 16.04.2010 17:13:59
Проблема в очень низкой для заметного "прямого" МГД-эффекта скорости "металлического теплоносителя". Получаемое на "клеммах" напряжение - порядка микро-миллиВольт при "разумных" скоростях потока.
 

На БН-600 жидкий натрий качают "обычные" циркуляционные насосы


P.S.   Ядерный реактор БН-600 выполнен с "интегральной" компоновкой оборудования, при которой активная зона и оборудование первого контура (главные циркуляционные насосы и промежуточные теплообменники) размещены в корпусе реактора.




   1-Шахта; 2-Корпус; 3-Главный циркуляционный насос 1 контура; 4-Электродвигатель насоса; 5-Большая поворотная пробка; 6-Радиационная защита; 7-Теплообменник "натрий-натрий"; 8-Центральная поворотная колонна с механизмами СУЗ; 9-Активная зона.

Dobryak,
если правильно понимать Gregos, он хотел бы получать электричество МГД-методом прямо из скорости потока металлического теплоносителя, и что бы не связываться  "с  парогенератором натрий-вода вспомнил про МГД-генераторы." МГД-генераторы электроэнергии, а не насосы.
Собственно, если бы имелся в природе сверхвысокотемпературный сверхпроводник, то получаемые в таком МГД-генераторе "милливольты" (ток то при этом  вполне целоАмперный!) не остановили бы неудержимый технический прогресс - повышающий преобразователь напряжения на "силовом" джозефсоновском переходе в сочетании со сверпроводящими токосъемами и индуктивностями решили бы проблему.

... Если бы теплоноситель действительно получал энергию движения от реактора, а не от специально предусмотренных для этого дополнительных насосов.  ;)

Вводная: штат Вашингтон получил в наследство площадку в Ханфорде, где в цистернах с истекщим уже скоро 30 лет тому назад гарантийным сроком  хранятся под землей отходы с реакторов по наработке плутония. Так что для них крест на хранилище в Юкка Маунтэйн как серпом по фаберже...

DoE приостановило закрытие горы Юкка на период судебного разбирательства

Министерство энергетики (ДоЕ) США приостановило на 21 день все операции по отзыву заявки на лицензирование хранилища ОЯТ в горе Юкка в связи с начавшимся судебным разбирательством, сообщил 15 апреля специализированный портал "цоуртхоусенещс.цом".

"Мы уверены, что у нас есть законное право отозвать заявку на лицензирование хранилища "Гора Юкка". Однако сторонам нужно определённое время, чтобы приготовиться к слушаниям, а суд нуждается во времени, чтобы рассмотреть дело", - заявила представитель ДоЕ Стефании Мюллер.

Администрация Барака Обамы свернула работы по созданию в Соединённых Штатах долгосрочного хранилища ОЯТ "Гора Юкка" в штате Невада. Министерство энергетики приступило к процедуре отзыва заявки на получение лицензии для строительства и эксплуатации хранилища из комиссии по ядерному регулированию.

Ряд американских компаний, организаций и территорий выступают категорически против закрытия проекта, так как опасаются, что вследствие этого возникнет неопределённость в судьбе ОЯТ американских АЭС.

Штат Вашингтон обратился в суд с требованием запретить ДоЕ производить любые действия, направленные на "закрытие или прекращение операций" на площадке "Гора Юкка". По мнению властей штата, решение о закрытии проекта нарушает федеральные законы США, так как правительство страны взяло на себя ранее обязательство создать стратегию по обращению с ОЯТ.

ДоЕ согласилось приостановить на 21 день процедуру отзыва заявки из регулирующего органа, увольнение сотрудников и другие действия по закрытию проекта, чтобы дать судьям время спокойно разобраться со всеми обстоятельствами дела.

В качестве интересной информации в свете нового срока аренды Севастополя.

Совсем недавно (после выборов, но раньше подписания сроков аренды) прошло письмо об организации сотрудничества с украинскими АЭС. По громадному множеству вопросов (порядка 40-ка). За все крайние 12 лет все общение шло по линии ВАО АЭС. Общением это можно назвать только с натяжкой.

По текущему предписанию наконец-то организуется нормальный обмен информацией. Но! Украинским фирмам до сих пор закрыт доступ на российский рынок оборудования для АЭС. (но на схемы Росс-Укро теперь можно закрывать глаза)

Нужны эксперты, чтобы до конца оценить это. Вкратце, в энергетике, и ядерной в особенности, "Энергомаш" тянет на ЮКОС, если не больше. Один завод по производству реакторов в Волгодонске просто не имел равных в мире, к примеру, там до сих пор лежат два (?) корпуса под ВВЭР-1000. Все это гикнулось после Чернобыля и катастройки, и все оказалось в руках бывшего директора Степанова и зарегистрировано в Британии...

Остаки "Энергомаша" таковы, что в Росатоме до недавнего даже боялись думать, как бы вернуть взад все это ОГРОМНОЕ хозяйство.


В первом корпусе - 6 корпусов ВВЭР-1000 в разной степени готовности+более 10 парогенераторов (готовность более 70%)+компенсатор давления+емкости САОЗ+в четвертом корпусе 8 корпусов парогенераторов (готовность менее 50%). Вот как-то так... Да! Чуть не забыл - имеются кое-какие ВКУ (внутрикорпусные устройства)..

