 |
||
|
Развитие быстрых по-китайски Smith, для AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 25.01.2015
Статья подготовлена на основе доклада представителя China Institute of Atomic Energy, озвученного во время международного форума INPRO, который проходил в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене в ноябре 2014 года. Общие положения В самом начале своего доклада представитель китайской делегации предсказуемо отметил ведущую роль своей страны как экономического двигателя современности. По итогам 2013 года доля Китая в потреблении энергии, суммарно производимой во всём мире, составляет свыше 22%. При этом с точки зрения непосредственно генерации энергии Китай является самодостаточным лишь на 85%. Показатель потребления энергии на душу населения в Китае находится на среднемировом уровне. Существенной проблемой энергетики Поднебесной является её серьезная зависимость от угольных станций, на которые приходится свыше 67% генерации по итогам 2013 года. В ближайшие 20 лет темп роста потребления энергии в стране ожидается на уровне 2% в год. Рис.1. Динамика производства энергии в Китае различными типами генерации.  Энергетическая политика Китая Выполнение принятого китайскими властями в середине нулевых годов XXI века плана по борьбе с изменением климата ("National Plan for Coping with Climate Change") должно позволить к 2020 году сократить объёмы выбросов углекислого газа на 40-45% по сравнению с уровнем 2005 года. Ключевую роль в реализуемой энергетической политике Китая играет широкомасштабное развитие атомной энергетики, которое призвано способствовать: - выполнению взятых на себя международных обязательств по сокращению выбросов углекислого газа; - оптимизации существующей энергетической корзины и обеспечению энергетической безопасности; - удовлетворению внутреннего спроса на энергию и дальнейшему повышению уровня экономического развития; - содействию инновационному развитию технологий и модернизации оборудования ключевых отраслей промышленности. Действующая в Китае среднесрочная программа развития атомной энергетики ("Nuclear Power middle-long term development program (2006-2020)") ставит перед отраслью следующие цели: в 2020 году суммарная установленная мощность китайских АЭС должна составить порядка 40 ГВт, при этом ещё 18 ГВт должны находиться в стадии сооружения. Планируется, что доля ядерной генерации увеличится с 1,5% в 2005 году до 4% в 2020 году. Что касается развития атомной энергетики Китая после 2020 года, то в рамках INPRO было проведено оценочное исследование, результаты которого представлены на Рис.2. Из графика видно, что к 2050 году суммарные установленные мощности АЭС с традиционными реакторами типа PWR могут достигнуть 200 ГВт. Рис.2. Развитие АЭ Китая на рубеже 2100 года.  Развитие парка АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (РБН) начнётся на рубеже 2030-2035 гг. При этом первая стадия развития РБН (красный цвет на Рис.2) подразумевает под собой работу реакторов в бридерном режиме без возможности трансмутации минор-актинидов (МА). Планируется, что весь плутоний, накопленный к тому времени в ОЯТ тепловых РУ, а также избыточный плутоний, нарабатываемый в первых РБН, будет максимально эффективно использован для дальнейшего расширения парка АЭС с РБН. Вторая стадия развития РБН должна стартовать на рубеже 2050 года (зелёный цвет на Рис.2) и подразумевает под собой функционирование парка РБН в режиме трансмутации МА и рециклирования урана и плутония. При этом уже примерно к 2055 году суммарная установленная мощность АЭС с РБН сравняется с мощностью АЭС с реакторами типа PWR. Натриевая доктрина Что касается стратегии Китая в области освоения РБН, то она базируется на натриевой технологии и включает в себя последовательный ввод в эксплуатацию трёх установок, основные характеристик которых представлены в Таблице 1. Таблица 1. Основные характеристики китайских натриевых реакторов.
