На вопросы электронного периодического издания AtomInfo.Ru отвечают заместитель главного конструктора ОКБ "Гидропресс" Иван Никитович ВАСИЛЬЧЕНКО и начальник отдела разработки активных зон ОКБ "Гидропресс" Сергей Николаевич КОБЕЛЕВ.

Иван Васильченко (слева) и Сергей Кобелев, фото ОКБ Гидропресс

 

Первые шаги циркония как конструкционного материала ТВС

Как в нашей стране начинались работы по созданию топливных кассет для реакторов ВВЭР-1000?

История разработки кассет ВВЭР-1000 началась в 1969 году. Для пятого блока Нововоронежской АЭС была разработана чехловая кассета, концепцию которой создали разработчики конструкции реактора. Потом дальнейшая разработка была передана в специализированный отдел активных зон. А в 1977 году мы приступили к разработке кассет серийного реактора, того самого, про который шутят: "Что ни делай - получится автомат Калашникова".

Опыта использования циркониевых материалов не было, поэтому в конструкции первых ТВС применялась нержавеющая сталь. Мы сделали сборку для двухгодичной кампании, а впоследствии модифицировали её для трёхгодичной. Но, как известно, нержавеющая сталь в тепловых реакторах является сильным поглотителем нейтронов, и нам пришлось применять новые материалы.

В 1986 году начался проект по созданию кассеты из циркония, а точнее, из цирконий-ниобиевых сплавов, таких, как знаменитый сплав Э-110.

Но американцы выбрали другой сплав, циркалой…

Так сложилось исторически. И не забывайте, что наши и западные разработки были тогда друг для друга непрозрачными.

Что такое циркалой? Это циркониевый сплав, основным легирующим элементом которого является олово, позволяющее достигать повышенной прочности. В отличие от американцев, наши предшественники сделали ставку на коррозионную стойкость. Добавив к цирконию ниобий, они получили хороший, коррозионно-стойкий сплав для оболочек твэл, что было впоследствии подтверждено в ходе эксплуатации. У российских кассет коррозионный слой на оболочке почти на порядок меньше, чем у западных.

Стоит ещё отметить, что в сплаве Э-110 к цирконию добавляется только ниобий. Все остальные материалы наличествуют только на уровне примесей.

С другой стороны, прочность у наших изделий меньше, чем у американцев. Хотя, с точки зрения оболочек, прочность обеспечивается. Оболочка неизбежно садится на таблетки, и таблетки помогают ей выдерживать сжимающие нагрузки.

На первых порах, у нас были, в основном, развёрнуты работы по обоснованию оболочек. Но в кассете, как известно, присутствуют ещё и конструкционные элементы, такие как решётки и направляющие каналы. По этим элементам мы некоторое время отставали от западных конкурентов - как с точки зрения технологии соединения материалов (сварки и т.д.), так и с точки зрения механических свойств. В дальнейшем, ситуация была исправлена за счет перехода на сплав Э-635.

Но в начале 90-ых персонал на российских станциях забил тревогу - сборки гнулись.

Да, как оказалось, наши кассеты не лучшим образом держали механические нагрузки, прежде всего, осевые. Эта проблема на ВВЭР-1000 проявилась в 1993 году. Забегая вперёд, скажем, что с аналогичными трудностями сталкивались и западные специалисты.

Проблема изгиба кассет на западных реакторах существовала всегда, хотя и в менее ощутимой форме. По крайней мере, все стержни СУЗ у них падали. У нас же были зафиксированы случаи, когда стержни СУЗ не полностью входили в активную зону, так как их вес существенно меньше. Наши стержни явились диагностическим средством для обнаружения искривления ТВС.

В 1994 году мы запросили информацию у МАГАТЭ о положении дел в других странах. Агентство собрало соответствующие сведения у эксплуатирующих организаций, из которых следовало - проблемы с изгибом топливных сборок имеются не только у нас. Отличие от российской ситуации, ещё раз повторим, заключалось в том, что у них стержни СУЗ всё-таки падали полностью. Стоит отметить, что в западных реакторах есть участок торможения, который не учитывается во времени ввода стержней. Явные несрабатывания АЗ были зафиксированы на АЭС "Ringhals" (Швеция), кассеты для которой поставлял "Вестингауз". То же самое произошло на некоторых французских АЭС. Нашим коллегам пришлось принимать меры. Они стали упрочнять кассету, в частности, утолщать направляющие каналы и их стенки.

