proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[28/11/2019]     Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке

А. А. Виноградов, к.т.н., главный конструктор проектов АО «СИЛА ОКЕАНОВ»

Возросший спрос на АСММ объясняется тем, что проектами гигантских АЭС с реакторами типа ВВЭР, PWR, BWR рынок уже насыщен. Некоторые фирмы даже обанкротились (Westinghouse) или оказались на грани банкротства (AREVA). На месте сегодняшних АЭС, и это факт, никогда «зелёных лужаек» уже не будет. В статье представлены характеристики реакторов существующих проектов и перспективных технических решений для АСММ. Во второй части изложена новая концепция АСММ 21-го века.



По классификации МАГАТЭ  к АСММ относятся те, у которых электрическая   мощность   не   превышает   300   МВт [1]. Замечу, что тепловая мощность атомного реактора и его тип не оговорены в документе. Т.е.,  и КПД не учитывается, и конструкция активной зоны может быть любой, объёмы строительных работ и территория размещения не ограничены. Из всех действующих в мире реакторов  малых  –  всего  25  штук,  из  которых  18  работают  в  Индии,  4  –  в  России,  2  в Китае и 1 – в Пакистане.

По сути, в большинстве проектов АСММ до сих пор предлагается или уже используется всё тот же небезопасный водо-водяной реактор (ВВР, PWR) [2,3,4] в различных вариациях названий в России: ВВЭР-СКД, ВВЭР-300 и т.п. с красочными названиями электрогенерирующих установок: «Шельф», «Витязь», «Унитерм», «Карат» и др. [4,5,6,7]. В мире в основном реакторы PWR, например,  CNP-300  в Китае работает с 1994 г, или  PHWR-220 в Индии работает с 1973 г.  Предлагают по сути обычный ВВР (с водой под давлением без кипения или с кипением) со стержневыми тепловыделяющими элементами (твэлами). Предлагают все сегодня ВВР, имеющий кризис теплоотдачи фазового перехода теплоносителя, требующий профилирования обогащения топлива для выравнивания энерговыделения  по  объему  активной  зоны, требующий внешних активных и пассивных устройств ядерной безопасности (баки, насосы, борная кислота, контайнмент и т.п.). Предлагают реактор, который, при определенных стечениях обстоятельств, несомненно, расплавится, как случилось недавно на АЭС Фукусима [8], а ранее с другими реакторами. Расплавление в бочке на глубине под водой среди белых льдов, например, в РУ «Шельф» (авт. НИКИЭТ), будет очень эффектным, красивее, чем на их же АЭС с РБМК в Чернобыле.  Способность активной зоны с ядерным топливом расплавляться заложена в физических свойствах воды, и в самом принципе использования перегретой воды для отбора тепла с поверхности твэла, нагреваемой за счет ядерных реакций деления.

В качестве привода электрогенератора во всех проектах предлагают применить паровую турбину. Как будто в технике нет ничего другого! Даже в проектах РУ с жидкометаллическим теплоносителем (СВБР-100, авт. ОКБ «Гидропресс») применена паровая турбина. Паровая турбина без обслуживания в бочке вместе с атомным реактором на глубине под водой это очень эффектно и красиво. Жахнет, так жахнет. Мало не покажется.

И вот совсем свежий пример, во Франции в жаркие дни конца этого лета с температурой воздуха до 40 0С, для охлаждения конденсаторов АЭС большой мощности в реке не хватило воды. Камни на дне реки стали видны! Температура воды в реке превысила 28 0С, это экологический предел и катастрофа. Энергоблок остановили. Это несомненный тупик  гигантомании АЭС и пароводяной технологии производства электроэнергии с малым КПД.

В силу ослабления международного права, о чем недавно заметил Президент России Владимир Путин, надо для АСММ выполнить оценку возможности применения, а главное исполнения, в государствах с уже имеющейся атомной технологией, и в новых развивающихся странах,  старых норм и правил МАГАТЭ [2]:

•  возможности применения действующих норм безопасности МАГАТЭ в отношении АСММ: основополагающих принципов безопасности (англ. SF-1), государственной, правовой и нормативной базы по безопасности (англ. GSR, часть 1) и процесса лицензирования для ядерных установок (англ. SSG-12);

•  требования  консенсуса  между  международными  организациями  по международной сертификации проектов в присутствии большого числа стран-новичков, не имеющих хорошо развитой системы регулирования;

•  использование  особого  подхода  для  передвижных  АЭС  и  транспортировки АЭС (модулей) с топливом, а также разработка или пересмотр регулирующих документов;

•  процесс лицензирования для множественных модулей;

•  выявление  необходимых  изменений  для  внесения  в  нормы  безопасности, поскольку АСММ описываются как простые проекты, обладающие внутренне присущей безопасностью (а на самом деле имеют те же «болезни», что и большие АЭС, только может быть даже в усугубленной форме);

•  требования к пересмотру документов МАГАТЭ (SSR-2/2 по безопасности АЭС: ввод в эксплуатацию и эксплуатация, а также NS-G-2.14 по проведению работ на АЭС).

Имеются предпосылки того, что некоторые государства не будут выполнять правила МАГАТЭ. Например, в части процента обогащения ядерного топлива, поскольку сегодня стоимость обогащенного топлива значительно уменьшилась, а вот выгода от использования высокообогащенного ядерного топлива в новых технических решениях производства электроэнергии в разы увеличилась. Посчитали и получили, что компактный атомный двигатель, спроектированный подобно авиационной турбине, с электрогенератором полностью заменяет мини-АЭС (АСММ) по технологии ВВР, для которой требуется несколько гектаров земли и большой штат ремонтного, обслуживающего квалифицированного персонала. Прогнозируют стоимость электроэнергии меньше, чем на органике. И это факт экономический, а не политический, и тормозить процесс увеличения обогащения свыше 20% не получится.  Каждое государство вправе у себя делать то, что ему выгодно, выгодно его элите, выгодно для его народа, невзирая на внешние санкции.

Исходя из инженерных знаний, пароводяная технология ВВР имеет  множество негативных особенностей, таких как: низкий КПД – до 35 %, большой локальный выброс тепла в окружающую среду (а если использовать мокрые градирни, то ещё плюс большой выброс влаги), длительный разогрев энергоблока, невозможность работы в режиме слежения за нагрузкой,  огромный объём строительных работ и большая территория земли под АЭС. Сегодняшняя АЭС это открытая мишень и для террористов, и с воздуха, и из космоса, и т.д., и т. п. И контайнмент (containment - ограничитель), по-простецски, каска, не защитит от всех угроз. Более того, оказалось, что он выдерживает только две нагрузки давлением в 5 ати, после чего оболочка 4-го уровня защиты от утечки радиоактивных элементов в окружающую среду становится как дуршлаг. Это выброшенные, лоббированные деньги. А для АЭС спроектированных как «вечные» (можно сказать это последний «писк» мысли конструкторов прошлого века) ко всему сказанному негативу прибавляются бесконечные ремонты и остановки энергоблока, перегрузка ядерного топлива, его отстой и хранение, перевозка и охрана. Кто был и работал на АЭС, тот знает, как накапливается грязь и хлам за срок эксплуатации в тупиковых, темных помещениях. Это факт для любой АЭС и в России, и во Франции, и в Болгарии, и т.д. Но в лицевых помещениях всё вылизано до блеска. Вечная АЭС это сплошная головная боль для эксплуатационника. Неудивительно, что при такой сегодня концепции для АЭС и АСММ стоимость кВт*часа удорожается в новых проектах, а не дешевеет.

В работе [7] можно было бы считать, что расписана концепция АСММ в рамках государственной программы РФ «СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА ПЕРИОД ДО 2020 ГОДА». Для использования АСММ при решении задач Государственной программы, АСММ должны удовлетворять требованиям:

Экономическое преимущество перед другими видами генерации. Ограничение максимальных уровней капитальных затрат, LCOE. (с учетом сопутствующих затрат:

-  налогообложение, экологические платежи, формирование резервных фондов).

Современная цена кВт*ч с использованием дизель-генераторов на привозном сырье в  районах децентрализованного энергообеспечения от 30 до 50 руб./кВт*ч.

Логистика. Массогабаритные характеристики блоков АСММ с учетом возможности транспортировки на базе существующей инфраструктуры Арктического региона.