Читать это заключение TUV SUD Industrie, Energie und Technologie, Internationale Projekte,  Wesrendstrasse 199, 80686 Muenchen, o Вестингаузе на Украине полностью всем может и утомительно, но это почище любой криминальной хроники. Впрочем, это и есть исходник для криминальной хроники....

Короткая характеристика с Atominfo.ru:

Топливо Westinghouse не готово к эксплуатации

Независимый анализ материалов обоснования безопасности эксплуатации в блоке № 3 Южно-Украинской АЭС ядерного топлива производства Westinghouse ставит под сомнение возможность использования ТВС американской компании в украинских АЭС. В распоряжение редакции попал экспертный анализ отчета Государственного научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности Украины (ГНТЦ) о возможности использования перегрузочной партии ТВС компании Westinghouse в 3-м блоке Южно-Украинской АЭС, подготовленный консультантами немецкого независимого экспертного центра TU"V.

В документе сообщается, что Государственный Комитет Ядерного Регулирования Украины (ГКЯРУ) направил в TU"V запрос, где «выразил желание получить поддержку» экспертам ГНТЦ, которые проводили экспертизу выполнения требований по ЯРБ для загрузок активной зоны энергоблока №3 ЮУАЭС. Документы с обоснованием безопасности эксплуатации топлива Westinghouse, которые анализировал ГНТЦ, были представлены группой ученых Харьковского физико-технического института, исследовавших работу сборок Westinghouse.
В материале TU"V, который мы приводим полностью, содержатся уникальные сведения, касающиеся недавно завершившихся испытаний шести опытных кассет Westinghouse в 3-м блоке ЮУАЭС.

Экспертиза TU"V подтверждает оценку ГНТЦ, что в материале, подготовленном учеными Харьковского института, содержится большое количество «неточностей, непонятых и не прослеживаемых заключений и выводов».
В частности, в отчете рассматриваются вопросы прочности и надежности конструкции ТВС-W, которые уже 25 апреля начнут работу в реакторе. Немецкие специалисты обращают особое внимание на то, что «заключение о безопасной эксплуатации модифицированных перегрузочных ТВС-W должно основываться на том, что они идентичны по сравнению с опытными ТВС».

Немецкие эксперты отмечают, что при обосновании работоспособности твэлов в Украине заявителем – харьковскими учеными – использовались расчетные программы, нигде не описанные ранее. Кроме того, в оценке экспертов TU"V говорится, что модификации перегрузочных ТВС-W по сравнению с пилотными ТВС Westinghouse, представленные в одном из пунктов обоснования, означают, что в данном контексте отсутствует всякий эксплуатационный опыт.

Эксперты TU"V также говорят о ряде несоответствий данных заявителя расчетам ГНТЦ. В частности, заявитель утверждает об отсутствии кризиса теплообмена в активной зоне реактора при эксплуатации ТВС-W, в то время как трехмерное моделирование, сделанное учеными ГНТЦ, показало, что в верхней части активной зоны возникают условия для кризиса теплоотдачи. Специалисты TU"V подчеркивают, что отсутствие трехмерных программ является одним из главных недостатков расчетных анализов – точечные кинетические модели, применяемые заявителем в обосновании, не соответствуют современным подходам к анализу процессов в активной зоне реактора.

TU"V также соглашается с выводами ГНТЦ о необходимости доработки материалов, связанных с обоснованием результатов анализов теплоемкости и теплопроводности сплавов оболочки твэлов. По мнению экспертов, на основе представленных данных нельзя сделать вывод о безопасности использования перегрузочной партии из 42 кассет.

Таким образом, зарубежные специалисты соглашаются с рекомендацией ГНТЦ по ЯРБ Украины не принимать решения об опытно-промышленной эксплуатации ТВС-W компании Westinghouse на энергоблоке №3 ОП ЮУАЭС до получения дополнительных материалов.

Напомним, что руководство НАЭК «Энергоатом» ранее подтвердило, что в случае успешного завершения процесса квалификации и лицензирования американского топлива, в 2011 году вступит в силу украинско-американский контракт на поставку топливных кассет США для трех из пятнадцати энергоблоков АЭС Украины.

Уважаемые профессионалы, хотелось бы по подробней узнать о перспективах ядерной микроэнергетики  ( в сотни квт установочной мощности) в ближайшем и отдаленном будущем.

Например - каковы перспективы реакторов типа - Toshiba 4S "Micro Nuclear"  чисто в экономическом плане?

Возможен ли в будущем (через 10-20 лет) массовый коммерческий (т.е. стоимость квт. установленной мощности и стоимость квт.ч. выработанной электроэнергии будет сопоставима со стоимостью этих показателей для  традиционных генераторов) выпуск подобных устройств, при условии что мы опустим протесты зеленых и прочих ревнителей "нераспространения"?

Цитата: foton от 24.04.2010 00:57:02
Уважаемые профессионалы, хотелось бы по подробней узнать о перспективах ядерной микроэнергетики  ( в сотни квт установочной мощности) в ближайшем и отдаленном будущем.

Например - каковы перспективы реакторов типа - Toshiba 4S "Micro Nuclear"  чисто в экономическом плане?

Возможен ли в будущем (через 10-20 лет) массовый коммерческий (т.е. стоимость квт. установленной мощности и стоимость квт.ч. выработанной электроэнергии будет сопоставима со стоимостью этих показателей для  традиционных генераторов) выпуск подобных устройств, при условии что мы опустим протесты зеленых и прочих ревнителей "нераспространения"?

