Разработки новосибирских инженеров повышают мощность АЭС до 110%

Специалисты «ТВЭЛ» разработали и испытали новые детали для ядерных реакторов, которые повышают их надежность и позволяют увеличить мощность энергоблоков АЭС до 110%.

Два новых типа перемешивающих решеток (ПР) «Вихрь» и «Прогонка» внедрены в конструкции тепловыделяющей сборки ТВС-2М, испытания которой прошли на Новосибирском заводе химконцентратов (НЗХК), сообщает пресс-служба предприятия.

Новые перемешивающие решетки уменьшают механические нагрузки на тепловыделяющие сборки, повышая тем самым их надежность. Внедрение на атомных электростанциях ТВС с такими решетками даст заметный экономический эффект: увеличит мощность станций и позволит вырабатывать большее количество электроэнергии.

«Конструкция самой ТВС осталась без изменений, за исключением четырех дополнительных решеток. Это позволяет эффективнее использовать поток теплоносителя (воды), что увеличивает величину теплосъема с элементов с ядерным топливом», – пояснили специалисты НЗХК.

Принципиальное отличие перемешивающих решеток «Вихрь» и «Прогонка» в их структуре. Во всем мире используются решетки с лопатками. «Вихрь» и «Прогонка» – сотовые, состоят из специально сформированных ячеек, сваренных друг с другом.

Как рассказали на предприятии, решетки присоединяются только к направляющим каналам, с ТВЭЛ (тепловыделяющими элементами) не контактируют, поэтому фреттинг-износ в этих местах исключен. Их гидравлическое сопротивление одинаково при прямом и обратном обтекании теплоносителем.

Две «Прогонки» размещаются в той области ТВС, где еще нет паровой фазы, с целью усреднения температуры. А ближе к выходу, где появляется двухфазный поток, устанавливаются две решетки типа «Вихрь», которые наиболее эффективно работают именно в двухфазном потоке. Срывая паровую пленку, они восстанавливают теплоотдачу с поверхности ТВЭЛ, исключая тем самым их перегрев.

В разработке механизма принимали участие компания «Гидропресс» и корпорация «ТВЭЛ».

«Одной из важных задач концерна «Росэнергоатом» является повышение мощности АЭС, – пояснил представитель компании «ТВЭЛ», директор департамента, занимающегося совершенствованием ядерного топлива и активных зон реакторов, Алексей Долгов. – Сейчас все блоки работают на 104%, а ближайшая цель – поднять мощность до 107–110%. Для этого необходимо использовать перемешивающие решетки, которые повышают теплотехническую надежность тепловыделяющих сборок».

В 2018 году в эксплуатацию на мощности 110% планируется перевести четвертый блок Балаковской АЭС. Необходимо, чтобы к этому времени вся активная зона была загружена ТВС с новыми перемешивающими решетками. В настоящее время НЗХК начинает выпуск первой партии этих конструкций для четвертого блока Балаковской АЭС.

Если новые ПР внесут в штатную конструкцию ТВС, их будут поставлять и на другие АЭС.

Тепловыделяющая сборка (ТВС) – конструкция, содержащая ядерные материалы и предназначенная для получения тепловой энергии в ядерном реакторе за счет осуществления контролируемой ядерной реакции. Представляет собой пучок ТВЭЛ длиной около 3 м и диаметром 30–40 см, изготовленный из нержавеющей стали или сплава циркония. В одной ТВС содержится от 150 до 350 ТВЭЛ. А в активной зоне реактора обычно помещают от 200 до 450 ТВС.

ОАО «Новосибирский завод химконцентратов» – один из ведущих мировых производителей ядерного топлива для АЭС и исследовательских реакторов России и зарубежных стран. Единственный российский производитель металлического лития и его солей. Входит в структуру топливной компании «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом».

Предприятие было основано 25 сентября 1948 года. В настоящее время приблизительно 6% ядерных реакторов мира работают на топливе, производимом на НЗХК. Кроме того, завод является единственным в России производителем металлического лития и его солей.

Балаковская АЭС – атомная электростанция, расположенная в Саратовской области. Является крупнейшей АЭС в России по выработке электроэнергии – более 30 млрд кВт·ч ежегодно, что составляет пятую часть выработки всех АЭС России.