Безопасность использования. В том числе, соответствие принятых проектных решений современным требованиям МАГАТЭ по противодействию распространения ядерного оружия.

Технические требования.    

• Надежность, компактность, референтность.

• Модульно-блочное исполнение:  заводское изготовление ограниченных по массе и габаритам модулей/блоков:

-  Удобство транспортировки, монтажа и ремонта на всех этапах жизненного цикла. 

- Минимизация технически сложных строительно-монтажных работ  с учетом специфики регионов возможного размещения.

• Максимальная автономность:

- Минимальный объем обслуживания. Сокращение числа необходимого обслуживающего персонала на местах. Выездные ремонтные бригады. 

- Максимальная длительность топливной кампании.  

- Максимальная длительность межремонтного периода.

• Высокий уровень безопасности и экологичности: радиационная безопасность персонала и окружающей среды на площадке размещения.

С инженерной точки зрения написанное в НИКИЭТ [7] четыре года назад  нельзя считать концепцией для разработки АСММ, поскольку это подгонка под то, что уже начертили конструкторы, а в общем понимании в разделе «Технические требования» просто бред.  Это набор слов ничем не подкреплённый, не определено, по каким критериям выбрать лучшее техническое решение АСММ. С точки зрения экономики 30-50 руб./кВт*ч это просто наглая сверхприбыль. Можно добиться стоимости тарифа почти в 5-10 раз меньше.

Использование красивых английских слов, например, «референтность» не отражает преимущество предлагаемых технических решений для АСММ. Слово «референтность» имеет много переводов в разных словосочетаниях, например, «reference position» перводится дословно как «исходное положение». А просто слово «reference» переводится как «ссылаться  на» или  просто «ссылка», и ничего более. «Топам с прихлопом»-менеджерам надо бы понимать физическую и техническую сущность того, о чём они пишут, а не прикрываться красивыми на слух заграничными словцами. Под словом «референтность» сегодняшние конструкторы попросту скрывают то, что они взяли разработки своих отцов и дедов, т.е. 50-70-летней давности, не внося в них ничего от себя нового, выгодного и по безопасности, и по экономике.

В плане использования технических решений прошлого века можно отметить то, что даже компоновка Блочно-транспортабельной АТЭЦ малой мощности «Ангстрем» ОКБ «Гидропресс», на основе быстрого реактора со свинцово-висмутовым теплоносителем, для выработки (см. рис.1.) всего то 6 МВт электроэнергии, требует большую площадь землеотвода, см. рис, значительно больше чем футбольное поле. Конструкторы иначе думать не могут, из старых чертежей делают новые. Принцип простой: - чем больше размеры, тем внушительней, убедительно и дороже будет стоить АСММ, тем больше им будет денег.

Рис.1

АСММ «Унитерм», разработчик НИКИЭТ (см. рис.2) имеет следующие характеристики: Тип РУ,   Реактор водо-водяной под давлением.

Рис.2

Компоновка  Интегральная, трехконтурная.

Мощность электрическая 2х6,6 МВт (эл.)

Мощность теплофикационного режима 3,48 МВт (эл.) и 9 Гкал/час.

Периодичность перегрузки  15 лет.

Требования к ремонту и тех. поддержке – (как сломается?).

КИУМ – 0,8; Срок службы – 60 лет.

Одним словом можно сказать о конструкции: бочка с перегретой водой под большим давлением в бочке без давления. Естественной безопасностью от расплавления активной зоны в этой конструкции РУ даже и не пахнет.

Интерес представляет разработка ОКБМ Африкантов [7] с использованием газоохлаждаемого ядерного реактора ВТГР  («бочка в бочке»), (см. рис.3). Но всё равно, получились очень большие габариты и масса для выработки 25 МВт эл. мощности.

Рис.3

Интересное техническое решение предлагает АО «ГНЦ РФ-ФЭИ». Могут (а может быть уже и не могут) разработать АСММ для Арктики мощностью 1,0-1,5 МВт (эл.) с выработкой тепла 5 Гкал/час с применением реактора СВБР-МГТ со свинцово висмутовым теплоносителем и с открытым газотурбинным циклом. Основные особенности  СВБР-МГТ это высокий уровень внутренней защищенности (естественной безопасности), только не ясно вот, откуда она взялась эта естественная безопасность? Конструкция реактора в этом плане ничего принципиально нового не имеет:

1) Атмосферное давление в первом контуре.

2) Естественная циркуляция (ЕЦ) свинца-висмута на всех режимах.

3) Моноблочная компоновка оборудования 1-го контура.

4) Наличие страховочного кожуха моноблока (МБР).

5) Отсутствие трубопроводов и арматуры 1-го контура.  

6) Исключение образования водорода при любых авариях.

7) Отсутствие кризиса кипения теплоносителя при любых авариях.

8) Исключение радиоактивных выбросов высокого давления.

9) Исключение потери теплоносителя из реактора.

10) Низкое давление воздуха во 2-ом контуре (не более 5 кг/см2).

11) Постоянный отвод тепла через корпус МБР за счет ЕЦ наружного воздуха.

12) Отрицательные обратные связи по реактивности.

Из описания конструкции АСММ с СВБР-МГТ  не вытекает однозначно, что никогда не случится расплавление активной зоны реактора, что никогда не будет выброса радиации в окружающую среду, если что-то пойдет не так. Да и сама конструкция не представлена, даже схематично [7].

В таблицы  1 и 2 сведены все  РУ подпадающие под АСММ в России.

Таблица 1[7]

Таблица 2 [7]

АСММ в мире указаны в табл. 3. Отмечаю красным большую стоимость $/1 кВт*час, видимо ошибка, на самом деле $/1 МВт*час.

Таблица 3 [7]

Автор [7] сделал обобщенное ранжирование проектов АСММ по срокам готовности к полному изготовлению и пуску в эксплуатацию. Но ведь главное это ядерная безопасность. По критерию  нерасплавления активной зоны реактора при различных катаклизмах во всех предлагаемых проектах нет 100% гарантий. Расплавление активной зоны атомного реактора очень и очень даже возможно при стечении обстоятельств, и более того, защитные оболочки не защитят окружающую среду от попадания радиоактивных элементов. Защитные оболочки типа «бочка» попросту продлят агонию расплавления активной зоны. Как посчитал главный конструктор в НИКИЭТ для установки «Шельф» гарантированно 72 часа «бочка», т.н. страховочный корпус, при авариях типа LOCA (с потерей теплоносителя) не проплавится [9]. А дальше что? Увеличивай R квадрат? Но при этом они приписали в проспектах [4] («в своих рекламках») удивительное свойство всем реакторам  НИКИЭТ: – «Исключение аварийных ситуаций, требующих эвакуации населения и сверхнормативного воздействия на окружающую среду». Это вымысел? Да, это вымысел. Смешно? Людям будет не до смеха, когда, например, реактор «БРЕСТ» у них под носом расплавится и превратится в «бетонный мавзолей», не поддающийся утилизации в могильник. И уж совсем не смешно будет, когда установка «Шельф» запачкает радиацией весь наш Северный морской путь, месторождения ископаемых и Северный Ледовитый океан.

Вот и сегодня, Андрей Каплиенко (НИКИЭТ)  ко дню рождения Н.А.Доллежаля 27 октября (РИА-новости от 25.10.2019) [10] утверждает, якобы идея свинцового реактора и замыкания топливного цикла родилась при жизни Николая Антоновича Доллежаля. Возможно и при жизни, но явно не у него самого, и без его поддержки и участия в этой афере, и тем более никакую эстафету он не передавал по этому реактору. Блеф, он и в Африке блеф. Я застал то время, работая у него, когда Николай Антонович лично обходил каждое утро конструкторов, смотрел по важным моментам что придумали нового, и на ватмане чертежей делал пометки своей рукой. Также и Петр Алещенков проверял расчеты, выполненные сотрудниками на ЭВМ М-220, на своей маленькой логарифмической линейки. И блеф они отметали сразу, и не мягкими выражениями. Ниже привожу дословный текст ответов А. Каплиенко журналисту РИА-новости:

— Сейчас в России выполняется проект уникальной установки БРЕСТ-ОД-300, разработанной в НИКИЭТ. Можно ли его назвать своего рода эстафетой от времен Доллежаля?