Или здесь, или на "Как оно тикает", микро-реакторы упоминались --- и Hyperion, которым так долго морочили голову публике, и Тошиба-4S . Когда имеется готовое мнение хорошо информированного скептика на доходчивом уровне, то лучше сослаться на него, чем велосипед изобретать. Я только позволил сeбе "покрасить" местами теkcт. (И я ни в коeм виде не профессионал, а всего дедушка без патента и мотора на сельской завалинке).  Итак, читаем:

Деревенская атомная иллюзия

Придёт ли атомная энергетика в каждый дом? Или хотя бы в каждый (коттеджный) посёлок? За рубежом есть компании, считающие это возможным в ближайшей перспективе - к 2013 году или немного позднее.

С ними не согласен автор присланной в электронное издание AtomInfo.Ru статьи. Его имя известно редакции, но по его просьбе мы публикуем материал под псевдонимом. В оригинальный текст статьи по согласованию с автором внесены редакторские правки.

Специалисты, экономисты и просто прохожие спорят до хрипоты - нужна ли малая атомная энергетика, и если нужна, то кому? В спорах смешались в кучу "кони и люди". Реальные проекты, подошедшие к стадии железа, ставятся в один ряд с прожектами авантюристов. Почти настоящий СВБР сравнивают с бумажным "Гиперионом", а плавучие АЭС - с выдумкой креативного дизайнера, ториевым "Кадиллаком".

Рынок малой атомной энергетики похож сегодня на восточный базар с его суматохой и криками зазывал. Добавим и мы свой голос к общей многоголосице, не претендуя при этом на конечную истину. Выскажем свои мнения, или точнее говоря, сомнения.

Деревенские АЭС

Зачем и кому нужна малая атомная энергетика? В святцах написано - большая станция для крупных энергосистем, малая станция для региональных.

Для экономики большая станция эффективнее, так как меньше становятся капитальные затраты на её строительство (экономия масштаба!). Но сплошь и рядом мы видим, как большая мощность становится избыточной. Отсюда происходят разговоры о манёвренных режимах или ночные закачки французами воды для соседних государств. Ещё чаще по диспетчерским ограничениям большие АЭС работают с недогрузкой.

Малая энергетика должна быть лишена недостатков большого собрата. Её предельный случай - "АЭС для посёлка", станция на несколько десятков, а то и просто на несколько мегаватт. Следуя привычным журналистским штампам, назовём её деревенской АЭС.

Требования, предъявляющиеся к деревенской АЭС, должны во многом кардинально отличаться от требований к большим атомным станциям.

Первое. Будучи в здравом уме, никто не может предполагать, что у деревенской атомной станции численность персонала окажется сравнимой с населением обслуживаемого посёлка - конечно, если только посёлок не добывает алмазы.

Будем честными и согласимся с тем, что под "персоналом" здесь и далее следует понимать не только операторов и директора с его секретаршей, но и охрану, семьи, продавщиц станционного магазина, воспитателей детских садов, психологов из ЛПФО, профсоюзных боссов, корреспондентов боевого листка "Мирная атомная Черноплюевка" и многих других людей, без которых невозможна нормальная жизнь на АЭС.

Второе. Для малых АЭС должны удовлетворяться жёсткие и сверхжёсткие требования к системам безопасности, в частности, к системам локализации аварий.

Третье. Малые, деревенские АЭС обязаны быть долговечными, простыми в эксплуатации и доступными по цене для потребителя. Регион не сможет выложить миллиарды евро за атомные станции для своих городков и посёлков, если только этот регион не нефтегазоносная Тюмень.

Топливо и СУЗ

Никого не удивляет, что если уменьшить размеры промышленного бойлера, то можно получить простой и безопасный электрочайник для домашнего хозяйства. Уменьшая коммерческую угольную ТЭЦ, можно прийти к обычной печке или камину. Но так ли обстоит дело с ядерными реакторами?

Прежде всего, у реактора есть понятие критмассы. Количество топлива, необходимое для достижения критического состояния, является существенной величиной, слабо зависящей от мощности. Если мощность ВВЭР-1000 уменьшить в 100 раз, то не стоит надеяться на 100-кратное сокращение массы загружаемого топлива.

Иными словами, роль топливной составляющей для малых АЭС будет расти по сравнению с большой энергетикой, а загрузка топлива в малые реакторы будет немногим меньше, чем в большие.

Характеристики активной зоны реактора за время эксплуатации будут меняться, и эти изменения станут для малой АЭС определяющими при проектировании системы СУЗ. Лучше всего, чтобы реактор за кампанию оставался бы стабильным или почти стабильным.

Добиться стабильности нейтронно-физических параметров очень легко - реактор с нулевой удельной мощностью, как известно, не выгорает. То есть, чем хуже используется топливо малой АЭС, тем лучше для её безопасности, но тем больше вопросов появляется по её экономике.

Но выгоранием топлива дело не ограничивается. Кроме выгорания, в реакторе присутствуют мощные эффекты отравления/разотравления, температурные эффекты при выходе на мощность и останове, и многие другие. То есть, система управления и защиты для деревенского реактора выйдет на практике близкой по сложности к системе СУЗ для больших энергоблоков.

Уроки Галены

Как создавалось ТЗ для деревенской АЭС для американского штата Аляска, и как вслед за ним пишутся ТЗ для новых потенциальных клиентов?

Есть индейский посёлок Галена, в котором проживают 675 человек (теперь уже 612). За киловатт-час в нём платят 25-35 центов. Потребность в электрической мощности доходит до 5 МВт и может быть почти удвоена, если перевести на электроэнергию отопление домов. Значит, требуется малая АЭС с мощностью до 10 МВт, способная обеспечить сельчан более дешёвой электроэнергией.

Для Аляски на бумаге удалось показать, что деревенский реактор станет выгодным приобретением. В идеальном случае, тарифы за электроэнергию в Галене после пуска малой АЭС с японским реактором 4S понизились бы до 5 центов за кВт×час. Но в этих расчётах предполагалось, что реактор деревне подарят бесплатно, а охранять его будет по совместительству местный шериф в свободное от посещения деревенского бара время.

Как только все эти предположения были отброшены, тарифы на атомное электричество для Галены немедленно поползли вверх, и проект был закончен, так и не начавшись.

Галенский опыт показал самое слабое место деревенских атомных станций. Это даже не топливо или капзатраты, это люди. Каждая штатная единица персонала вносит заметный отрицательный вклад в экономику, и чем больше людей задействовано в обслуживании деревенской АЭС, тем меньше у неё права на существование.

Изучив труды множества международных конференций, где затрагивались вопросы малых и сверхмалых АЭС, можно выделить и остановиться на трёх предложениях, способных улучшить экономическую эффективность деревенских станций:

   * подземное расположение АЭС, благодаря чему обеспечиваются безопасность и физзащита;
   * длительная (десятки лет) работа без перегрузки топлива;
   * автоматическое управление реактором и блоком, позволяющее полностью отказаться от эксплуатационного персонала, оставив лишь аутсорсинговые ремонтные бригады для периодического технического обслуживания.

Остановимся на трёх пунктах подробнее и изложим свои сомнения.

Три пункта

Подземное расположение. Закопать и забетонировать атомную станцию - прекрасное решение. На поверхность выходят только две трубы (вход/выход теплоносителя) и несколько проводов.

Но как прикажете поступать, если в недрах подземной станции прохудится трубопровод? По условиям задачи, доступа внутрь АЭС не предполагается - ведь если есть доступ, то нельзя отказываться от охраны. В этом случае, любые мероприятия по ремонту и обслуживанию оборудования станции превратятся в дорогостоящие и длительные раскопки, в течение которых потребителю придётся обходиться без энергии или покупать её на стороне.

Длительная работа без перегрузки. Что делать в случае разгерметизации твэлов? Вводить в проект дорогую систему очистки теплоносителя? Или выкапывать станцию и отправлять её для перезарядки на завод?

Закладываться на то, что дефектов твэлов за время сверхдлинной кампании не будет, нельзя - хотя бы уж потому, что из законов Мэрфи следует обратное. Всё, что может сломаться, сломается, причём в самый неподходящий момент.

Есть проекты, авторы которых отказываются от теплоносителя и снимают тепло с активной зоны через теплопроводность. Разгерметизация твэлов таким реакторам не страшна, но возникают свои сложности - затруднённый теплосъём, повышенная инерционность системы и другие.

Автоматическое управление реактором. Самый интересный подход, но и самый "бумажный" из всех перечисленных.

Примем как аксиому, что система может считаться ядерно-безопасной только в том случае, если запас реактивности в ней меньше доли запаздывающих нейтронов, бета-эффективной.

На что можно израсходовать 0,7% по реактивности? На выгорание, температурный и мощностной эффекты. Два последних должны быть отрицательными из соображений саморегулирования - если мощность реактора выросла по каким-то причинам, то отрицательная обратная связь должна вернуть её на место. Но чтобы мощность вернулась в исходное состояние сразу, а не через день, эффекты придётся сделать сильными по абсолютной величине, и запаса на выгорание у автоматической системы регулирования не останется.

Можно использовать другие приёмы. Например, разрешить средней температуре топлива колебаться в пределах ±10°C. Но как это повлияет на температуру рабочего тела, отдающегося потребителю? В большинстве проектов, такое тело - вода. Если мы не хотим в проекте избыточного давления и не собираемся получать пар, то разрешённые колебания температуры топлива будут означать, что температура воды будет колебаться в пределах 65-85°C.

Это пригодно максимум для теплоснабжения посёлка, о производстве электроэнергии при таких параметрах придётся забыть. Альтернатива - вводить в проект давление и ужесточать, тем самым, требования к корпусу реактора и его материалам.

Наконец, последний козырь из рукава. Отравление для тепловых реакторов в разы превышает бету-эффективную, и необслуживаемый реактор может быть поэтому только быстрым. А у быстрых реакторов топливо будет по естественным причинам дороже, и их строительство будет оправдано только на фоне замыкания топливного цикла. То есть, малые быстрые реакторы не выживут, пока не появится большая энергетика с быстрыми реакторами и замкнутым циклом.

Вместо заключения

Деревенская АЭС, конечно, может иметь право на существование. В единственном экземпляре где-нибудь в далёкой тундре - как флаговтыкательский проект, или как те американские военные малые реакторы, которые отработали в своё время в Антарктиде и Гренландии.

А прорыва в малой атомной энергетике можно добиться, если отбросить ошибочный тезис "Даёшь АЭС в каждый дом!". Если работать с потребителями регионального масштаба, с городами на 100-200-300 тысяч человек, и если сделать упор на реакторы из линейки 100-300 МВт(эл.). Это на сегодняшний день может быть реально. Ну а деревенская АЭС, к сожалению, ещё многие годы и десятилетия останется иллюзией.