У нас и у западных коллег обнаружилась общая проблема - образование водяных зазоров в результате искривления кассет.

Проблемы ТВСА

В середине 90-ых годов в России появилась альтернативная разработка ТВС для ВВЭР-1000. Первые подобные идеи были выдвинуты в 1995-1996 годах. Изобретатели альтернативного варианта обратились к нам, в ОКБ "Гидропресс". Но мы с самого начала, отнеслись к ним скептически.

Мы полагали, что появление на периферии ТВС уголков приведёт к нерасчётному поведению кассеты. Мы считали, что эта идея вообще порочная, и нужно идти путём ужесточения каркаса внутри кассеты. Тем не менее, в России была развёрнута работа по применению уголков, образовался альтернативный разработчик, альтернативный завод-изготовитель. Эту идею поддержало руководство ОАО ТВЭЛ и Машиностроительного завода в Электростали, и, в конце концов, альтернативная конструкция была сделана.

Как показала практика, наш прогноз о том, что эта конструкция будет ломаться, в основном, не сбылся. Сейчас, по прошествии времени, мы пришли к следующему выводу - в результате медленных процессов, которые протекают в реакторе, элементы кассеты испытывают аккомодацию и релаксацию. Иными словами, где-то появляется формоизменение, но сборки, в общем-то, не ломаются!

Проблемы этой конструкции заключаются в том, что уголки находятся на периферии кассеты, а каналы - в центре, то есть, в разных условиях с точки зрения радиационных и механических нагрузок. Синхронизировать их работу (удлинение) невозможно. В результате, они вынуждены "приспосабливаться" друг к другу. Чтобы дистанционирующие решётки держали нагрузку, на канал в альтернативной конструкции пришлось ставить поддерживающие втулки.

Втулки препятствуют перемещению решётки, на канал действует осевая сила, твэлы, проскальзывая вверх решётки при температурном расширении гнут решётку и деформируют уголок. Это явление было обнаружено при послереакторном исследовании. Но, тем не менее, оно не привело к каким-либо разрушениям, за исключением случаев повреждений ТВСА при взаимодействии с перегрузочным оборудованием на АЭС.

Усилия наших коллег из ОКБМ сводятся к тому, чтобы найти такую величину зазора, которая позволила бы и решётку поддерживать, и предохранять её от изгибов. Эти поиски до сих пор продолжаются, на что мы смотрим скептически, считая, что это равносильно подбору костылей для хромого человека.

Сейчас в альтернативной конструкции внедряется более прочная решётка, чтобы убрать втулки и чтобы решётка позволяла проскальзывание твэлов. Чего можно здесь опасаться? Если раньше каналы и втулки брали часть нагрузки на себя, то теперь эта нагрузка перейдёт на уголки. Такая конструкция проходит опытную эксплуатацию, но мы считаем, что о доброкачественности ее судить рано. Спорным представляется решение уменьшить количество ДР и сделать более тонкими стенки НК.

А по какому пути двигался ОКБ "Гидропресс"?

По заказу и при участии ОАО ТВЭЛ и других предприятий (РНЦ "Курчатовский институт", ФЭИ, Новосибирский завод химконцентратов, ВНИИНМ), мы создали конструкцию, названную "ТВС-2", с усиленным каркасом, образованным приваркой дистанционирующих решёток к направляющим каналам.

ТВС-2 позволила решить все основные проблемы прежних активных зон и обеспечить внедрение усовершенствованных топливных циклов с повышенными выгоранием и КИУМ. Такими кассетами загружено четыре блока на Балаковской АЭС, первый блок Ростовской АЭС. Принято решение, что и второй блок в Волгодонске будет работать на этих сборках.

