23 августа 2021

В Китае началась первая загрузка сферических микротвэлов на двух высокотемпературных реакторах HTR-PM четвертого поколения

Atomic-Energy.ru
China Huaneng Китайские специалисты загружают первые микротвэлы в высокотемпературный реактор HTR-PM China Huaneng

На двух строящихся высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах (HTR-PM) АЭС “Шидаовань” в китайской провинции Шаньдун началась загрузка сферических топливных элементов. Это событие произошло через день после выдачи Китаем лицензии на эксплуатацию данной демонстрационной двухблочной АЭС, которая должна начать работу в конце этого года.

Национальное управление по ядерной безопасности Китая 20 августа выдало лицензию на эксплуатацию высокотемпературных реакторов HTR-PM, сообщила компания China Huaneng. Загрузка первых сферических топливных элементов в первый реактор началась на следующий день.

Инновационные сферические топливные элементы с полностью керамическим покрытием имеют диаметр 60 миллиметров и содержат по 7 граммов урана, обогащенного до 8,5%. Температура на выходе из активной зоны HTR-PM составляет 750ºC для газогелиевого теплоносителя, температура пара - 566ºC, а температура на входе в активную зону - 250ºC. Тепловой КПД составляет реактора HTR-PM 40%. Высота активной зоны составляет 11 метров, а диаметр - 3 метра. 

В проекте HTR-PM имеются две независимые системы контроля реактивности реактора: 

  • первичная состоит из 24 управляющих стержней в боковом графитовом отражателе, 
  • вторичная - из шести каналов для небольших поглощающих сфер, падающих под действием силы тяжести, также в боковом отражателе. 

Сферические микротвэлы выпускаются в верхнюю часть активной зоны один за другим при работающем реакторе, вместе с графитовыми замедлителями такого же размера. Они соответствующим образом удаляются из нижней части, при этом из них отделяются деформированные, измеряется их выгорание, а полностью использованные микротвэлы отсеиваются и передаются на хранение. Ожидается, что срок эксплуатации высокотемпературного реактора HTR-PM составит 40 лет.

China Huaneng отметила, что первоначальная загрузка HTR-PM ядерным топливом делится на два этапа – сначала топливные элементы загружаются во временный резервуар для хранения топлива, а затем передаются в активную зону через систему загрузки и выгрузки топлива. В сообщении компании говорится, что с момента начала первой загрузки топлива до достижения реактором первой критичности пройдет около 30 дней. В течение этого периода, по оценкам, будет установлено около 104 000 топливных элементов. Для полной загрузки одного реактора требуется около 420 000 топливных элементов.

Первый реактор HTR-PM уже официально вошел в состояние ядерной эксплуатации, добавили в компании, и будет подключен к сети к 2021 году.

Преимущества высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов HTR-PM, по мнению China Huaneng, заключаются в естественной безопасности, высоком уровне локализации оборудования, модульной конструкции и адаптации к малым и средним энергосетям. Проект также имеет широкий спектр других применений, включая возможность организации централизованного отопления жилый районов и производства промышленного тепла.

Строительство демонстрационной АЭС “Шидаовань” с двумя высокотемпературными реакторами HTR-PM, которые будут приводить в действие одну турбину мощностью 210 МВт, началось в декабре 2012 года. China Huaneng является ведущей организацией в строительном консорциуме (с долей 47,5%), вместе с дочерней компанией Китайской национальной ядерной корпорации China Nuclear Engineering Corporation (CNEC) (32,5%) и Институтом ядерных и новых энергетических технологий Университета Цинхуа (20%). Chinergy, совместное предприятие Университета Цинхуа и CNEC, является главным подрядчиком по строительству ядерного острова.

Холодные функциональные испытания, целью которых является проверка системы и оборудования первого контура реактора, а также прочности и герметичности вспомогательных трубопроводов под давлением, превышающим проектное, были завершены на двух реакторах HTR-PM 19 октября и 3 ноября прошлого года соответственно. Горячие функциональные испытания, имитирующие температуры и давления, которым будут подвергаться системы реактора во время нормальной эксплуатации, начались в январе.

Для площадки АЭС “Шидаовань” предлагается построить еще 18 таких блоков HTR-PM. Помимо HTR-PM, Китай предлагает более масштабный вариант под названием HTR-PM600, который предусматривает одну большую турбину мощностью 650 МВт, приводимую в движение примерно шестью реакторными установками HTR-PM. На данные момент в Китае технико-экономические обоснования для внедрения HTR-PM600 проводятся на:

  • АЭС “Саньмэнь”, провинция Чжэцзян; 
  • АЭС “Руйцзин”, провинция Цзянси; 
  • АЭС “Сяпу” и “Ваньань”, провинция Фуцзянь; 
  • и АЭС “Байань”, провинция Гуандун.