ИСТОЧНИК: Иннокентий Стрельченко, AtomInfo.Ru

ДАТА: 08.03.2010

И как дополнение к посту о "деревенских реакторах"

(говоря о реакторах с бегущей волной, почему-то принято позорно обходить стороной автора идеи Л.П.Феоктистова, несколькими страницами раньше об этом на ветке было)

Георгий Тошинский: реактор из Обн-Аламоса для СВБР не конкурент

На вопросы электронного периодического издания AtomInfo.Ru отвечает советник генерального директора ГНЦ РФ-ФЭИ, главный научный сотрудник ГНЦ РФ-ФЭИ, научный руководитель работ по реактору СВБР-100 д.т.н., профессор Георгий Ильич ТОШИНСКИЙ.

Два свинцово-висмутовых реактора - российский и американский

Георгий Ильич, есть два события, о которых мы хотели бы поговорить. Первое произошло совсем недавно - это принятие инновационной ФЦП, в которой фигурирует проект СВБР-100. Второе случилось в прошлом ноябре, когда на зимней конференции ANS был представлен свинцово-висмутовый проект реактора "Hyperion". Не станут ли эти реакторы конкурентами друг другу?

С одной стороны, если рассматривать применение технологии свинцово-висмутового теплоносителя, то это конкуренты. В мире таких реакторов пока нет. В соответствии с федеральной целевой программой, свинцово-висмутовый реактор будет построен в России. Недавно мы узнали, что установку с таким же теплоносителем собираются построить - причём в более короткие сроки - Соединённые Штаты, для чего создана компания "Hyperion Power Generation" (HPG).

С другой стороны, наш и американский реактор не конкурируют друг с другом, поскольку находятся в разных мощностных нишах. СВБР-100 - это модульный реактор мощностью 100 МВт(эл.) с возможностью набора из модулей блоков большей мощности. "Hyperion" имеет объявленную номинальную мощность 25 МВт(э). Он имеет другую мощностную нишу - от 25 до 100 МВт.

Особо отмечу, что мощность 100 МВт(э) для СВБР-100 была выбрана не случайно. Это минимальная мощность - и, соответственно, минимальные размеры реактора - для которого может быть получен коэффициент воспроизводства (КВ) при работе на MOКС-топливе несколько больше единицы. При этом в замкнутом ядерном топливном цикле (ЯТЦ) реактор СВБР-100 будет работать в режиме топливного самообеспечения, без подпитки природным изотопом 235U. Поэтому СВБР-100 прекрасно вписывается в топливную инфраструктуру крупномасштабной атомной энергетики с замкнутым топливным циклом.

Реактор же меньших размеров и меньшей мощности из-за большой утечки нейтронов и, следовательно, низкого КВ будет неэффективно использовать природный уран. И с этим обстоятельством обязательно столкнутся разработчики реактора "Hyperion". Это станет особенно важным при большом количестве таких реакторов (авторы называют 4000 штук).

Но в России был проект СВБР-10, свинцово-висмутовый реактор с мощностью 10 МВт(э).

Такой эскизный проект действительно есть, он сделан. Но он пока не востребован, потому что заказчика, который был бы готов заплатить за него деньги, нет. Конечно, СВБР-10 - это интересный реактор, его можно было бы начинать строить без сооружения опытно-промышленного энергоблока, так как он отличается большой степенью преемственности уже отработанных технических решений.

Чем авторы проекта "Hyperion" объясняют свой выбор уровня мощности?

В тех публикациях, которые доступны, содержится весьма скудная техническая информация. В них нет объяснений и обоснований, в них просто приводятся некоторые характеристики.

Я бы обратил внимание даже не на мощность, а на сделанный американцами выбор топлива. Они предлагают использовать нитридное топливо, причём не мононитрид урана, а, так называемый, полуторный нитрид, то есть, U2N3, менее плотный, ухудшающий нейтронно-физические характеристики, и менее термостойкий. Объяснений, почему сделан такой выбор, не приводится. Я не вижу большого смысла в использовании U2N3.

То есть, американцы выбрали топливо, которое, мало того, что не проверено экспериментально, оно ещё и хуже, чем предлагаемое в российских разработках.

Да, так и есть, и делается это всё бездоказательно, без объяснений и комментариев.Я могу объяснить появление подобных "странных" проектных решений только тем, что работы над реактором "Hyperion", по всей видимости, находятся на самой начальной стадии разработки концепции. Возможно, что авторы сами ещё не знают, как будет выглядеть их установка. Отсюда и удивительные умолчания о рабочем теле промежуточного контура, и так далее.

Почему, как Вы думаете, американцы внезапно перешли на свинец-висмут и отложили в сторону свой предыдущий проект с уран-гидридным топливом?

Я могу только предполагать. На реактор "Hyperion" с топливом из гидрида урана выдан американский патент, авторство принадлежит Отису Петерсону, бывшему сотруднику LANL. Сам патент лишь удостоверяет то, что предлагаемое техническое решение имеет существенную новизну, но ничего говорит о реализуемости и полезности.

На мой взгляд "Hyperion" с гидридом урана и тепловыми трубами является классическим примером "бумажных реакторов", о которых в своё время в очень остроумной заметке говорил адмирал Хайман Риковер.

Не хотелось бы вдаваться в подробности, поэтому скажу коротко. Уран-гидридный "Hyperion" сделать может быть и можно, но как энергетический реактор работать он не будет. И говорить о его высокой безопасности тем более не приходится, потому что водород сам по себе источник опасности.