Мы считаем, что преимущества, которые ранее декларировали наши коллеги из ОКБМ, на сегодня не только сведены к нулю, но и появились явные достоинства ТВС-2. Прежде всего это надежность, технологичность, основанные на применении только минимально необходимого количества элементов и типоразмеров в конструкции (количество типоразмеров в ТВС-2 на 20% меньше). Для изготовления ТВС-2 не требуется применения ряда технологически сложных операций, в первую очередь, связанных с изготовлением и приваркой уголков.

Последнее, о чём говорили разработчики альтернативной конструкции - это загружаемость кассет в активную зону. У них есть уголки, называемые "лыжами", по которым кассета скользит при загрузке в активную зону. Предполагалось, что она при этом будет легче загружаться, и возможна загрузка активной зоны с повышенной скоростью. Но практика показала, что это преимущество в реальности не может быть реализовано, так как переход на повышенные скорости приводит ко всякого рода задирам и повреждениям при взаимодействии с перегрузочным оборудованием на АЭС.

Уголки требуется размещать в ограниченном пространстве между кассетами, а оно (пространство) должно быть, как известно, минимизировано с точки зрения физики. Размещая уголки, мы отнимаем пространство у обода, он становится тонким и рвется при малейшем зацеплении. Это мы тоже критикуем.

У нас обод не рассчитан на то, что он будет защищаться уголком. Его толщина составляет 0,8, и повреждений ободов на ТВС-2 никогда не было. А вот у наших коллег с каждым годом накапливается неблагоприятная статистика повреждений.

Ещё один пример, который говорит о том, что "лыжи" не спасают от затираний - кассеты ТВСА с таким же трудом перегружаются, если у них размер под ключ находится на верхнем пределе. В этом случае, и у них, и у нас загрузка идет с повышенными нагрузками, и никакой разницы между ТВС-2 и ТВСА не наблюдается. Только для ТВС-2 этот вопрос сегодня практически решён небольшим уменьшением размера ДР "под ключ" (последние перегрузки прошли без срабатывания уставок по усилиям), а для ТВСА это представляется проблемой, связанной с неизбежным уменьшением шага твэл и перетоком части охлаждающей воды в межкассетный зазор.

Более того, ситуация с ТВСА только ухудшается после того, как разработчики из ОКБМ увеличили скорость загрузки. На этом хотелось бы остановиться подробнее.

Скорость загрузки 4 м/мин - это неразумная мера. Не нужна такая скорость при работе с кассетами, не будут успевать срабатывать блокировки в перегрузочной машине! Достаточно вспомнить об опыте третьего блока Калининской АЭС, где одна из кассет не встала в ячейку - операторы этого не заметили, и следующая кассета изогнула её. Исправления таких аномалий "съедают" достигнутый выигрыш времени, плюс испорченные ТВС. Мы резко критикуем слишком высокую скорость загрузки.

Мы всегда очень осторожно относились к скорости загрузки кассет в активную зону. Сначала мы взяли скорость перемещения сборки в зоне за 0,3 м/мин, потом подняли её до 0,6 м/мин, и только сейчас внедряем 1,2 м/мин. При такой скорости, персонал успевает делать соответствующие записи в журнале, контролировать процесс перегрузки и может предвидеть возможные аномалии.

Мы считаем, что скорость загрузки 1,2 м/мин вполне достаточна для того, чтобы обеспечить и высокий КИУМ за счёт сокращения времени загрузки и, вместе с тем, спокойно и надежно работать. Перегружать кассеты - не дрова бросать в костёр!

Если бы мы взяли скорость загрузки 4 м/мин, мы бы тоже не чувствовали 75 кг уставки. У нас случались затирания при загрузке, и мы переходили к повышенным уставкам - бывали и 150 кг, и 225 кг. Но даже при таких высоких уставках (вес кассеты 700 кг, ей преодолеть 225 кг ничего не стоит) мы никогда не видели повреждения ободов или других каких-либо дефектов наТВС-2.