— Конечно. Ведь концепция этой опытно-демонстрационной реакторной установки на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем родилась в конце 80-х годов XX века под руководством занимавшего тогда пост директора НИКИЭТ Евгения Олеговича Адамова, и еще при жизни Николая Антоновича, и объединила в себе перспективные задачи для реакторных установок и рационального замыкания топливного цикла. БРЕСТ-ОД-300 – это сердце проекта "Прорыв", проекта мирового уровня. Дело в том, что создание подобных реакторных установок и замыкание топливного цикла — это следующая ступень развития ядерной энергетики, позволяющая, с одной стороны, исключить необходимость принятия радикальных защитных мер — эвакуации, отселения за пределами площадки размещения. С другой стороны, такая технология даст возможность в полной мере использовать потенциал уранового сырья благодаря многократному повторному использованию делящихся изотопов и при этом обеспечить сжигание долгоживущих радионуклидов из отработавшего ядерного топлива. Это нужно, чтобы в итоге обеспечить радиационную эквивалентность с добытым сырьем – то есть радиоактивность образующихся отходов должна быть такой же, как радиоактивность добытого урана. И еще удастся купировать возможность наработки ядерных материалов оружейного качества.

— А каков сейчас статус проекта "БРЕСТ"?

— Нашим предприятием с участием ведущих отраслевых и внеотраслевых предприятий, а также организаций Российской академии наук разработаны технические решения, обосновывающие новую технологию. Обоснование проекта проведено на современном уровне, иногда, учитывая стадию разработки, превышающем международный. Для разработки новой техники мы применяли современное 3D-конструирование, расширенное экспериментальное обоснование на макетах и опытных образцах, компьютерные программы для решения задач в трехмерной постановке.

Акцент сделан на обеспечение внутренней самозащищенности реакторной установки или, как мы говорим, естественной безопасности благодаря использованию физических принципов, свойств материалов и пассивных систем безопасности. Основные технологические элементы установки, важные для безопасности и технологии инновационного топлива, доведены до стадии технического проекта.

В результате показана низкая, на четыре порядка ниже нормативной, вероятность повреждения активной зоны и еще меньшая, на уровне так называемого детерминистического исключения, вероятность выхода радиоактивных веществ за пределы энергоблока. Поэтому в любом случае за пределами промышленной площадки радикальных мер защиты населения не потребуется.

Почему, всего то, на  4 порядка? Никто им не смог бы помешать, если бы они указали и на 10 порядков. Мы догадываемся, по каким формулам и как считаются вероятности того, чего не происходит в природе.

Из-за чего происходит расплавление корпуса водо-водяного атомного реактора?

Для понимания физики явления немного углубимся в физику ядра и процесс выделения тепла, например, в уране-235 в результате его деления.

Изложенное ниже, свет увидел впервые в июле 1945 года из опубликованного официального отчета о разработке атомной бомбы под наблюдением Правительства США, проводимой с 1939 года.  В СССР в 1946 году вышел в свет перевод этого отчёта под названием «АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ ДЛЯ ВОЕННЫХ ЦЕЛЕЙ» авт. Г.Д.Смит, -276 с, М. – 1946 [11]. Возможно, топ менеджеры и не знают этого, но будет польза для отрасли, если они сейчас узнают и поймут.

 Немного истории про нейтрон. С 1919 года работами Резерфорда было доказано, что на устойчивость обычных ядер или на скорость распад радиоактивных ядер можно влиять.  В 1930 году немецкие ученые В.Боте и Г.Беккер обнаружили, что когда естественные альфа-частицы большой энергии из полония попадали на лёгкие элементы литий, бор и бериллий, то последние испускали неизвестное ранее излучение очень большой проникающей способности (ныне эта реакция основа полоний-бериллиевого источника нейтронов). Далее, в 1932 году в Париже Ирен Кюри и Фредерик Жолио экспериментами с парафином показали, что неизвестное проникающее излучение, попадающее на водород, заставляет его выбрасывать протоны очень большой энергии. Позднее, в 1932 году в Англии Дж. Чэдвик опытным путём доказал, что гипотеза гамма-лучей несостоятельна, предположив, что новое неизвестное излучение состоит из незаряженных частиц, масса которых приблизительно равна массе протона. Эти частицы назвали нейтронами. Нейтрон оказался главным действующим лицом в делении ядер тяжелых элементов, таких как уран. Благодаря отсутствию заряда нейтрон является важным проникающим в ядро агентом в ядерных превращениях.         

Знания. К июню 1940 года были получены следующие знания:

- была доказана эквивалентность массы и энергии.

- уран, торий и протактиний при бомбардировке нейтронами иногда расщепляются на приблизительно равные осколки (на изотопы элементов средней части периодической таблицы, от селена Z=34 до лантана Z=57), обладающие очень большой кинетической энергией.

- в процессе деления урана выбрасываются быстрые (большой скорости) нейтроны, средним количеством от 1 до 3, и  поэтому могла осуществиться, с силою взрыва, расходящаяся цепная реакция деления.

- большинство осколков неустойчиво, претерпевают радиоактивный распад последовательным испусканием бета-частиц, переходя через ряд элементов к различным устойчивым изотопам.

- деление урана может быть вызвано как быстрыми, так и медленными (малой скорости, т.н. тепловыми) нейтронами.

- тепловые нейтроны вызывают деление только урана-235, но не урана-238; быстрые нейтроны обладают меньшей вероятностью расщепить уран-235, чем медленные (тепловые).

- очень быстрые нейтроны теряют энергию путём неупругих соударений с ядрами урана; при этом какие-либо ядерные реакции не происходят.

- управлять нейтроном, известными способами в прямом смысле слова, нельзя, т.к. он не имеет заряда.

- свободные нейтроны могут быть получены только в результате распада атомных ядер; естественного источника их нет.

- свободный нейтрон движется беспрепятственно до тех пор, пока он не испытает «лобового» столкновения с атомным ядром, т.к. ядра очень малы, то такие столкновения происходят довольно редко, и до столкновения нейтрон проходит длинный путь, названный в дальнейшем длиной свободного пробега нейтрона.

- из экспериментов получили и стали использовать понятия: спектр нейтронов, это распределение количества нейтронов по скоростям; нейтронный поток – количество нейтронов проходящих (во всех направления) через единицу площади за единицу времени; поперечное сечение захвата нейтрона ядром элемента в зависимости от скорости нейтрона.    

- при некоторых скоростях нейтрона поперечное сечение захвата нейтрона ядром урана-238, приводящее к образованию урана-239, НО НЕ К ДЕЛЕНИЮ, велико.

- энергия, освобождаемая при делении одного ядра урана, составляет около 200 Мега электрон-вольт.

- единственный способ управления свободными нейтронами, это поставить на их пути ядра, которые будут при столкновениях их замедлять, отклонять или поглощать.

- ядра тяжелых элементов (урана, вольфрама, свинца) при столкновении с нейтроном меньше снижают скорость последнего, ядра легких элементов (дейтерия, водорода, гелия, углерода, натрия) снижают скорость нейтрона значительно, но и сами атомы (т.н. атомы отдачи) приобретают от столкновения движение, которое можно видеть из-за создаваемой ими ионизации.

- при столкновениях нейтрона с протоном (т.е. с атом водорода без электрона), протон приобретает большую скорость, а т.к. он имеет заряд, то вызывает ионизацию, которую можно видеть и регистрировать траекторию движения, и рассчитать потерю энергии нейтроном.

Про запаздывающие нейтроны в то время ещё не знали. Исходя из имевшихся знаний, можно вычислить количество энергии, выделяющееся в единице объёма ядерного топлива, для конкретного нейтронного потока.

Критичность активной зоны. Вопрос о том, будет или не будет развиваться цепная реакция, зависит от результата соревнования между четырьмя процессами:

1)      Вылет нейтронов из урана, 2) захват нейтронов ураном без деления, 3) захват нейтронов примесями и специальными поглотителями, 4) захват нейтронов ураном с делением. Если четвертый процесс не даст количества нейтронов больше потерянных в процессах 1,2 и 3, то цепной реакции не будет, см. схему цепной реакции [11]

По п. 1). Относительное количество нейтронов, которые вылетают из урана, может быть уменьшено изменением размеров и формы. Например, в сфере поверхностные эффекты пропорциональны квадрату, а объёмные эффекты пропорциональны кубу радиуса сферы. Вылет нейтронов из урана является поверхностным эффектом, и пропорционален площади поверхности. Захват и деление ядер урана происходит во всём объёме, который занимает уран (ядерное топливо), поэтому является объёмным эффектом. Чем больше количество урана, тем меньше вероятность того, что вылет нейтронов из объёма урана будет преобладать над захватами с делением и препятствовать цепной реакции. Критические размеры устройства с ураном (по старой термин. – котла, соврем. – активной зоны) можно определить как размеры, при которых количество освобождаемых при делении нейтронов в точности равно их потере вследствие вылета и захватов, не сопровождающихся делением.  