Видимо, в компании HPG поняли ситуацию и осознали, что для реализации реактора "Hyperion" в его первоначальном виде им потребуются длительные НИОКР. А потребители на реакторы малой мощности есть уже сегодня, и они хотят получить реакторы в 2015 году, а не в 2025. Как я понимаю, этим и объясняется, что американцы перешли на реальный проект, который может быть осуществлен и не содержит вопросов, требующих выполнения фундаментальных НИР.

Реактор из "Обн-Аламоса"

Но вместе с тем, успех проекта определяется квалификацией людей, которые над ним работают, и имеющимся у них опытом. Среди лиц, которые упоминаются в Интернете в связи с американским проектом, я не увидел специалистов в данной области техники.

Конечно, располагая финансовыми ресурсами, можно привлечь специалистов разного профиля. После трёх конференций "Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях", проведенных нашим институтом с участием зарубежных ученых, эта технология стала широко известной в мире, и сегодня в более чем полутора десятках стран ведутся достаточно серьёзные исследования по применению свинца-висмута в атомной энергетике. Но это уровень, в основном, концептуальных НИР, а не ОКР, направленных на реализацию в сжатые сроки проекта конкретного реактора.

Во многих странах развиваются концепции таких реакторов и, действительно, многие из этих концепций имеют право на жизнь и интересны. Но кроме квалификации специалистов, для их успешной реализации нужен ещё и опыт. А реальным опытом разработки сооружения и эксплуатации реакторов с теплоносителем свинец-висмут сегодня обладает только Россия.

Хотя в публикациях по реактору "Hyperion" можно увидеть ироничное упоминание, что реакторы АПЛ разработаны в "Лос-Арзамасе".

Это, конечно, интересный пассаж. Я понимаю его смысл в привязке к атомной бомбе. Первая советская атомная бомба действительно была скопирована с американской. Но иметь чертежи недостаточно для реализации проекта. Всё равно должны быть сконцентрированы силы, обеспечена очень высокая квалификация учёных, инженеров, конструкторов. Всё это в Советском Союзе было сделано.

Что касается реактора с теплоносителем свинец-висмут, то тут правильнее сказать, что если он в Америке и появится, то это будет проект разработанный в "Обн-Аламосе". Ведь основы этой технологии были заложены Александром Ильичом Лейпунским более 50 лет назад, и они развивались в Обнинске. Американцы не смогли освоить эту технологию.

Сегодня только две организации реально владеют опытом работ со свинцово-висмутовыми реакторами - ФЭИ и ОКБ "Гидропресс". Обе они задействованы в проекте СВБР-100.

Без практического опыта в руках, будет неизбежно сделано много ошибок при технической реализации конкретного проекта, потому что есть очень много мелочей, которые определяют и надёжность, и безопасность. На этом, я думаю, может споткнуться в итоге американская команда.

Как метко сказал наш А.С. Пушкин: "Опыт, сын ошибок трудных". И это совершенно верно - нельзя его (опыт) игнорировать.

Тем не менее, американцы объявляют такие цели - 2013 год ввод первого блока и стоимость 50 млн долларов.

Видите ли, американцы очень предприимчивые люди. Если бы речь шла о новой модели автомобиля, новой модели телевизора, где на момент запуска рекламной кампании опытный образец уже есть, испытан и может быть запущен в серию, то у них всё бы получилось.

Но в случае реактора "Hyperion" агрессивная рекламная кампания, на мой взгляд, мало обоснована. Я понимаю, американцы нашли красивый рекламный ход с изображением очереди за их реакторами - "Покупай или опоздаешь!". Но названные ими сроки и стоимость просто не реальны.

Выбор клиентов

Получить лицензию NRC на сооружение и эксплуатацию реактора "Hyperion" будет не так-то просто, мы считаем.

Я с этим совершенно согласен, потому что ключевой элемент любого реактора - топливо. А топливо не испытано. Как можно получить лицензию на эксплуатацию, не имея испытанного топлива? Я уже не говорю о том, что сегодня нитрид урана нигде в мире не производится.

Подтверждение работоспособности топлива это длительный процесс. А нужно ведь ещё определиться, где проводить с ним эксперименты. Мы по своему опыту знаем, что отработка топлива это большая серьёзная задача.

Есть наглядный пример, что не всё с малыми реакторами так просто, как кажется. Было широко разрекламировано, что японская фирма "Тошиба" построит в кредит на Аляске в Галене натриевый быстрый реактор 4S на 10 МВт(э). Место для строительства было выбрано суперудачно, потому что там очень дорогая электроэнергия. Это очень важно, так как при уменьшении мощности АЭС экономические показатели ухудшаются.

Но нужно помнить, что этот реактор уникальный, он никогда нигде ещё не был построен и не работал. Поэтому NRC правильно требует, что необходимо сначала испытать реактор, чтобы гарантировать покупателям его безопасную и надёжную работу.

Интересно попробовать предсказать, кто может быть потенциальными клиентами для реакторов "Hyperion". Авторы предполагают, что они смогут его продать американским военным, над которыми есть свой ведомственный атомнадзор, что позволяет избежать встречи с NRC.

Я сомневаюсь в том, что военные США примут для флота или для военных баз реактор с совершенно непроверенной конструкцией. Для них довод об успешной работе свинцово-висмутовых реакторов на российских АПЛ выглядит совершенно неубедительно. Им нужно получить подтверждение, что данная конкретная реакторная установка работает надёжно как положено по её назначению.

Если не гражданские и не военные, то резонно предположить, что первых покупателей на реакторы "Hyperion" будут подыскивать за рубежом. Причём, по всей видимости, не в Европе, где также сильна служба атомнадзора.

В конце концов, в тех странах, где нет своего атомнадзора, будет присутствовать МАГАТЭ или международные организации, которые не допустят строительства непроверенного на деле реактора.

Существует такое понятие - "первый в своём роде". Для любой новой технологии должен быть построен первый в своём роде реактор, на котором были бы подтверждены проектные характеристики: надёжность, безопасность и экономические показатели.

Иногда нам говорят, а зачем вы строите опытно-промышленный СВБР-100, когда у вас на лодках работали подобные реакторы? Мы хорошо понимаем - как бы нам ни хотелось ускорить этот процесс, перепрыгнуть такой этап нельзя. Опыт, полученный для подводных лодок, очень важен, но он непредставителен для гражданской энергетики.

Игнорирование естественного хода развития чревато большими экономическими потерями, рисками, связанными с безопасностью, с компрометацией атомной энергетики в целом.

СВБР-100

Не можем не воспользоваться случаем и не задать несколько вопросов по СВБР-100. Каково сейчас состояние проекта?

Вы знаете, что было объявлено о создании государственно-частного совместного предприятия ОАО "АКМЭ-Инжиниринг". Известно, что проект будет финансироваться на паритетных началах - частично из госбюджета, частично от частного инвестора.

Это предприятие только что создано, буквально перед самым Новым годом. Графики работы подготовлены, но я бы не стал сегодня говорить о том, в каком году будет поднят флажок пуска. Это будет зависеть от многих обстоятельств.

Моё личное мнение заключается в том, что опытно-промышленный реактор IV-го поколения реально построить за 6-7 лет. Разумеется, при условии, что будет сквозное финансирование без перерывов на утверждение различных стадий проекта и реализован совмещённый график выполнения конструкторских, проектных, строительно-монтажных работ и изготовления оборудования.

Надеюсь на то, что именно так и будет. В конце концов, у нас есть уверенность в жизнеспособности технологии, благодаря опыту подводных лодок. Если бы АПЛ со свинцово-висмутовыми реакторами не существовали, то СВБР перешёл бы в разряд бумажных реакторов, реализация которых потребовала бы значительно больших усилий, времени и средств.

В прессе упоминалось, что есть несколько кандидатных площадок под первый блок с СВБР.

Да, рассматриваются три площадки. Комментировать эту тему пока ещё рано. Давайте вернёмся к этому вопросу попозже.

Реакторы-"самоеды"

И ещё одна тема, которую нам хотелось бы обсудить. В прошлом году в США наметился интерес к реакторам-"самоедам". Появились патенты по этому поводу, проводятся работы, в частности, по концепции реакторов с бегущей волной (Traveling Wave Reactor - TWR), финансируемые Биллом Гейтсом.

Эта идея не новая. "Самоед" - реактор на быстрых нейтронах, который, будучи однажды запущенным, способен потреблять только 238U и при этом поддерживать критичность.

Нужно сказать, что первоначально эта идея была высказана в 1958 году на II-ой Женевской конференции советскими учёными из "Курчатовского института" Савелием Моисеевичем Фейнбергом и Евгением Петровичем Кунегиным. После этого во многих странах стали заниматься подобного типа реакторами.

Я могу отослать интересующихся к статье интернационального авторского коллектива в журнале "Nuclear Engineering, Vol. 151, No. 2, pp. 177-191", где описаны все возможные концепции реакторов. Американский реактор TWR - это, фактически, "свеча" Хироси Секимото, профессора Токийского технологического института. Именно такую идею он обосновал расчётами и много раз докладывал на международных семинарах и конференциях.

Идея реактора с бегущей волной состоит в том, что есть длинная активная зона, которую "поджигают" с одного конца, и по зоне идёт волна выгорания и накопления плутония. Такой реактор можно сравнить с зажжённой сигаретой, где зона горения постепенно перемещается, оставляя после себя пепел. Чем длиннее сигарета, тем дольше она горит. В реакторе же позади зоны горения остаются невыгоревшие 238U, плутоний и накопленные продукты деления.

Одна из главных трудностей TWR - для него нужны очень длинные твэлы. Все стремятся, чтобы активная зона была короче, это позволяет уменьшить значение положительного пустотного эффекта реактивности, характерного для натриевых быстрых реакторов, а также снизить гидравлическое сопротивление, расход энергии на прокачку теплоносителя через реактор. Но в TWR всё наоборот, активная зона должна быть очень длинной, иначе эффективность использования энергетического потенциала природного урана будет невысокой. Это делает такую концепцию внутренне противоречивой.

Другая сложность связана с тем, что для реакторов-"самоедов" необходимыми условиями реализации являются достижение очень большого выгорания, не менее 20% в среднем по тяжёлым атомам, и очень высокой повреждающей дозы быстрых нейтронов на конструкционные материалы, порядка 400 с.н.а.

При большом выгорании неизбежно большое газовыделение, что требует увеличения длины газовой полости внутри и без того длинного твэла. Неизбежны, в связи со сверхдлинной кампанией материаловедческие трудности, так как требования к материалам в "самоедах" выходят далеко за те параметры, которые мы сейчас можем реально обосновать.

Если сформулировать ответ в одном предложении, то "самоеды" находятся на этапе НИР, и для них не до конца определены те проблемы, которые придётся решать при их проектировании. Кроме того, открытым остаётся вопрос, что делать с ОЯТ, в котором находится много невыгоревшего плутония. Здесь необходимы системные исследования.

Как Вы думаете, чем обусловлен повышенный интерес к "самоедам", наблюдаемый в наши дни?

Это красивая идея, интересная концепция, позволяющая устранить внешний топливный цикл. Для них не требуется переработка топлива или обогащение урана, и при этом "самоед" может использовать 20-30% энергопотенциала природного урана, что в 20-30 раз выше, чем для реакторов на тепловых нейтронах. Если бы "самоеды" были готовы к коммерциализации сегодня, то проблема дефицита природного урана была бы отодвинута на многие столетия.

Но тут скрывается определённое лукавство. Реактор-"самоед" требуется запустить, а для первой загрузки ему нужен или плутоний, или обогащённый уран. То есть, в любом случае нам придётся сохранить на многие десятилетия технологии или переработки ОЯТ, или обогащения урана. Следовательно, проблема нераспространения чувствительных ядерных технологий также остается.

Конечно, реактор-"самоед" очень интересен. Наш институт работал над таким проектом и довёл его до определённого состояния. Но мы поняли, что есть большие трудности с его реализацией, потребуются слишком большие затраты в обоснование работоспособности конструкции, и поэтому, с учётом упомянутых выше системных проблем, было принято решение о прекращении этих работ.

Несмотря на это, проведение дальнейших исследований по TWR (также как и по реактору "Hyperion" в его первоначальной версии) является полезным, так как позволяет поддерживать и развивать научно-технический потенциал ядерных энергетических технологий.

Американцы очень агрессивно патентуют идеи по "самоедам". Не грозит ли нам опасность потерять интеллектуальные права в этой области?

Нет, не грозит. У патентов есть определённые сроки действия - 20 лет, по окончанию которых запатентованное техническое решение становится доступным для общего пользования без каких-либо юридических и финансовых проблем. Я уверен, что время, которое потребуется на коммерциализацию самоедов, намного превосходит сроки действия американских патентов.

Спасибо, Георгий Ильич, за интересное интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 04.02.2010

Цитата: foton от 24.04.2010 00:57:02
Уважаемые профессионалы, хотелось бы по подробней узнать о перспективах ядерной микроэнергетики  ( в сотни квт установочной мощности) в ближайшем и отдаленном будущем.

Например - каковы перспективы реакторов типа - Toshiba 4S "Micro Nuclear"  чисто в экономическом плане?

Возможен ли в будущем (через 10-20 лет) массовый коммерческий (т.е. стоимость квт. установленной мощности и стоимость квт.ч. выработанной электроэнергии будет сопоставима со стоимостью этих показателей для  традиционных генераторов) выпуск подобных устройств, при условии что мы опустим протесты зеленых и прочих ревнителей "нераспространения"?

В прошлом году стартанул президенский проект установки мегаваттного класса для космоса Это как один из примеров развития микроэнергетики для космических нужд. В микроэнергетику, на мой взгляд, можно включить установки для флота и плавучую АЭС, которая сейчас строится. Исследовательские реакторы, медицинские реакторы и физсборки из энергетики исключаем.
Для наземного применения малых реакторов ниша только одна - энергообеспечение чего-нибудь добывающего (шахты, скажины и т.д.) и поселков при них на крайнем севере. Насчет перспектив - ну если до сих пор попутный газ сжигают плюс дикий консерватизм участников в нише малой энергетики, то можно констатировать, что перспектив у малых реакторов никаких нет.

Цитата: Dobryak(Аулец) от 24.04.2010 09:16:16
И как дополнение к посту о "деревенских реакторах"

(говоря о реакторах с бегущей волной, почему-то принято позорно обходить стороной автора идеи Л.П.Феоктистова, несколькими страницами раньше об этом на ветке было)

СВБР вписан в концепцию развития большой энергетики, хотя болтается где-то сбоку. Для его строительства есть только одно важное преимущество - он отработан на лодках и проработан для наземного применения. То есть проект проработан для наземного применения. Этим он у БРЕСТа выигрывает, но при этом оба проекта проигрывают у БНов, поскольку у последних многолетний опыт эксплуатации. Так что неизвестно будет ли СВБР построен.

Теперь по поводу идеи Л.П.Феоктистова. Меня эта идея вводит в недоумение, поскольку я никак не могу понять в чем её преимущество. Задача создания активной зоны с КВ около еденицы (то бишь реактора самоеда) при современном уровне константного обеспечения, ПО и компьютерных мощностей сводится всего навсего к оптимизационной задаче, которую грамотный специалист вполне способен решить за несколько месяцов или даже недель.
Вопрос длительных кампаний отнюдь не в выгорании топлива с точки зрении нейтронной физики. Проблема в распухании и стабильности топлива, в оболочках, органах регулирования (они ведь тоже горят) и т.д. К примеру для оболочки твэла существует такое понятие как сна (смещение на атом). У каждого материала есть предел сна, который становится меньше при высоких температурах и давлении. Если материал стоит 10 лет, то нафига кампания топлива 20 лет?
Ну и напоследок, зачем нужны эти волны? Зачем максимумам неравномерности энерговыделения расползаться по активной зоне? Если максимум энерговыделения не в центре активной зоны, то как себя поведут гармоники при возмущении нейтронного потока? Как быстро они затухнут? Как поведёт себя автоматика стержня регулирования с учетом того, что энерговыделение перемещается по активной зоне?