Нас уставки в 225 кг не пугают, так же как не пугают они и наших коллег из ОКБМ. Но мы ещё раз хотим сказать, что никакого улучшения процесса загрузки благодаря пресловутым "лыжам", по сравнению с ТВС-2, по состоянию на сегодня нет.

Конкуренция двух поставщиков

Почему же ТВЭЛ так активно поддерживает альтернативную конструкцию?

Дело в том, что она кажется привлекательной для некоторых заказчиков - в частности, для чехов на Темелине. После всех своих неприятностей с "Вестингаузом", они приехали, увидели кассету с "лыжами" и с большим моментом сопротивления, и в итоге выбрали её с надеждой исправить ситуацию.

Но если продолжать сравнивать ТВС-2 и ТВСА, то можно увидеть, что жёсткость ТВС-2 больше или, по крайней мере, не меньше, чем у ТВСА. В ОКБМ начинали с широких уголков. Потом, видя избыточное количество циркония в активной зоне, перешли на узкие уголки. Сейчас они переходят с шага решёток 255 на 510. Это представляется нам весьма рискованным мероприятием, поскольку расстояние между дистанционирующими решётками 510 мм снижает жёсткость конструкции.

Как показал весь предшествующий опыт, проблемы, связанные с недостаточной жёсткостью кассет проявляются только в масштабе полной зоны. Кассеты УТВС, например, стояли малыми партиями 5 лет, и "вели" себя нормально. Вот почему необходимо получить опыт работы полной зоны.

Чехи заказали альтернативную конструкцию для Темелина. Но там "Вестингауз" требовал полную гидродинамическую аналогию и совместимость.

А зачем на Темелине нужна совместимость с американскими сборками?

Переговоры с чехами начинались в то время, когда не планировалось перегружать всю зону, а предполагался постепенный переход с кассет "Вестингауза". Как нам кажется, сейчас, когда принято решение выгружать кассеты прежнего поставщика полностью, можно не рисковать с разреженными решётками, а поставить конструкцию, которая проверена и имеет референтный опыт.

В новой альтернативой конструкции (ТВСА-АЛЬФА) шаг решёток разрежен, но, при этом, поставлены турбулизаторы. А ведь на ВВЭР-1000 турбулизаторы никогда не нужны были при существующей мощности. Более того, на Балаковской АЭС вышли на мощность 104% на ТВС-2 без турбулизаторов.

На "АЭС-2006" мощность, как известно, предполагается увеличивать, и мы сейчас интенсивно занимаемся внедрением турбулизаторов, но они будут другими. Наши коллеги из ОКБМ копируют западные образцы с дефлекторами. На наш взгляд, это не очень хорошо, поскольку дефлекторы могут ломаться, а планочная решётка для шестигранных кассет является чрезвычайно сложной в изготовлении.

Мы пошли по пути сотовых решёток. Наши заводы давно освоили их выпуск, умеют штамповать решётки с косыми каналами и, таким образом, добиваются результата при прочих технологических преимуществах.

Давайте перейдём от частного к общему. ТВЭЛ поддерживает двух разработчиков топливных кассет. Такая конкуренция идёт на пользу или во вред отрасли?

Прежде всего, ТВЭЛ - владелец интеллектуальной собственности. Это означает, что он мог бы добиваться симбиоза из лучших узлов, предлагаемых нами и ОКБМ.

Сегодня ясно, что головка и узел ее соединения с направляющими каналами в ТВС-2 лучше. Она легкосъёмная, и вместе с направляющими каналами имеет меньшую трудоёмкость в изготовлении. Хвостовик можно взять также из проекта ТВС-2, как гидравлически более совершенный и готовый к переходу на перспективную технологию литья. Антидебризный фильтр, разработанный нами, намного проще и технологичнее при прочих равных достоинствах.

Головка ТВСА снимается с каждой кассеты за примерно 4 часа, в то время как с ТВС-2 - в течение нескольких минут. Разница, как видите, очень существенная. А это фактор тоже важный, связанный с дозовыми нагрузками персонала. При ремонте кассет это окажется важным преимуществом. В России пока ремонтом не занимаются, но для таких стран, как Болгария и Чехия, это может стать существенным фактором.

