Это решение позволяет установить более высокие пределы выгорания топлива, что даёт возможность атомным электростанциям извлекать больше энергии из топливных сборок, сохраняя при этом запасы безопасности и сокращая количество отходов.
Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) одобрила тематический доклад компании Framatome «Высокое выгорание топлива в реакторах с водой под давлением», представленный в 2024 году. Доклад основан на почти шестилетней работе, направленной на повышение пределов выгорания топлива для топливных элементов GAIA и HTP, что повышает эффективность, конкурентоспособность и гибкость работы атомных электростанций.
Эти передовые топливные решения будут реализованы на заводе компании в Ричленде, штат Вашингтон. Благодаря более чем 55-летнему опыту в производстве топлива, этот модернизированный завод играет ключевую роль в предоставлении самых передовых решений в области ядерного топлива.
GAIA — это самое современное топливо для реакторов с водой под давлением (PWR) от Framatome, специально разработанное для циклов с высоким выгоранием и высоким обогащением. В нем используются перемешивающие лопаточные решетки (MVG) для улучшения показателей критического теплового потока (CHF), что позволяет реакторам работать с большими запасами безопасности. MVG — это специализированные конструктивные элементы в ядерной топливной сборке, предназначенные для активного перемешивания теплоносителя при его прохождении по топливным стержням. В то время как стандартные разделительные решетки в основном обеспечивают механическую поддержку и поддерживают надлежащее расстояние между стержнями, MVG имеют встроенные «лопасти», которые выступают, попадая в поток теплоносителя.
В конструкции GAIA также используются моноблочные направляющие трубки из сплава Q12, что значительно повышает устойчивость топливных сборок к изгибу и боковой деформации. Она специально разработана для соответствия более высоким пределам выгорания топлива, установленным NRC, и может использовать таблетки с добавлением оксида хрома (обычно UO2 с 500–1600 ppm Cr2O3) для лучшего контроля выбросов продуктов деления в конце срока службы.
Конструкция с высокими тепловыми характеристиками (HTP) — это признанный во всем мире дизайн, известный своей исключительной механической надежностью. Ее отличительной особенностью является разделительная решетка HTP, в которой используется концепция поддержки топливных стержней по принципу «8 линий», исключительно устойчивая к износу от трения решетки о стержень (GTRF). Конструкция HTP доступна практически для всех типов решеток PWR и имеет богатый опыт эксплуатации в США и Европе. Большая часть конструкции GAIA основана на технологиях, впервые доказавших свою эффективность в линейке HTP.
Данная заявка является частью программы Framatome по обращению с усовершенствованным топливом (AFM), которая направлена на внедрение инновационных технологий ядерного топлива, включая гранулы оксида урана (UO2) с более высоким уровнем обогащения, а также передовые коды и методы, позволяющие увеличить степень выгорания топлива на существующих атомных электростанциях США.
Эти инновационные решения обеспечивают безопасные, надежные и экономичные топливные циклы и позволяют увеличить продолжительность циклов с 18 до 24 месяцев для значительной части реакторного парка США. Увеличивая возможности по выгоранию топлива, операторы станций могут оптимизировать его использование, сократить количество отходов и поддержать дальнейшее производство конкурентоспособной, чистой и устойчивой энергии.
Эта заявка и ее одобрение дополняют другие недавние достижения Framatome в области поставок высокообогащенного топлива для атомной промышленности. Недавно NRC одобрила применение комплекса передовых кодов и методов PWR компании к условиям эксплуатации с обогащением U-235, превышающим стандарт 5%. Комиссия по ядерному регулированию (NRC) также одобрила поправку к лицензии, позволяющую компании Framatome транспортировать свежие топливные сборки для реакторов PWR и BWR с обогащением U-235 до 8% внутри США.