По п. 2). Вероятность захвата нейтрона ядром урана зависит от его скорости (энергии). К сожалению, скорость, при которой захват без деления наиболее вероятен, находится между скоростью нейтронов, испускаемых в процессе деления и скоростью, при которой захват с делением наиболее вероятен. Эта особенность процесса захвата нейтрона ядром урана натолкнула на идею применить в активной зоне размещение урана в замедлителе в виде решетки. А именно, гетерогенно, чтобы на время торможения нейтрона в замедлителе до скорости наибольшей вероятности захвата с делением, он на своём пути не встретился бы с ураном, и не был захвачен ураном с большой вероятностью без деления. Это предопределило геометрию и размеры решетки размещения урана в замедлителе.  

По п. 3). Уменьшение числа захватов без деления можно получить путем разделения изотопов урана, т.е. обогащением ядерного топлива делящимся изотопом урана-235 и уменьшением количества урана-238. Присутствие урана-238 приводит к торможению и уменьшению скорости быстрых нейтронов, а также к поглощению нейтронов с умеренными скоростями (т.н. поглощение в промежуточной части спектра). В природном уране доля урана-235 составляет примерно 1:140.    

По п. 4). Все конструкционные материалы установки с ураном должны иметь минимально возможное поглощение нейтронов.

Актуальным осталось и мнение учёного того времени Г.Д.Смита [11]: - «… Казалось правдоподобным, даже в 1940 году, что, применяя вещества, поглощающие нейтроны, удастся управлять цепной реакцией. Казалось также достаточно ясным, хотя и не совсем достоверным, что такая цепная реакция должна быть самоограничивающейся ввиду более низкого значения вероятности захвата, сопровождаемого делением, при достижении высоких температур. Тем не менее, не было исключено, что цепная реакция может выйти из-под контроля …». Сегодня мы знаем, что в активной зоне ядерного реактора, даже находящейся по среднему значению в подкритичном состоянии, возможен при определённых условиях неконтролируемый локальный рост поглощений нейтронов ураном с делением, т.е. с выделением тепла.

Некоторые процессы, протекающие в активной зоне ВВЭР. Ядерное топливо в активной зоне ВВЭРа размещено гетерогенно в твэлах стержневой формы. Стержневой твэл, в примитивном описании, это заполненная таблетками ядерного топлива тонкостенная трубка, образующая длинный герметичный объём. Твэлы объединены в тепловыделяющие сборки (ТВС), которые имеют в поперечном сечении шестигранную форму. Твэлы размещены в плоскости сечения с шагом равного удаления друг от друга, т.е. в вершинах равностороннего треугольника. Тепло, выделяющееся в таблетке топлива за счет реакции деления, передается потоку теплоносителя, который омывает тонкостенную трубку снаружи и движется снизу вверх. В процессе передачи тепла от таблетки сначала участвует теплопроводность, затем от поверхности тонкостенной трубки к теплоносителю – конвективный теплообмен. Если используется вода в качестве теплоносителя, то предполагается в реакторах под давлением (а ВВЭР именно такой реактор) то, что на поверхности твэла нет кризиса теплоотдачи из-за фазового изменения воды, т.е. ни при каких обстоятельствах не происходит  локального вскипания и образования паровой плёнки на поверхности твэла. Если нет кризиса, то и нет скачка температуры, и оболочка твэла не разрушается. По средним показателям температуры и давления кипение теплоносителя в активной зоне не должно быть. А как на самом деле? На самом деле, в форсированной активной зоне ВВЭР-а подкипание воды есть. И подкипание это происходит в определённых точках активной зоны.

Жидкий поглотитель нейтронов. В форсированных ВВЭР-ах в дополнение стержням СУЗ для регулирования критичности в активную зону вводят жидкий поглотитель нейтронов. В водяной теплоноситель добавляют борную кислоту, изотоп В10 в которой поглощает свободные нейтроны, дополнительно снижает критичность активной зоны при начальной загрузке топливом для обеспечения длинной компании: Fuel Cycle of 18-24 months.  Однако, этот метод хорош для штатного режима работы реактора, при котором нет даже намёка на локальное кипение теплоносителя где-либо в активной зоне.

Известно, что в паре соли растворяются намного хуже, чем в воде. Объёмная концентрация борной кислоты в паре, который получен кипением воды с борной кислотой, более чем на порядок меньше объёмной концентрации борной кислоты в самой кипящей воде. Таким образом, если происходит, в какой либо области активной зоны, локальное закипание  теплоносителя, то в этой области на порядок уменьшается концентрация борной кислоты, а, следовательно, при отсутствии поглотителя нейтронов B10, произойдет локальное увеличение плотности нейтронов, и, следовательно, увеличение энерговыделения. Что в свою очередь ещё больше увеличит размеры парового облака в активной зоне, и т.д. Этот процесс разгоняющийся, и если упустить момент, то остановить его уже нет никакой возможности. В центре активной зоны будет только пар. Стержни СУЗ и паровой эффект реактивности на локальное увеличение энерговыделения уже не влияют, поскольку и воды нет, и спектр нейтронов стал другим. Достаточно быстро, за секунды, оболочка твэлов будет перегрета и её температура достигнет температуры Лейденфроста. Жидкая фаза теплоносителя уже никогда не будет контактировать с поверхностью нагрева. Далее происходит мгновенное плавление оболочки твэла, разрушение твэла, и затем падение топлива вниз активной зоны. Это приводит к увеличению плотности урана и плотности нейтронов внизу активной зоны. Цепная реакция деления урана протекает практически не затухая, не смотря на температурный эффект снижения вероятности захвата нейтрона ядром урана с последующим делением, не смотря на отсутствие замедлителя и смещение спектра нейтронов в зону больших скоростей нейтронов, где сечение захвата с делением меньше чем для нейтронов с меньшей скоростью (тепловых нейтронов).

Свойство ядерных реакций таково, что деление ядер урана-235 и урана-238, плутония и др. элементов происходит не зависимо от их фазового состояния. Деление с выделением энергии будет происходить и в твёрдом состоянии элемента, и в расплаве (в жидком состоянии), и в газообразном. Если не отбирать тепло, то температура будет расти до теплового взрыва, который разведёт делящиеся ядра в большом объёме и цепная реакция прекратится. При определённых обстоятельствах возможен и ядерный взрыв. Но остаточное тепловыделение от запаздывающих нейтронов сохранится в любом случае. Остаточное тепловыделение при компактном размещении ядерного топлива, т.е. в габаритах активной зоны, значительно больше, нежели разместить это же количества топлива в виде плоской формы, толщиной меньше значения свободного пробега нейтроном в этой композиции топлива. В заглушенном реакторе приходится долго охлаждать активную зону, и для этого надо иметь достаток в электроэнергии для привода циркуляционных и аварийных насосов для прокачки теплоносителя через активную зону. Не будет электроэнергии, тогда проплавление корпуса ВВР-а в этом случае гарантировано.

Возникновение и рост кристаллов борной кислоты в активной зоне реактора. Да такой процесс наблюдался, там и тогда, где концентрация борной кислоты локально  превышала предельную насыщаемость раствора при заданной температуре и давлении. Этот эффект стал проявляться когда решили уменьшить критичность активной зоны, загруженной большим количеством ядерного топлива, путём  добавления в теплоноситель жидкого поглотителя – борной кислоты. Конечно, можно уменьшить концентрацию кислоты в целом, увеличив поглощающую её способность обогащением изотопа В10, который и поглощает нейтроны. Но в любом случае, борная кислота не способствует снижению энерговыделения в паровых мешках в активной зоне. То есть, в ВВР-е борная кислота фактически провоцирует образование большого расплава ядерного топлива при случайных парообразованиях в активной зоне.

Паровой эффект реактивности, а именно увеличение критичности активной зоны, в ВВР-ах подбором решётки размещения топлива делают не существенным.