"Вестингауз" - ребята простые

Если мы заговорили о Чехии, то вспомним, что у вас недавно появился новый конкурент - "Вестингауз".

"Вестингауз" - это простые ребята! (Наши собеседники улыбаются).

С "Вестингаузом" мы общались ещё в начале 90-ых годов, когда американцы только появились в Чехии. Мы им говорили, что нужно иметь референтный опыт как можно более близкий к конечному продукту. Но они отвечали, что у них есть референтный опыт для своего сплава, своей решётки, своих "висячих" твэлов, что это в совокупности даст результат и для ВВЭР-1000. Ан, нет!

Какой сплав, ZIRLO?

Сейчас они перешли на ZIRLO.

Но дело не только в сплаве, а в самой конструкции кассеты. Американские реакторы менее напряжённые с точки зрения гидродинамических свойств. Если у нас максимальная скорость теплоносителя в активной зоне составляет где-то 6,3 м/с, то у них на метр меньше. И когда они поставили свои кассеты в наш реактор, где осевая нагрузка держит кассеты от всплытия, то у них получилось то, что получилось.

Мы, кстати, совершенно честно предупреждали и чехов, и "Вестингауз", что так действовать нельзя. Но они предпочли к нашим советам не прислушиваться. Зато теперь "Вестингауз" осознал, что 8 решёток - мало, и для Украины нужно ставить 15 решёток.

Самое интересное, что мы-то в своей конструкции от 15 решёток уже отказались. На ТВС-2 мы перешли от 15 решёток к 12, а на ТВС-2М - к 13 решёткам. Почему мы так сделали? Да потому что там реализуется сложная термомеханика. Мы свою решётку усилили, а они ("Вестингауз") оставили то, что у нас было раньше. Как видите, американцы сейчас копируют наши прошлые решения, от которых мы сейчас отказываемся. Всё бы хорошо, но в новых условиях использование старых подходов может привести к неприятностям.

Украина сделала очень интересное заявление о том, что кассеты "Вестингауза" теперь на 90% совпадают с российскими кассетами.

Да, совпадают - но с нашими старыми конструкциями, да и то с некоторыми отличиями. Но с нашими новыми разработками никакого совпадения у американцев нет.

Мы перешли на новый конструкционный циркониевый материал, на новый принцип формирования каркаса. Когда у нас были решётки высотой 20 мм (в УТВС), они перемещались вместе с пучком твэлов. Чтобы они далеко не "уползали" - а у нас было такое в практике - мы поставили упорные втулки на расстоянии от решётки. Теперь, в ТВС-2, мы усилили каркас, приварив решётки к направляющим каналам. Таким образом, мы смогли получить жёсткую конструкцию.

Но, чтобы решётки не гнулись, мы сделали их более высокими. А они (американцы) оставили 20 мм. У них решётки планочные - а планочные решётки гораздо менее жёсткие, чем сотовые (посмотрите хотя бы на то, что делают пчёлы!) - и неизвестно, что в итоге у "Вестингауза" получится.

Из-за последних событий вопросам топлива для ядерных реакторов сегодня уделяется особенное внимание. В "Коммерсанте" были уже опубликованы наши высказывания о том, что кассеты "Вестингауза" слабо прогнозируемы. Мы можем ожидать, что у них будут изгибы, а изгиб кассет приводит к несрабатыванию аварийной защиты. Таким образом, изгибы сборок являются прямым вопросом ядерной безопасности! К сожалению, это далеко не все понимают.

На что ещё может повлиять гидродинамика реактора, которая у нас более напряжённая по сравнению с американскими установками?

Она обязательно скажется на вибрации. Напомним, что на ВВЭР-440 мы имели печальный опыт, когда там множество кассет выходило из строя из-за вибрации, особенно на входе в активную зону.

Вход в кассету - это самый ответственный участок. На выходе никогда не было фреттинга. Зато на входе, где есть большая гидродинамическая нестабильность, может возникать фреттинг-износ оболочек в решётках. Даже по послереакторным исследованиям, глубина истирания оболочек на входе максимальная при наличии фреттинга.