Основные причины выбора Китаем именно натриевой технологии РБН в качестве наиболее перспективной следующие: - возможность устойчивого развития крупномасштабной энергетики, которая обуславливается высоким КВ (особенно в случае использования металлического топлива) и коротким временем выдержки ОЯТ перед переработкой (в случае применения пирохимических технологий); - высокий уровень надёжности применяемых систем безопасности, которые включают в себя как активные, так и пассивные (при этом отмечено, что их характеристики имеют потенциал улучшения); - потенциальное решение проблем обращения с РАО и ОЯТ, путём трансмутации МА и многократного эффективного рециклинга урана и плутония (применение усовершенствованных технологий переработки ОЯТ с низким коэффициентом потери делящихся материалов). НИОКР в сфере развития РБН В настоящее время в Китае разрабатывается проект быстрого натриевого реактора CFR мощностью 600 МВт(эл.), на базе которого впоследствии планируется разработать коммерческий натриевый РБН большой мощности. При этом спектр НИОКР, которые должны быть проведены, выглядит внушительно. Это, в частности, вопросы использования металлического топлива, материаловедческие исследования перспективных оболочек твэлов, способных функционировать в условиях жёсткого нейтронного облучения, различные пассивные системы безопасности (включая возможности реализации принципа естественной циркуляции теплоносителя), возможность достижения отрицательного пустотного натриевого эффекта реактивности, а также трансмутация МА. Значительную часть исследований по упомянутым выше направлениям планируется провести в процессе эксплуатации демонстрационного натриевого реактора CEFR, основные проектные характеристики которого представлены в Таблице 2, а компоновка активной зоны (а.з.) на Рис.3. По старинной китайской традиции докладчик скромно умолчал о роли российских организаций в сооружении этой установки. Таблица 2. Основные технико-экономические параметры CEFR.
Рис.3. Картограмма активной зоны CEFR.  Докладчик особо подчеркнул, что основной миссией CEFR является освоение технологии натриевого теплоносителя китайскими специалистами для будущего полноценного замыкания ЯТЦ, т.е. этот реактор не является исследовательской установкой. В его конструкции не предусмотрено специальных исследовательских каналов, но в а.з. есть порядка 250 мест (включая некоторые ячейки ТВС и стальной защиты), охлаждаемых принудительной циркуляцией, которые могут быть использованы для проведения необходимых тестов. При этом предусматривается, что все тестовые мишени должны будут предварительно помещаться в специальную тестовую сборку, которая имеет ту же форму, что и стандартная топливная ТВС. Кроме того, в распоряжении китайских специалистов есть установка под названием "Sodium static test facility", которая применяется для исследования поведения конструкционных материалов при статическом взаимодействии с натрием, нагретым до температур порядка 800°С. Для изучения вопросов образования коррозии на конструкционных материалах в потоке натрия используется другая установка - "Sodium thermal convection test loop". Установка "Fuel-Cladding chemical interaction out-of-pile test facility" применяется, в основном, для моделирования взаимодействия топливной композиции с оболочкой твэла при температурах до 900°C, но может применяться и для моделирования взаимодействия борсодержащих стержней регулирования с оболочками органов СУЗ. Материаловедческая лаборатория, расположенная на площадке CEFR, имеет возможность проводить как разрушающие, так и неразрушающие исследования и имеет в своем составе "полугорячую камеру" (semi-hot cell) для изучения облученных образцов. В ближайшее время в рамках НИОКР в поддержку развития РБН на CEFR запланированы исследования, связанные с загрузкой MOX-ТВС, исследованием перспективных оболочек твэлов, а также облучением UO2-ТВС с добавлением 5% МА. В конце своего доклада представитель Поднебесной заверил собравшихся в том, что его страна готова к международному сотрудничеству на базе CEFR не только по перечисленным выше направлениям, но и в области производства изотопной продукции. Ключевые слова: Быстрые натриевые реакторы, Азия, Китай, Статьи, Smith Другие новости: Ростовская АЭС: энергоблок №3 готовится к опытно-промышленной эксплуатации Сейчас энергоблок №3 работает на 30% своей мощности. Исполняющим обязанности гендиректора "Силовых машин" стал Александр Ранцев Игорь Костин покинул компанию по состоянию здоровья. Пуск "Sanmen-1" отложен на 2016 год - китайский атомщик Мы выявили некоторые новые проблемы во время испытаний. |
Герой дня 
Владимир Поплавский: знание - сила! В работе над изданием приняли участие подлинные энтузиасты своего дела, отдавшие по 40-50 лет изучению свойств различных материалов для ядерных технологий, обобщившие не только свой, но и доступный мировой опыт в каждой из соответствующей областей знаний. ИНТЕРВЬЮ
Олег Кочнов МНЕНИЕ
AtomInfo.Ru 
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||