Белый налёт – ранее неизвестная напасть. Это новая проблема технологии ВВЭР в связи с увеличением мощности. Сделали  новую  ТВС  и  получили  «белый налёт»,  и  уже  порядка  6  лет  эту  проблему   не  могут  разрешить. Манагеры  не  понимают,  что  подошли  к  «красной  черте»  со  своим  увеличение единичной мощности по технологии ВВЭР.

С  увеличением  единичной  мощности  реактора  типа  ВВЭР,  отдельным  и  новым явлением  стало появление  локальных  зон подкипания  воды по  длине  твэлов  в ТВС. В этих зонах образуются в центрах парообразования на оболочках твэлов каверны,  из  которых  ионы  металла  оболочки  (сплав  циркония)  уносятся сначала в пузырёк пара, затем в поток теплоносителя. Затем в холодных зонах потока  теплоносителя  при  схлопывании  пузырьков  пара,  через  череду  тепло- химических  реакций,  образуется  окись  циркония,  которая  создаёт  на поверхностях  «белый  налёт».  Этот  налёт  затем,  отваливаясь  хлопьями, попадает  в  поток  теплоносителя.

Но  главная  опасность  в  том,  что  каверны  в точках  роста  пузырька  пара  в  процессе  эксплуатации  растут  и  пронизывают толщину  оболочки  твэла  насквозь.  В  результате  этого  явления  неминуемо произойдёт разгерметизация твэла и выброс осколков деления в теплоноситель первого  контура.  Замеры  утонения  толщины  оболочки  твэла  в  принципе  не позволяют  определить  глубину  проникновения  каверны.  Например, ультразвуковой  метод  замера  каверны  попросту  не  увидит.  Последующие простой, и отмывка контура блока являются дорогостоящими мероприятиями. Далее,  ионы  циркония,  реагируя  с  водой  и  окисляясь,  выделяют  из  воды атомарный  водород,  который может  скапливаться  в  корпусе  реактора  под  его крышкой,  в  области  расположения  каналов  СУЗ.  Это  также  негативное свойство технологии ВВЭР.

В отношении активной зоны ВВЭР можно сделать выводы:

1. Рассматривая все эти негативные эффекты в комплексе, получаем логичный однозначный вывод для форсированного ВВЭР-а о том, что жидкий поглотитель – борная кислота в случае локального вскипания теплоносителя в активной зоне реактора, или вовсе при его потере, не будет уменьшать реактивность активной зоны в точке вскипания до подкритичного состояния.

2. Если на поверхности твэла образовалось пятно паровой плёнки, и возник перегрев оболочки, то вернуть к исходному состоянию, т.е. чтобы на поверхности твэла была жидкая фаза теплоносителя, надо создать значительно больший расход теплоносителя (главные циркуляционные насосы этого не обеспечат). Это явление обладает гистерезисом. На большинстве авариях вернуться в нормальный режим охлаждения активной зоны не удавалось. Заливать активную зону холодной водой, это значит, будут трещать твэлы и корпус реактора.

3. Если активная зона реактора начала рушится, то остановить процесс расплавления не удастся, как ни заливай  водой.

ВВЭР это хоть и вчерашний век, но на сегодняшний день это самый распространённый энергетический атомный реактор, к недостаткам которого уже все адаптировались. Буквально вчера, на XIII Международном общественном форуме-диалоге и выставке «АтомЭко 2019» [12], который состоялся 05-07 ноября 2019 г. в г. Печ, Венгрия, от России были сделаны доклады по теме: - «БЕЗОПАСНОСТЬ – ПРИОРИТЕТ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ НА ВСЕХ СТАДИЯХ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА: БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ВВЭР» [13].

Модератор: Асмолов Владимир Григорьевич,  советник генерального директора Госкорпорации «Росатом»; заместитель Председателя Научно-технического совета Госкорпорации «Росатом», доктор технических наук, профессор. Обсуждались интересные вопросы с докладчиками – уважаемыми докторами РАН, научными руководителями институтов Росатома:

1. Атомная энергетика – окружающая среда – люди. Меняя жизнь к лучшему, не меняя климат.

2. Технологии ВВЭР – тренд на постоянное повышение безопасности.

3. Проверки безопасности и улучшение производительности при эксплуатации АЭС.

Во-первых, КПД у технологии ВВЭР не больше 35%, значит при выработке 1200 МВт эл. в атмосферу выбрасывается примерно 2400 МВт тепла. Спрашивается, может этот большой локальный выброс тепла повлиять на климат в Европе? Ответа никто не дал.

Во-вторых, если технология ВВЭР – это тренд на постоянное повышение безопасности, то из логики следует, что предлагаемый атомный реактор по проекту ВВЭР-ТОИ не обладает сам по себе безопасностью, т.е. может расплавиться. На этот реактор и лепят различные уровни безопасности, тем самым удорожая электроэнергию, а вот создать действительно безопасный ядерный реактор у русских, видимо, знаний и сил нет. Безопасность реактора ВВЭР-ТОИ, по логике русских, недостаточна и её постоянно требуется повышать.  Но тип реактора и его неотъемлемые нейтронно-физические свойства, как такового, сохранились со времён главного конструктора ОКБ «Гидропресс» Василия Васильевича Стекольникова, который и сотворил это чудо энергетики в начале 50-х годов прошлого века. Сегодняшнее форсирование его мощности при стеснённых транспортных габаритах только прибавило «болячек» и проблем по эксплуатации. Журналисты и участники этого форума отметили, что русские тратят, видимо, большие деньги на безопасность водо-водяного реактора, в то время как, от разработки и строительства водо-водяных реакторов уже отказалась компания Westinghouse, бросив недостроенными около 42 блоков, и обанкротилась, т.е., как говорят, ушла в сторону от греха подальше.  

Конечно, при существующей установленной мощности новые энергоблоки 1200-1400 МВт совершенно не нужны. А вот для замены выработавших свой ресурс блоков АЭС это актуально сегодня. Но главное, эти энергоблоки должны быть абсолютно безопасными, без всяких вероятностей. Докладчик по теме «Технологии ВВЭР – тренд на постоянное повышение безопасности» прекрасно справился со своей ролью. Прямо живая копия «паренька, пожалевшего старика» из стихотворения Сергея Михалкова «Как старик корову продавал». С таким подходом к разработке и реализации инновационного оборудования ВВЭР-ТОИ можно любую дохлую корову продать.   

Что нового в США? По выпискам из американской печати: Лит. Ч.1 стр.6 [14].

Брюс Геллерман -  старший репортер, (далее машинный перевод): - … Компания Buongiorno и другие компании уже много лет рассматривают перспективные проекты для нового поколения атомных электростанций, включая небольшие модульные реакторы, которые могут быть запущены на места, когда требуется электроэнергия. Это часть переосмысления ядерного варианта в меняющемся климате мира.

… Ведущие ученые мира говорят, что мы должны "декарбонизировать" мировую экономику к середине века, чтобы предотвратить глобальную климатическую катастрофу.

… Закрытие Pilgrim - это часть национального тренда, и это проблема, говорит Кен

Киммел, президент Союза заинтересованных ученых. Исследование, проведенное группой в 2018 году, показало, что треть из оставшихся 97 атомных станций страны находится в финансовом кризисе или планируется преждевременно закрыть.

"Это большая часть нашей безуглеродной энергии", - говорит Киммел. "Если мы допустим, чтобы те заводы, которые работают безопасно, были закрыты по экономическим причинам, и если эти заводы будут заменены природным газом, это сделает декарбонизацию нашего электрического сектора намного, намного, намного сложнее".

… Соединенные Штаты производят больше электроэнергии из ядерной энергии, чем любая другая страна. Двадцать процентов всей электроэнергии в стране вырабатывается за счет

ядерной энергии, что составляет около половины нашей безуглеродной электроэнергии.

… "До тех пор, пока фундаментальная экономика строительства и эксплуатации атомных станций не изменится, - говорит Хиббард, - я не вижу ничего, кроме инвестиций в поддержание и безопасную эксплуатацию существующих ядерных активов". Но не все согласны с этим. Якопо Буонджорно, руководитель Центра передовых ядерных энергетических систем Массачусетского технологического института (МТИ), говорит, что в условиях меняющегося климата мы не можем позволить себе не строить новые атомные электростанции.

… "Ядерный все еще должен играть большую роль, и это потому, что если вы исключите ядерное, что у вас останется?- спрашивает он. Буонджорно возглавил недавно проведенное в рамках всего кампуса исследование, посвященное будущему ядерной энергетики. "Наш анализ показывает, что наиболее эффективным и откровенно наименее затратным путем декарбонизации нашей экономики является ядерная энергетика" - говорит он, или другой низкоуглеродистый источник энергии, доступный по требованию. Вы не можете контролировать, когда светит солнце или дует ветер. И хотя цена на крупномасштабные аккумуляторные батареи резко падает [15], это все еще дорого.

Рис. 5

Итак, профессор МТИ Буонджорно утверждает, что нам понадобится новая ядерная энергия — и много её — чтобы подпитывать наше безуглеродное будущее. Лит. Ч.2, с.2 [16].

… Будущее атомной энергетики уже давно стало частью истории Массачусетского технологического института. Лаборатория ядерных реакторов Массачусетского технологического института, построенная в 1950-х годах, является вторым по величине университетским реактором в Соединенных Штатах.

Но большие, сложные атомные станции прошлого являются частью проблемы, потому что они чрезвычайно дороги для строительства и обслуживания. Стоимость двух крупных реакторов, строящихся в настоящее время в Georgia USA, удвоилась до $28 billion, и они уже на несколько лет отстают от графика.

Так что теперь Buongiorno и другие инженеры-ядерщики, ученые и стартаперы думают о небольших, с простыми, более быстрыми и дешевыми конструкциями, ядерных реакторах.

Там Крис Кольбер, главный стратегический директор NuScale Power, предложил Орегонской компании проект небольшого модульного ядерного реактора, см. рис. слева. "То, что мы сделали, это перейти к меньшей конструкции — у нас нет насосов для охлаждения реактора. И следствием этого решения является то, что мы смогли устранить две трети систем и компонентов, которые вы находите на большом заводе (большой АЭС)" - говорит Кольбер.

При высоте 76 футов и диаметре 15 футов автономный реактор NuScale занимал бы всего 1% пространства обычного реактора [17,18]. Глубоко закопанный в землю и окруженный миллионами галлонов воды, один реактор мог бы обеспечить энергией отдаленную область. Двенадцать модульных реакторов, сложенных, как пивные банки, в шесть упаковок, могли бы служить городу. Министерство энергетики США инвестировало $ 300 млн в разработку небольшого модульного реактора NuScale. Но на рынке есть иностранная конкуренция, и Соединенные Штаты играют в догонялки.  "Мы собираемся снова сделать ядерный бум", - говорит Перри. "В течение 30 лет мы позволяли ядерщикам сидеть без дела и атрофироваться".

Теперь, когда климат стремительно меняется, сторонники ядерной энергетики говорят, что пришло время вернуться в будущее. Но бывший председатель Комиссии по ядерному регулированию Григорий Яцко сомневается, говоря, что больше мини-реакторов на море и суше будет означать больше ядерных аварий. NuScale планирует начать коммерческое производство через шесть лет. Это одна из примерно дюжины компаний, пытающихся выйти на формирующийся, небольшой модульный рынок. Первый испытательный реактор фирмы будет построен в Национальной лаборатории Департамента энергетики штата Айдахо. Это часть плана министра энергетики Рика Перри по ускорению старения ядерной промышленности страны.

(Окончание)


ЛИТЕРАТУРА:

01. «Малые и средние АЭС». Авт. БОРИС МАРЦИНКЕВИЧ, «Геоэнергетика», онлай-журнал, 10.01.2017. HTTP://GEOENERGETICS.RU/AUTHOR/BORIS-ALESTAR/

02. Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики :   Т. 2 /под ред. акад. РАН А. А. Саркисова. — М.  : Академ-Принт, 2015. — 387 с.  :   ил. — ISBN 978-5-906324-04-7 (в пер.).

03. Состояние развития проектов атомных реакторов малой мощности в России 18.03.2015 rentenergo.ru 

04. «Различные аспекты применения автономных атомных источников энергообеспечения (безопасность, энергоэффективность, труднодоступные территории)». НИКИЭТ, Пименов А.О. и др. Ноябрь 2017, _М.

05. Реакторные установки для атомных энергоисточников малой мощности, авт. Куликов Д.Г., АО «НИКИЭТ», Астана, 2017.

06. «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКТОРОВ ВВЭР-СКД ДЛЯ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ». Авт. Глебов А.П., Баранаев Ю.Д., Клушин А.В.  АО "ГНЦ РФ-ФЭИ", МНТК-2017.

07. «Состояние разработок АСММ в мире и России, приоритеты и перспективы их создания». Адамов Е.О., руководитель по отбору предложений для реализации АСММ по приказу №1/358-П от 13.04.2015.

08. PRoAtom - Фукусима_ дьявольский сценарий для бассейна выдержки.

09. PRoAtom - Автономные атомные источники для энергообеспечения арктических месторождений. Авт. Пименов  . ., НИКИЭТ.

10.  Андрей Каплиенко: мы создаем уникальные ядерные реакторы с маркой "первый". Ко дню рождения Н.А. Доллежаля 27 октября, РИА-новости от 25.10.2019.

11. «АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ ДЛЯ ВОЕННЫХ ЦЕЛЕЙ» авт. Г. Д. Смит, -276 с, М. – 1946.

12. XIII Международный общественный форум-диалог и выставка «АтомЭко 2019» пройдут в Венгрии _ Атомная энергия 2.0.

13. Программа форума-диалога «АтомЭко 2019» (05-07 ноября 2019 г., Венгрия, г. Печ). https://osatom.ru/media/uploads/dab5ba3a-8cc5-4027-b78f-1d8549450341/191024_Programma_dlja_publikatsii2.docx

14. Ч. 1 Для борьбы с изменением климата нужен ли нам ядерный вариант_ _ Earthwhile.

https://www.wbur.org/earthwhile/2019/09/17/nuclear-power-future-history-controversy

15. Самый Большой Аккумулятор В Новой Англии Представлен В Нантакете _ Earthwhile.

16. Ч. 2 Большие Планы Для Малых Атомных Станций _ Earthwhile. By Брюс Геллерман. По комментариям Якопо Буонджорно, директора Лаборатории ядерных реакторов Массачусетского технологического института по науке и технике. (Любезность MIT).

https://www.wbur.org/earthwhile/2019/09/18/nuclear-power-miniaturization-new-technology

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Малая энергетика
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Малая энергетика:
Ядерные энергетические установки в космосе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 2.57
Ответов: 14


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 35 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
Главных конструкторов проектов не бывает. Главный конструктор может быть у оборудования, либо установки. У проекта - директор, главный инженер, генеральный проектировщик


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
Дядя конструктор! А почему только SSR-2/2 надо пересматривать. SSR-2/1 пойдет как есть?


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
Зачем рассказывать про "Ангстрем", как будто эта установка где-то и как-то рассматривается? Про нее уже лет 40 как вообще не упоминают, а технические решения для свинцово-висмутовых ЯЭУ давным-давно кардинально изменились. Да и вообще в России сегодня не существует направления реакторов с СВТ, оно сознательно и целенаправленно уничтожено. Зато "В Китае корпорация CNNC занимается разработкой свинцово-висмутовых реакторов, имея одной из целей создание мобильных реакторов малой мощности." (atominfo.ru/newsz/a0648.htm). Так что пока наши водо-водяные монополисты грызутся друг с другом, китайцы выйдут на рынок с дешевым и безопасным СВТ-реактором, а мы будем локти кусать.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
"...китайцы выйдут на рынок с дешевым и безопасным СВТ-реактором, а мы будем локти кусать." Как можно всерьез говорить о реакторе, предназначенном для длительной работы, в котором теплоноситель растворяет конструкционные материалы?! 