На что ещё влияет гидродинамика? На усилие зажатия кассет - мы вынуждены в своих реакторах сильнее зажимать кассеты. Это ведёт к дополнительной нагрузке на направляющие каналы, на каркас. Наши каркасы держат эту нагрузку надёжно. Что касается американских, то пока мы ничего определённого сказать не можем.

Перспективы оптимистичные

Как вы вообще оцениваете перспективы кассет, разрабатываемых в ОКБ "Гидропресс"?

Мы на перспективы смотрим оптимистично. Кроме шести российских блоков, хорошие перспективы поставлять ТВС-2 на восточный рынок. И, конечно, перспективы связаны с проектом АЭС-2006.

Китайцы купили у ОАО ТВЭЛ топливо на начальную загрузку и 5 перегрузок, а также технологию УТВС. Ведутся переговоры о процедуре перехода на ТВС-2. В Иране согласились, едва ли не с первой перегрузки, взять ТВС-2 (начальная загрузка у них состоит из УТВС).

Кстати, кассеты УТВС нормально отработали на Ростовской АЭС в течение 6 лет, после чего там стали внедряться ТВС-2. На этом блоке ещё при пуско-наладке были приняты меры, чтобы создать проектные условия установки и зажатия кассет.

Китайцы хотят сами производить топливо.

Да, но в таком случае они будут вынуждены докупить у России технологию ТВС-2.

А какое топливо предполагается для АЭС "Куданкулам" в Индии?

Проект сделан на УТВС, но там тоже неизбежно будет переход на ТВС-2. Если, конечно, они не захотят пойти своим путём, или не захотят иметь альтернативную сборку, под тем впечатлением, что она получила распространение на Украине и в Болгарии.

Конечно, если бы мы раньше начали новую разработку, то она пошла бы шире. Но пока мы находились в опытной эксплуатации (4 года), пока запустили промышленную эксплуатацию… Сейчас развернуться уже труднее.

Кстати, "ТВС-Квадрат" - чья разработка?

В своё время, ТВЭЛ объявил мини-тендер. Мы заявились на него со своей конструкцией - безуголковая, с усиленным каркасом, с сотовыми решётками. ОКБМ выступил со своей традиционной уголковой конструкцией. Конкурсная комиссия признала, что набор технических решений у нас прогрессивнее. Тем не менее, разработка была поручена ОКБМ.

Интересно, что ОКБМ в "ТВС-Квадрат" отказался от уголков. Они согласились с тем, что безуголковая конструкция более прогнозируема, поскольку все её несущие элементы каркаса находятся в близких условиях.

По нашему мнению, нынешняя конструкция "ТВС-Квадрат" имеет право на существование. Хотя её разработчики не слишком утруждали себя, чтобы сделать её технологичной. В сборке, на наш взгляд, слишком много разновидностей ячеек и решёток. Кстати, в этой связи, хотим напомнить - мы очень гордимся тем, что конструкция ТВС-2 по технологичности близка к "предельно" технологичной УТВС.

Ещё ТВС-2М у нас не прозвучала…

Следует понимать так - есть базовая модель кассеты - ТВС-2, а у неё есть и будут различные модификации. Принцип ТВС-2 - это сварной каркас, а её модификация ТВС-2М - это наиболее оптимизированная для существующих блоков конструкция. Жёсткость её примерно одинакова с ТВС-2.

В ТВС-2М мы пошли на укорочение концевых деталей по сравнению с предшествующими конструкциями и, соответственно, на удлинение топливного столба активной зоны, вниз на 100 мм и вверх на 50 мм и ввели 13-ую решётку внизу, которая закрепляет пучок в зоне гидродинамической нестабильности. Это позволило сделать конструкцию ещё более надёжной. Дополнительно оптимизированы дистанционирующие решётки для уменьшения гидродинамического сопротивления.

Назначение ТВС-2М - идти на 18-месячный топливный цикл. Был годовой цикл, сейчас "в моде" - 18-месячный. Возможно, это не оптимальное решение, так как получаются скользящие сроки перегрузки, но это - компетенция "Росэнергоатома".

