''Прорыв'' в нацпроект?
Дата: 01/10/2018
Тема: Атомная наука


Б.И.Нигматулин, генеральный директор Института проблем энергетики

Как стало известно “Ъ”, премьер Дмитрий Медведев согласился с идеей «Росатома» разработать отдельный нацпроект по атомной науке и технологиям и поручил правительству его проработать. В число относящихся к научно-технологической сфере направлений предлагается включить и. разработку новых типов ядерных реакторов, замкнутого ядерного топливного цикла (проект «Прорыв»).



К «Прорыву», в частности, к затее строительства в Северсве  реактора со свинцовым теплоносителем, я обращался почти шесть лет тому назад. Ответ от бенефициаров проекта последовал незамедлительно.  Сегодня предпримем попытку понять, насколько продвинулись разработчики за прошедшие 6 лет.  Для наглядности я составил следующую  таблицу. Оговорюсь, что стараниями господ Адамова и Асмолова (по словам Г.Н.Рыкованова) мне закрыт доступ на НТС, где, я надеюсь, обсуждаются затронутые проблемы, я не располагаю всей полнотой информации по их решению.

Ответчик

Вопрос

Тех.решение

Комментарий

профессор П.Мартынов

Загрузка свинцового теплоносителя

 

 

 

 


Последствия перекрытия активной зоны оксидами свинца

Фактическая длительность процесса заполнения прогнозируется от 2,5 месяцев до 4,5 месяцев. Соответственно по мере завершения технического проекта эта оценка будет конкретизирована.

Система тщательной очистки исходного свинца, исключения возможности попадания  воздуха в первый контур реакторной установки и др.

Проблема не решена.







Нет достоверных сведений






М.Скупов (ВНИИНМ)

Фабрикация регенерата

Предполагается, что точное соотношение урана и плутония не требуется получать в соосажденной смеси на химической стадии.

Нет достоверных сведений

В.Лемехов, главный конструктор проекта “БРЕСТ-ОД-300”

Возможные аварийные ситуации при отключении насосов

 

 

 

Ремонтопригодность парогенератоов

 

 

 

 


Отмывки парогенератора при рабочих температурах свинца 400-500°

 

 

 



Отказ ПВД может привести к замерзанию свинца

 

 

 

 

 

 

 

  


Принятая квадратная решетка твэлов недоисследована. Коррозионные и прочностные исследования даже на моделях не закончены

 

 


Возможность обратного парового взрыва

 

 

 

 



Вероятность взрывного вскипания свинца

Конфигурации системы аварийного расхолаживания исключает превышение пределов безопасной эксплуатации элементов РУ


В случае необходимости извлечение модуля ПГ производится в контейнере, отмывают от свинца в камере разогрева и отмывки и транспортируют к месту ремонта или утилизации.

 

Для проведения высокотемпературных отмывок рассматриваются несколько вариантов, наиболее перспективной в настоящее время считаем паро-газовую отмывку с добавлением комплексонов.

 

Предусмотрены системы, исключающие заброс в ПГ воды с температурой меньше 340 °C. После ПВД стоит СППВ (смешивающий подогреватель питательной воды) Предусмотрены отсечные клапаны питательной воды на входе ПГ и отсечные паровые задвижки на выходе ПГ, нормальное и аварийное расхолаживание осуществляется не через ПГ.

Запланировано моделирование активной зоны БРЕСТ-ОД-300 на стенде БФС. Вопрос выбора типа решётки окончательно не решён и активно выполняется большой комплекс исследований ТВС с различной упаковкой твэлов.

 

Измеряются как механические эффекты от разрыва, так и теплогидравлические параметры сред. На базе этих экспериментов будут верифицированы расчётные программные средства.

 


Предусмотрены дальнейшие эксперименты на среднемасштабных макетах проточных частей. Эксперименты по кавитации нацелены на верификацию расчётных зависимостей и повышение ресурса проточных частей ГЦН

Проблема не решена

Аттестованных кодов нет.

 

 

 

Экспериментально не отработано

 

 

 

 

 

Экспериментально не отработано

 

 

 

 

 


Отсутствует достоверное расчетное и экспериментальное обоснование. Несрабатывание отсечных клапанов?

 

 

 

 

 

 



Моделирование на БФС не проведено

 

 

 



Не проведено. Аттестованных кодов нет. В эксперименте в свинец медленно подавался пар. С водой опыты не проведены.

Проблема не решена

 

 

 

Проблема не решена

 

 

 

 

Л.Забудько

Радиационное распухание, воздействие топлива на оболочку твэлов к концу кампании избыточным газовым давлением

 

 

Невысокий температурный порог по работоспособности нитрида

 

 

 

 

 

 Если твэл зальется свинцом, то будут локальные пережоги оболочек с внутренней стороны

 

 


Случай превышения температурного порога работоспособности нитридного топлива

Модель реализована как один из модулей  расчетного коде “ДРАКОН”, который разработан для расчета  температур и напряженно-деформированного состояния твэла с нитридом.

В рамках проекта “ПЛОТНОЕ ТОПЛИВО”, который является частью проекта “ПРОРЫВ” запланированы дореакторные и реакторные эксперименты по исследованию этого явления.

 

Основной вариант твэла БРЕСТ это вариант  с гелиевым подслоем, так что острота вопроса не та. Есть время, чтобы разобраться, если в дальнейшем будет решение о свинцовом подслое

 

Можно при необходимости предусмотреть конструкцией твэла (выбор соответствующей величины газовой полости,  соотношение диаметра оболочки и толщины ее стенки).

Нет данных. CFD расчеты показывают неравномерность в 80 градусов по периметру твэла и скорости свинца достигают 3.6 м/с, что приведет к эрозионно-коррозионному повреждению.

 

Нет достоверной информации

 

 

 

 

 

 

Нет достоверной информации

 

 

 

 

 

 Нет достоверной информации

 

 

 

профессор А.Сорокин

Возможность перехода в режим закризисного теплообмена

 

 

Аварийное охлаждение реактора

В сравнении с парогенератором РУ БН-600 параметры ПГ БРЕСТ-ОД-300 менее напряженные.

 

Намечена значительная программа экспериментальных и расчетных исследований в обоснование САОТ БН-1200 и САОТ БРЕСТ-300.

Программа расчетных и экспериментальных работ не реализована. Нет аттестованных кодов.

профессор Ю.Хомяков

Отсутствие полномасштабной расчетной модели реактора

 

 

 

 

 


Термическая стратификация в выходном трубопроводе при смешении двух потоков свинца – горячего из зоны и холодного из байпаса

Прецизионные расчеты проводятся методом Монте-Карло с минимальными методическими погрешностями с точностью, определяемой практически только нейтронными данными. Окончательный проектный вариант будет промоделирован на БФС

В рамках проекта «Прорыв» намечено проведение экспериментальных и расчетных исследований, развитие моделирования этих эффектов

Эксперименты на БФС не проведены

 

 

 

 

 

 


Нет достоверной информации о завершении и результатах исследований

 

А.Моисеев, научный руководитель проекта “БРЕСТ ОД-300”

Не приведены убедительные обоснования для исключения из анализов безопасности запроектных аварий

Для ограничения течи через негерметичные трубы ПГ предусматриваются быстродействующие паросбросные устройства на выходе ПГ, срабатывающие после отсечения ПГ по воде и пару.

Обоснования не приведены. Нет аттестованных кодов.

профессор В.Каграманян

 как фабриковать «фонящий» реакторный плутоний”

Ведутся расчетные и экспериментальные исследования по оптимизации рецикла и способов обращения с каждым из нуклидов

Нет достоверной информации о завершении и результатах исследований

 

профессор В.Орлов

Предпочтительность водяного теплоносителя-рабочего тела, и перехода параметров пара из докритической области (ВВЭР или ВК) в сверхкритическую (БР), одноконтурного блока

В БР вода ухудшает нейтронный баланс, снижает КВ, затрудняя создание равновесного режима с малыми запасами реактивности.  Не видно «логики», по которой охлаждаемый водой, тем более – закритической, БР не был бы более опасен и дорог, чем при охлаждении тяжелым, малозамедляющим и химически малоактивным высококипящим свинцом.

 

И.Суслов

 

 

 

 

 

 

 

 

В.Рачков

Проблема расчетных кодов – в их практически полном отсутствии. В Росатоме нет квалифицированной приемки и сопровождения развития кодов

Сопровождение развития кодов - это проблема прежде всего преемственности поколений разработчиков и возрастного разрыва. В значительной степени она сейчас решается, по крайней мере, для значительной части кодов, хотя её решение требует времени.


 

Такая система в России существует, и система кодов для обоснования быстрых реакторов с ЖМТ в настоящее время верифицируется и аттестовывается. Большая часть кодов уже аттестована.

Проблема сохраняется. Аттестованы только коды для «хвоста» - захоронения и распространения продуктов деления при ТА. И это для РУ с «естественной» безопасность. Нет аттестованных теплогидравлических кодов. Нет даже интегрального стенда для их верификации.

 

Реактор бассейнового типа, а почти миллиард «угрохали» на контурный код и интегральные коды на базе контурного. Грубая ошибка в целеполагании.

Проблема не решена

А.Русанов

Не решен вопрос с совместимостью теплоносителя и конструкционных материалов

Высокая коррозионная стойкость в свинцовом теплоносителе стали ЭП823 обеспечивается благодаря наличию в составе стали кремния. поддержание концентрации растворенного в свинце кислорода на оптимальном уровне, что обеспечивается разработанной технологией теплоносителя.

Технология теплоносителя решена на лабораторном уровне. Не понятен процесс переноса этих результатов на реальный объект.


Кроме того, неизвестна электрическая мощность, нет окончательной тепловой схемы. Как рассчитывать переходные и аварийные режимы, экономические показатели.

Также неизвестно, проведены ли ресурсные испытания свинцово-кислородных режимов хотя бы на простых геометриях (вертикальные и горизонтальные трубы, суживающие и поворотные устройства).

Повторю то, что я утверждал не раз: даже если бы удалось  решить все перечисленные технологические проблемы проекта, это не сделало бы его нужным отрасли на данном этапе. Как не нужен сегодня и реактор БН-800 за 300 млрд руб.

То что действительно необходимо сейчас – «облегченный» (удешевленный) проект ВВЭР с АСУ ТП собственной разработки. Состояние проекта ВВЭР-ТОИ будет  темой следующего «разбора полетов», надеюсь, с участием господина Асмолова. По моему мнению усовершенствованный проект ВВЭР должен отвечать следующим требованиям:

  • Снижение удельной материалоёмкости до 40% реакторного отделения, по машзалу – 25-30% (железобетон, масса трубопроводов, количество арматуры, длинна кабелей, объёмы зданий и пр.) на уровне САР1000 (АР1000 локализованный в КНР)


  • Срок сооружения 40 мес. (целевое значение для серийных блоков ВВЭР-ТОИ)

  • Блок-модульное сооружение и, соответственно, переход к повышенной точности и качеству изготовления строительных конструкций

  • Российская АСУ ТП

  • Внутрикорпусное удержание расплава

  • Зарубежная нормативная база (например, ASME коды для прочностных расчётов)

  • Максимальное использование пассивных систем не в дополнение, а вместо активных








Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8241