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
Как можно всерьез говорить о реакторе, предназначенном для длительной работы, в котором теплоноситель растворяет конструкционные материалы?! ================

Прежде, чем повторять с чужих слов то, о чем Вы понятия не имеете, почитайте учебники. А также книги о характеристиках жидкометаллических реакторов.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
<<<Как можно всерьез говорить о реакторе, предназначенном для длительной работы, в котором теплоноситель растворяет конструкционные материалы?! ================

Прежде, чем повторять с чужих слов то, о чем Вы понятия не имеете, почитайте учебники. А также книги о характеристиках жидкометаллических реакторов.>>>

В случае свинца, висмута, смеси свинца с висмутом и ртути происходит перенос вещества. Железо, которое при высокой температуре растворяется, в зонах более низкой температуры осаждается. Эти осаждения могут закупоривать трубопроводы.

https://www.chem21.info/info/1021383/



Кстати, европейцы хотят запретить свинцовые пули, применяемые в биатлоне, дабы не загрязнять такой отравой, как свиней, окружающую среду. И давно уже применяются бессвинцовые припои в тех же целях.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
<<<Как можно всерьез говорить о реакторе, предназначенном для длительной работы, в котором теплоноситель растворяет конструкционные материалы?!
<<В случае свинца, висмута, смеси свинца с висмутом и ртути происходит перенос вещества. Железо, которое при высокой температуре растворяется, в зонах более низкой температуры осаждается. Эти осаждения могут закупоривать трубопроводы.
https://www.chem21.info/info/1021383/>>===============

Приятно видеть ссылку на Справочник химика! Если еще поискать, то можно также найти сведения о том, что натрий тоже растворяет железо (и не только), а еще горит и взрывается при взаимодействии с водой и воздухом. И тем не менее реакторы со свинцово-висмутовым теплоносителем много лет работали на стендах и АПЛ, а натриевые реакторы работают и сейчас, из них БН-600 запущен аж в 1980 году. Не вдаваясь в технические подробности это означает только одно: люди, которые занимаются разработкой и эксплуатацией таких реакторов - профессионалы, знающие физические процессы в них настолько глубоко, что могут в реальной установке обеспечить условия, при которых ничего не растворяется, не осаждается (там, где нельзя), не горит и не взрывается. Приобретение таких знаний - многолетний процесс, полученные знания давались (и даются сегодня) трудом, а иногда и жертвами, о чем достаточно много и подробно написано в соответствующей литературе. Так что на восклицания "как можно!?" существует ответ - можно, когда знаешь как. А в Справочнике химика все написано правильно.




[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 30/11/2019
1. Не надо сравнивать условия работы реактора со СВТ на АПЛ, где надо "относительно кратковременно и любой ценой" и энергетического реактора на десятки лет.2. Осмелюсь предположить, что люди, голосующие за СВТ или свинец, никогда не видели реальной картины состояния материала после выдержки в этих средах. 


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 30/11/2019
Осмелюсь предположить, что люди, голосующие за СВТ или свинец, никогда не видели реальной картины состояния материала после выдержки в этих средах.=======


Осмелюсь предположить, что в отличие от специалистов, разрабатывавших установки с СВТ, не только военные, но и гражданские, Вы никогда не видели ни одного технического материала по исследованию состояния конструкционных материалов в среде СВТ, а также по технологии свинцово-висмутового теплоносителя. Для незнающих: технология теплоносителя - это про то, как обращаться с теплоносителем в процессе эксплуатации. Для образования почитайте про реакторы с СВТ статьи или книги, написанные профессионалами.  Возможно, перестанете "из общих соображений" открывать Америку там, где она давно открыта. Например, в статье Г.И.Тошинского, ВАНТ, сер.Ядерно-реакторные константы, вып.2, 2019, Вы увидите ту самую реальную картину, которой, по Вашему утверждению,  "люди, голосующие за СВТ или свинец, никогда не видели".


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019
Вы хотите построить реактор с СВТ? Подавайте заявку на аванпроект, сейчас это приветствуется, и флаг Вам в руки. Конечно, если она будет принята. К счастью, ещё остались специалисты, которые смогли остудить горячие головы эффективных менеджеров и предотвратить строительство такого реактора в Димитровграде. 


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019
Вы хотите построить реактор с СВТ?.......................==================

Вы либо читать не умеете, либо прочитанного не понимаете. Реактор с СВТ в очень недалеком будущем будет построен в Китае. Там есть государственная программа и уже достаточно специалистов, которые понимают, что это такое. И плевать они хотели на мнение тутошних комментаторов.



[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019

***Если еще поискать, то можно также найти сведения о том, что натрий тоже растворяет железо (и не только), а еще горит и взрывается при взаимодействии с водой и воздухом. И тем не менее реакторы со свинцово-висмутовым теплоносителем много лет работали на стендах и АПЛ, а натриевые реакторы работают и сейчас, из них БН-600 запущен аж в 1980 году.***
Работают в России, благодаря внутренне присущему российскому авантюризму и пофигизму. В нормальных странах странах натриевые реакторы давно прикрыли.

*****
люди, которые занимаются разработкой и эксплуатацией таких реакторов - профессионалы, знающие физические процессы*****

Да бросьте. Чернобыльский реактор тоже делали профессионалы. Из которых главный профессионал утверждал, что РБМК настолько безопасен, что его можно строить на Красной Площади. Грош цена этим профессионалам в плане безопасности. Их гораздо больше волнует карьера, ордена, премии, выслужится перед начальством и т.д.
***А в Справочнике химика все написано правильно.***
Слава богу)


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019
"Главных конструкторов проектов не бывает. Главный конструктор может быть у оборудования, либо установки. У проекта - директор, главный инженер, генеральный проектировщик"----------------------------------------------------------------------------------------------
ПОЛНАЯ ЧУШЬ!
1. У проекта просто обязан быть главный конструктор!
Так как именно главный конструктор обязан, должен и единственный, кто понимает как отслеживать полноту и качество выпуска технического проекта и работ по выпуску обосновывающих проект НИОКРам.
2. У оборудования может и должен быть главный инженер! Так как именно главный инженер должен головой отвечать за качество обслуживания оборудования. Главный инженер работает с регламентами и инструкциями по эксплуатации оборудования, разработанными и согласованными с главным конструктором, научным руководителем и генпроектантом.

3. Директор — вообще фигура не столько техническая, сколько административная и юридическая, которая отвечает за всё, что необходимо для функционирования предприятия. И ему, по большому счёту, просто нет возможности (а часто и компетенции...) вникать в во все нюансы многих проектов, которые разрабатывает его организация.

4. Генеральный проектировщик вообще фигура отодвинутая от НИОКРов... Генпроектант НИОКРами не занимается!
Это проектировщик с компетенцией строителя и сметчика. К генпроектанту должна стекаться инфа по сметам. И, если речь идет о совершенно новом проекте с впервые разрабатываемом основном оборудовании, то роль генпроектанта по факту сложнее, чем в проекте, где речь идет только о привязке много раз выполненного проекта к месту его строительства. В таком случае генпроектант вынужден смотреть в рот генконструктору и ждать от него необходимой информации по оборудованию.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
Автор: "Но  главная  опасность  в  том,  что  каверны  в точках  роста  пузырька  пара  в  процессе  эксплуатации  растут  и  пронизывают толщину  оболочки  твэла  насквозь.  В  результате  этого  явления  неминуемо произойдёт разгерметизация твэла и выброс осколков деления в теплоноситель первого  контура.  Замеры  утонения  толщины  оболочки  твэла  в  принципе  не позволяют  определить  глубину  проникновения  каверны. "
Комментатор: большей ахинеи в жизни не слыхивал. Если у нас останутся только такие специалисты, то через несколько лет у нас не только что атомной энергетики не будет, а, вообще, не будет электричества. Чтобы успокоить домохозяек: если бы каверны от пузырькового кипения всенепремерно приводили бы к прободевающим язвам, то в энергетике всего мира не работал бы на один парогенератор. Однако, парогенераторы работают, и лампочки горят.
Автор: "Далее,  ионы  циркония,  реагируя  с  водой  и  окисляясь,  выделяют  из  воды атомарный  водород,  который может  скапливаться  в  корпусе  реактора  под  его крышкой,  в  области  расположения  каналов  СУЗ.  Это  также  негативное свойство технологии ВВЭР."
Комментатор: Водорода от окисления циркония выделяется капля в море. Основную опасность  представляет образование гремучки от радиолиза. Чтобы подавить  процесс радиолиза  в воду ВВЭР добавлется аммиак. Избыток водорода удаляется из воды сдувкой в газовом объеме контура. Накопление гремучей смеси предотвращается путем ее пережигания в нескольких местах контура.  Посему, если персонал на АЭС будет не столь безграмотным, сколь автор, и водку пить только в нерабочее время, то все будет в порядке.