ТВС-2М уже эксплуатируется на первом блоке Балаковской АЭС. Сейчас идёт второй год работы, всего загружено 60 штук. Мы планируем все блоки Балаковской и Ростовской АЭС перевести на ТВС-2М, то есть, второй ростовский блок будет сразу пускаться на ТВС-2М.

Обращаем внимание - кассеты будут, по всей видимости, без бланкетов. Мы сначала в удлинённых частях оставили естественный уран, с обогащением 0,7% по ²³⁵U, для снижения утечки нейтронов. Но сейчас, в угоду увеличению загрузки, есть предложение заменить бланкеты или на основное обогащение, или на немного пониженное.

"Росэнергоатом" придерживается точки зрения - загрузить как можно больше ²³⁵U. При этом уменьшается коэффициент использования урана. Если сделать бланкеты и повысить основное обогащение, то и кампания не сильно страдает, и уран используется более эффективно.

Наши коллеги из ОКБМ и ВНИИНМ предлагают одно очень смелое решение. Они пошли на утонение оболочки и увеличение диаметра таблетки. Вместо диаметра таблетки 7,6 мм, они предлагают перейти на 7,8 мм. Толщина оболочки у них станет 0,57 мм против 0,69 мм. Это даёт большой прирост в загрузке урана. Мы с большим интересом ожидаем результатов опытной эксплуатации и планируем установить на опытную эксплуатацию такие твэлы в составе ТВС-2М.

И последний вопрос. Как насчёт такой экзотики, как MOX-топливо для ВВЭР? Занимается ли разработкой такого топлива ОКБ "Гидропресс"?

Мы занимались этим вопросом очень интенсивно. Если вы помните, в своё время было подписано соглашение с Соединёнными Штатами об утилизации избыточного оружейного плутония.

Работы по переходу на MOX-топливо велись активно. С американцами была согласована маршрутная карта по внедрению плутония в ВВЭРы и БНы. Предполагалось, что в России будет создано соответствующее производство, которое будет годиться как для военного, так и энергетического плутония. Американцам, кстати, это не очень нравилось, так как они хотели бы ограничиться исключительно вопросами оружейного плутония.

Но потом эта тема понемногу "заглохла", и сейчас, как вы знаете, речь идет об использовании оружейного плутония в реакторах БН-600 и БН-800.

Насколько глубоко была проработана технология использования MOX-топлива в реакторах ВВЭР?

Курчатовским институтом была подробно рассмотрена физика реактора. Рассматривались различные комбинации с загрузкой MOX-топливом 1/3 и 50% активной зоны. Были определены темпы и сроки сжигания плутония.

На конструкции кассет переход на MOX-топливо с энергетическим плутонием отразился бы только с точки зрения сборки и транспортировки, поскольку все операции пришлось бы проводить дистанционно. Мы предприняли тогда определённые меры, которые, кстати, вошли и в наши "традиционные" разработки.

Например, на каждый твэл раньше перед установкой его в решётку надевалась пуля, которую вручную удаляли рабочие на заводе. Для нужд MOX-топлива была реализована беспулевая сборка. Успешно использется этот подход и сейчас. Устранены и ручные операции, связанные с креплением твэлов после их установки в решётку.

Конечно, натолкнулись бы мы на проблему СУЗ. У нас, как вы знаете, на существующих реакторах предусмотрен 61 привод для стержней управления и защиты. А в проекте ВВЭР-1000 с MOX-топливом требовалось большее количество стержней. Или, в качестве альтернативы, можно было бы повысить обогащение бора по ¹⁰B. Но это привело бы к необходимости возрождать мощности по обогащению бора, которые в советские времена были в Грузии и на сегодняшний день практически утеряны.

Вообще, нам стоило бы уметь обогащать бор в промышленных масштабах. Это позволило бы, например, сократить количество стержней регулирования в наших реакторах. К сожалению, пока этой проблемой никто в России всерьёз не занимается.

Спасибо за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 11.06.2008

Темы: ОКБ Гидропресс, ЯТЦ, Интервью, Вестингауз