На Ростовской АЭС завершилась программа опытно-промышленной эксплуатации «толерантного» ядерного топлива
Три топливные кассеты с тепловыделяющими элементами (твэлами) в инновационном исполнении были загружены в реактор ВВЭР-1000 в 2021 году и прошли полный цикл эксплуатации – три топливные кампании по 18 месяцев. В ходе планово-предупредительного ремонта на энергоблоке топливо было выгружено из активной зоны реактора.
В программе опытно-промышленной эксплуатации участвовали три комбинированные сборки конструкции ТВС-2М, каждая из которых содержала по 12 твэлов в инновационном исполнении. Шесть из них были изготовлены с применением в качестве конструкционного материала хром-никелевого сплава 42ХНМ, другие шесть – с оболочками из циркониевого сплава с хромовым покрытием. Применение новых материалов позволит в случае внештатной ситуации либо полностью исключить, либо значительно затормозить развитие пароциркониевой реакции в активной зоне реактора.
«Тепловыделяющие сборки штатно отработали три полные топливные кампании. Сейчас нам предстоит подготовить достаточно большой пакет документов для Ростехнадзора, а затем топливо будет передано для послереакторных исследований в НИИ атомных реакторов в Димитровграде», – сообщил директор Ростовской АЭС Андрей Сальников.
«По совокупности всех факторов: экономика, технология, регулирование, процедуры – оптимальный вариант для промышленного внедрения – это оболочки из классического циркониевого сплава с нанесением хромового покрытия. Это решение, к которому пришли все ведущие мировые производители ядерного топлива. Но для России, где реализуется стратегия замыкания ядерного топливного цикла, программа разработки ATF дала еще один важный результат. Свойства хромированной поверхности позволяют исключить ряд операций при фабрикации ядерного топлива для реакторов ВВЭР, где до сих пор задействован ручной труд. А безлюдная фабрикация – это необходимое условие для промышленного производства топлива с регенерированным ураном и плутонием», – прокомментировал старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.
Для серийного производства ATF-топлива на Чепецком механическом заводе в Глазове был создан участок по нанесению хромовых покрытий на оболочки из традиционного циркониевого сплава. Это позволило предприятию изготовить более 1000 серийный хромированных оболочек твэлов, которые затем были отправлены для фабрикации тепловыделяющих сборок в полноценном «толерантном» исполнении (то есть каждая такая кассета будет иметь все 312 твэлов с хромированными оболочками).
Это стандартная мировая практика для квалификации новых видов ядерного топлива, когда сначала в реакторе испытываются кассеты с отдельными твэлами в инновационном исполнении, а затем – полноценные сборки с новыми материалами.
Для справки:
«Толерантное» ядерное топливо (Accident Tolerant Fuel, ATF) – ядерное топливо нового поколения безопасности. 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.