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
"Для разработки новой техники мы применяли современное 3D-конструирование, расширенное экспериментальное обоснование на макетах и опытных образцах, компьютерные программы для решения задач в трехмерной постановке." - видели бы вы это решения в любой постановке! Если бы увидели, то поняли, почему их никто не видит до сих пор.


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
Но тип реактора и его неотъемлемые нейтронно-физические свойства, как такового, сохранились со времён главного конструктора ОКБ «Гидропресс» Василия Васильевича Стекольникова, который и сотворил это чудо энергетики в начале 50-х годов прошлого века - здесь вы ошибаетесь, тип реактора ВВВЭР его первоначальный вид предложил С.М. Фейнберг.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2019
... тип реактора ВВВЭР его первоначальный вид предложил С.М. Фейнберг.Вы правы, но конечную работающую конструкцию сделал Стекольников.А ещё раньше, в 1944-45 годах предлагали водо-водяной (тяжёлой) в проекте Ман...   


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
все-таки старость - это ужасно


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
АО "Сила океанов" ликвидирована 23 июля 2019 г. Дядя Виноградов, не пудри добрым людям мозги.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 29/11/2019
"Для разработки новой техники мы применяли современное 3D-конструирование, ... это фраза гендиректора НИКИЭТ Каплиенко на вопрос журналиста!


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 30/11/2019
А почему 3D, когда в моде уже 7D и больше.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 30/11/2019
Цитата:
"АСММ в мире указаны в табл. 3. Таблица 3 [7] "

Уважаемый автор, в таблице 3 есть строчка: "Планируется к пуску в 2017 году". Сейчас практически 2020 год. Ссылка [7] на документ начала 2015 года. Вы пользуетесь динамически изменяющимися данными пятилетней давности.

За прошедшее время ничего не добавилось и не убавилось из списка? Особенно в контексте колонки "срок сооружения": большинство проектов успели бы построиться дважды если бы работы по ним велись а не только декларировались.

На самом деле, из таблиц 1 и 2, ничего не планируется строить кроме ПАТЭС "Ломоносов" и "РИТМ-200" для ледоколов. Остальное блеф. СВБР-10 и СВБР-100 вообще как направление в России давно закрыто, равно как по высокотемпературным графитовыми и по тяжеловодным реакторам работ в РФ нигде не ведётся. Масштабы экономики страны и число специалистов стали слишком малы, чтоб распылять силы по всем мыслимым направлениям. Приходится выбрать что-то одно: ВВЭРы и быстрые натриевые реакторы.




[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 30/11/2019
СВБР-10 и СВБР-100 вообще как направление в России давно закрыто, равно как по высокотемпературным графитовыми и по тяжеловодным реакторам работ в РФ нигде не ведётся. Масштабы экономики страны и число специалистов стали слишком малы, чтоб распылять силы по всем мыслимым направлениям. Приходится выбрать что-то одно: ВВЭРы и быстрые натриевые реакторы.


Вы все написали правильно за исключением одного акцента: сначала путем недобросовестной конкуренции уничтожили неугодные направления, а уж после этого исчезли специалисты по этим направлениям - просто коллективы, оставшиеся без работы, расформировали. Поэтому теперь, если даже кто-то захотел бы возродить работу по этим направлениям, специалистов днем с огнем не найти, разрыв (в смысле  передачи знаний), составляет по меньшей мере два поколения. Поэтому и задачи что-нибудь выбирать сегодня не существует. Все выбрано - двухкомпонентная энергетика и ПРОРЫВ. Причем любому специалисту ясно, что эти две концепции являются взаимоисключающими. Но видно сильнее кошки (по фамилии Адамов) зверя нет.



[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019
Что уж говорить про СВБР, если к примеру для финляндии в проекте что строит Росатом (АЭС 2006) не могут с 2014 года документы сделать, согласовать не могут ничего. Зато куча менеджеров сменившиеся не по одному кругу, или снятые за косяки с Белоярской (как пример РАСУ - Бутко и компания, тех кого он притащил).


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 01/12/2019
Гнилой какой-то сайтец.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 02/12/2019
Цитата:
"
Гнилой какой-то сайтец."

По этим словам видно, что бесятся конкуренты от злобы и зависти.
Потому что у них нет ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СООБЩЕСТВА ИНТЕЛЛИГЕНЦИИ на сайте а здесь наоборот оно есть, присутствует. Выдаёт реалистичные оценки событиям и даже иногда - инсайдерскую информацию.

На большинстве сайтов российского интернета нет свободы слова: сплошной "одобрямс" органам власти какую бы дурь они ни делали. Здесь не так, вот и шипят от злости представители диктаторского режима, устроившие мракобесие в РФ несмотря что 21-й век на дворе.




[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 02/12/2019
Хотелось бы узнать : что успела сделать "Сила Океанов" до закрытия? Что-то внедрено в промышленность? Когда и где? Дайте ссылки, пожалуйста


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 03/12/2019
Хотелось бы узнать : что успела сделать "Сила Океанов" до закрытия ...В России не удалось пересилить лобби герантократов и в Росатом, и в РАН. Работы вместе со спецами перешли в другое место, там где их уважают за знания, и за их принципиально новые идеи - атомный двигатель Виноградова. Это прорыв их (а не России) на рынок по оценкам МАГАТЭ, - "... мировая потребность в маломощных реакторах до 2040 года —   от 0,5 до 1 тыс. блоков. По данным британской Национальной ядерной лаборатории, к 2035 году рынок малых модульных реакторов гражданского назначения достигнет 400 млрд фунтов стерлингов (около 517,5 млрд долларов)..."Виноградов = АВА. P.s. - Уважаемые специалисты, не реагируйте на комментарии незнаек, дебилов и "шестёрок" от герантов.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 03/12/2019
В отличии от российских КБ Росатом и др. практически все разработки по атомному двигателю засекречены, и мало что из открытой печати сможете узнать, более того, в открытой публикации уже лет 5 практикуется принцип "легенда". Не все знают что это за принцип. Для дебилов это клад для издевок и их ну очень "умных" замечаний по статьям.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 03/12/2019
Повторю вопрос: что успела сделать "Сила Океанов" до закрытия? Что-то внедрено в промышленность? Когда и где? Дайте ссылки, пожалуйста. Если что-то сделали еще, то тоже ссылки дайте, пожалуйста. Ждем)


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 04/12/2019
Повторю вопрос: что успела сделать "Сила Океанов"? Расчетами конструкций узлов турбоядерного модуля доказала возможность создания установки, разработала план работ и сметную стоимость изготовления образца, и его испытание. Срок 7-8 лет. Инвестор посчитал что, если нет, по моему убеждению дебильной "референтности", то большие риски не создать установку. Аналогов этой разработке нет, и не секрет, что мы создавали ядерные установки с нуля, и не боялись. Просто топ менеджер не имеет инженерных знаний, поскольку прошёл подготовку за рубежом, в Чикагском  унив., или просто, он агент влияния.


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 04/12/2019
Были ли взяты патенты по результатам расчетов конструкций узлов? Какие номера патентов и в каких странах? 


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 05/12/2019
Что такое "турбоядерный модуль? Около 50 лет известна интегральная компоновка реакторного отсека. Турбина пространственно всегда на расстоянии по многим причинам. Что имеется ввиду тут и с какими целями?


[ Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 05/12/2019
Интересно узнать кто так активно интересуется о том, что сделано? Ваш IP не определяется, засекречен что ли? Предлагаю Вам представиться и Ваши вопросы перевести в практическое русло и повторить их представителю разработки в России, г-ну Shin Sun на российский адрес chinocean@yandex.com


[
Ответить на это ]


Re: Реакторные установки для АС малой мощности. Концепция АСММ в 21-ом веке (Всего: 0)
от Гость на 06/12/2019
Турбина пространственно всегда на расстоянии по многим причинам.  Наш атомный двигатель Виноградова (АДВ) обладает свойством "ядерной батарейки". Он не требует обслуживания и ремонта. В составе движителя (винтового или реактивного) для АПЛ или корабля АДВ находится за пределами корпуса, и может выдерживать глубоководное погружение. Не ясно из замечания в комментарии, зачем нам отделять турбину от реактора? Возвращаться в 20 век, увеличивать команду судна, подвергать матросов возможным катаклизмам? 


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.25 секунды
Рейтинг@Mail.ru