20 сентября 2021

Росатом начал опытно-промышленную эксплуатацию российского «толерантного» топлива нового поколения на втором блоке Ростовской АЭС

Активная зона реактора ВВЭР-1000 второго энергоблока Ростовской АЭС

На энергоблоке №2 Ростовской АЭС (филиал Концерна «Росэнергоатом») началась опытно-промышленная эксплуатация тепловыделяющих элементов нового поколения безопасности (ATF – Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – Accident Tolerant Fuel). 

В рамках капитального ремонта в составе партии свежего топлива в активную зону реактора ВВЭР-1000 были загружены три комбинированные тепловыделяющие сборки конструкции ТВС-2М, каждая из которых содержит по двенадцать  твэлов в инновационном исполнении: шесть тепловыделяющих элементов изготовлены с применением в качестве конструкционного материала хром-никелевого сплава 42ХНМ и шесть твэлов с оболочками из циркониевого сплава с хромовым покрытием. Данные технологические решения позволяют либо полностью исключить, либо значительно затормозить развитие пароцикрониевой реакции в активной зоне реактора в случае внештатной ситуации.

Перед началом опытно-промышленной эксплуатации ATF российского дизайна командой специалистов топливного, машиностроительного и энергетического дивизионов при координации Госкорпорации «Росатом» была проделана масштабная работа по обоснованию загрузки инновационного топлива в коммерческий реактор и получению соответствующей лицензии со стороны Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Для испытаний в энергетическом реакторе большой мощности был выбран консервативный вариант экспериментальных твэлов со стандартной топливной композицией, что соответствует общемировой практике. Существующие зарубежные программы разработки ATF также предполагают, что внедрение новых топливных и конструкционных материалов должно осуществляться поэтапно.

Новая тепловыделяющая сборка конструкции ТВС-2М

 «Эксплуатация топлива в энергетическом реакторе – важный шаг для дальнейшей коммерциализации этого продукта. Символично, что эта знаковая веха стратегически важного проекта достигнута в дни, когда АО «ТВЭЛ» празднует свой юбилей – 25-летие со дня основания компании. Мы выражаем благодарность АО «Концерн Росэнергоатом» и Ростовской АЭС за эффективное взаимодействие с Ростехнадзором и со своей стороны продолжим тесное сотрудничество с регулятором для лицензирования последующих циклов эксплуатации этих ТВС. Разработка ATF – ключевой тренд в мировой атомной энергетики последних лет, который направлен на то, чтобы вывести безопасность АЭС на качественно новый уровень, практически исключающий вероятность возникновения аварий с негативными последствиями для окружающей среды. Кроме того, отдельные варианты ATF c альтернативными топливными композициями могут сделать эксплуатацию более эффективной экономически без повышения уровня обогащения урана. По оценкам международных экспертов, этот продукт будет доминировать на глобальном рынке уже в относительно краткосрочной перспективе», - отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова. 

Новые твэлы с оболочками из циркониевого сплава с хромовым покрытием

Директор Ростовской АЭС Андрей Сальников:

«Загрузка топлива на АЭС осуществляется в период плановых ремонтных кампаний. Девятая с начала ввода в эксплуатацию энергоблока № 2 Ростовской АЭС ремонтная кампания, завершившаяся к настоящему времени, стала особенной благодаря загрузке сборок с ядерным топливом нового поколения. Данная разработка российских учёных призвана обеспечить дополнительную безопасность при эксплуатации энергоблоков. Безопасность – это наш главный приоритет и залог дальнейшего успешного развития атомной энергетики. Все запланированные ремонтные и профилактические работы, направленные на обеспечение безопасной и надежной эксплуатации оборудования и систем энергоблока, выполнены в полном объеме».

В Росатоме с 2018 года продолжаются испытания «толерантного» топлива ATF российского дизайна для легководных реакторов, составляющих основу современной атомной энергетики, – российских ВВЭР и установок западного дизайна PWR. Экспериментальные ТВС, которые прошли два полных цикла реакторных испытаний в исследовательском реакторе МИР в АО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград, Ульяновская обл.), содержат твэлы с четырьмя вариантами сочетаний материалов оболочки и топливной таблетки: помимо диоксида урана в качестве топливной композиции используется уран-молибденовый сплав с высокой теплопроводностью. По итогам исследований планируется выбрать оптимальный вариант сочетания конструкционных и топливных материалов с учетом технических и экономических параметров. После двух циклов испытаний все твэлы герметичны.

В Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» основные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию инновационных видов топлива выполняет ВНИИНМ им. А.А. Бочвара.

ATF (англ. - Advanced Technology Fuel, также называемое «толерантное» топливо – Accident Tolerant Fuel) – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень. 
Второй энергоблок Ростовской АЭС