В РНЦ КИ обсудили перспективы развития топлива для реакторов ВВЭР

21 мая 2009

На заседании Учёного совета РНЦ "Курчатовский институт" был заслушан доклад "Физика и топливо ВВЭР. Совершенствование и перспектива", подготовленный группой специалистов Института ядерных реакторов, сообщает профессиональный атомный блог Мой Атом.

Как отмечается в блоге, текст доклада представлял кандидат технических наук Михаил Петрович Лизоркин.

В докладе содержится обзор развития топлива для реакторов ВВЭР и взгляд на ближайшую перспективу. Были затронуты такие тематики, как топливо для ВВЭР-440, ВВЭР-1000, ВВЭР-1200 и "Супер-ВВЭР".

При совершенствовании топлива для действующих ВВЭР требуется решать две основные задачи:

* удовлетворение запроса на более экономичные и безопасные топливные циклы;
* обеспечение конкурентоспособности отечественного топлива.

Пути их решения в целом известны. Для этого необходимо обеспечивать следующие направления работ;

* увеличение выгорания;
* обеспечение повышения КИУМ;
* предложение гибких по длительности топливных циклов;
* уменьшение флюенса на корпус.

ВВЭР-440

Для топлива реакторов ВВЭР-440 за последние годы были достигнуты следующие результаты:

* повышено обогащение до 4,95% по урану;
* внедрён выгорающий поглотитель Gd2O3;
* для кассет второго поколения обеспечено выгорание до 55-60 ГВт×сут/т;
* обеспечена возможность работы кассет в активной зоне до 5 лет;
* обеспечена работа на повышенной мощности 107-108-110%, что особенно важно для реакторов, эксплуатирующихся в Европе.

Говоря о ближайшей перспективе топлива для ВВЭР-440, авторы доклада предполагают, что будет сделано следующее:

* появятся кассеты третьего поколения, в которых чехлы будут заменены на уголки жёсткости;
* будут введены три несущие трубки вместо трёх твэлов;
* будут внедрены твэлы с тонкой оболочкой до 0,57 мм;
* предполагается переход на циркониевые сплавы с пониженным содержанием гафния;
* предполагается также увеличение топливного столба;
* появятся топливные таблетки без центрального отверстия и большего диаметра.

Переход на кассеты третьего поколения, как отмечается в блоге "Мой Атом", позволит достигнуть выигрыша в 8-10% по топливоиспользованию. Вместе с тем, длительность кампании более 320-330 эффективных суток сейчас не рассматривается, так как имеются ограничения со стороны оборудования.

ВВЭР-1000

Многие из направлений работ, проводившихся для кассет для реакторов-тысячников, совпадают с направлениями для ВВЭР-440. Здесь также рассматривалось повышение обогащения до 4,95%, увеличение выгорания и внедрение Gd2O3.

Для тысячников были разработаны топливные циклы продолжительностью от 9 до 18 месяцев, а также увеличен ресурс ПС СУЗ. Всё это достигается на кассетах ТВСА и ТВС-2 или ТВС-2М.

В ближайшей перспективе для ВВЭР-1000 также предполагается утонение оболочек твэлов до 0,57 мм и снижение содержания гафния в цирконии. Здесь тоже будут рассматриваться таблетки большего диаметра и без центрального отверстия и будет увеличена высота топливного столба.

У тысячников в обозримом будущем может появиться аксиальное профилирование обогащения, ранее бывшее характерным только для продукции "Вестингауза". Будут обеспечены возможности суточного маневрирования мощностью и длительные топливные циклы.

ВВЭР-1200

По этому проекту, известному как "АЭС-2006", продолжаются работы по его совершенствованию. Так, в докладе были представлены результаты оптимизации конструкции ТВС с точки зрения нейтронной физики и безопасности.

В новом ВВЭР будет большее число СУЗ - до 121. Для того, чтобы совместить с ними СВРК, измерительный канал был вынесен из центральной трубки, а это, в свою очередь, вызывает возмущение поля энерговыделения внутри ТВС. В докладе были предложены конструкторские решения для устранения этой проблемы.

Супер-ВВЭР

По этому аппарату подробной информации не приводилось, так как по нему всё ещё продолжаются поисковые исследования. Как отмечает "Мой Атом", поиски ведутся на базе классического ВВЭР.

В докладе были приведены параметры, на которые на данный момент ориентируются разработчики:

* повышенный термический к.п.д.;
* замкнутый или частично замкнутый топливный цикл;
* КВ = 0,8-0,85;
* возможность 24-месячного топливного цикла;
* возможность двухпетлевой схемы.

Предполагается, что для Супер-ВВЭР будет создана целая линейка реакторов в диапазоне мощностей от 300 до 1800 МВт(эл.), а сроки их строительства составят 3-4 года.

Уже через несколько дней у атомного сообщества появится очередная возможность обсудить в профессиональном кругу проблемы развития реакторов ВВЭР. Как напоминает "Мой Атом", 26 мая 2009 года в Подольске в ОКБ "Гидропресс" стартует шестая международная конференция Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР.