Для этого нужно иметь надёжную информацию о проектах контейнеров, разработанных ведущими зарубежными фирмами, а затем её критически проанализировать и использовать с учётом того, что в стране незамедлительно должны создаваться новые большегрузные контейнеры для ОЯТ ТВС ВВЭР-1000 с повышенным начальным обогащением и большой глубиной выгорания.
Этим объясняется большое количество приведенных в статье данных о контейнерах «CASTOR» и «CONSTOR», разработанных в Германии фирмами GNS и GNB, а также о контейнерах типа «TN», которые десятилетиями создавались во Франции.
Естественно, что при разработке новых большегрузных отечественных ТУК, предназначенных для серийного изготовления на российских заводах из отечественных материалов, необходимо исключить тиражирование собственных ошибочных или неудачных решений. Поэтому мы критически рассматриваем в статье первые контейнеры, созданные в СССР, для ОТВС ВВЭР-440 и ВВЭР-1000, а также недостатки металлобетонных ТУК для ОТВС РБМК-1000, ОТВС АПЛ и надводных кораблей ВМФ, ОТВС атомных ледоколов, а также реактора БН-350. Эти ТУК создавались после 1995 г. а ОАО «КБСМ» при участии большого числа Организаций и Предприятий страны, когда ТУК для ОТВС ВВЭР в России практически не разрабатывались.
Статья может быть полезной для специалистов, неравнодушных к проблемам Атомной энергетики.
Авторы.
Разработанные в СССР и поставленные заказчиком к 1993 г. контейнеры для отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реакторов типа ВВЭР
Контейнеры для транспортирования и промежуточного хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) легководных энергетических реакторов ВВЭР-440 (ТУК-6 на 30 ОТВС) и ВВЭР-1000 (ТУК-10В на 6 кожуховых ОТВС; ТУК-10В-1 на 6 серийных бескожуховых ОТВС; ТУК-13В на 12 серийных ОТВС) изготавливались в 1978–1985 годах на заводе «Ждановтяжмаш» в г. Мариуполе.
Эти контейнеры (ТУК-и), эксплуатируемые по настоящее время, обеспечили своевременный вывоз ОТВС от блоков АЭС СССР, стран, входивших в Совет Экономической Взаимопомощи и Финляндии на ПО «Маяк», где осуществлялась переработка ОТВС ВВЭР-440, и на Горно-Химический Комбинат (ГХК), где ОТВС ВВЭР-1000 размещались в «мокром» хранилище завода РТ-2.
Проекты ТУК разрабатывались в 1973–1986 годах ГИ ВНИПИЭТ-ом, ЦКТИ им. Ползунова и Конструкторским Бюро «Ждановтяжмаш»-а с привлечением организаций и предприятий страны.
Ковано-сварные корпуса ТУК-6, ТУК-10В и ТУК-10В-1 изготавливались из поковок углеродистой стали 20, которые выпускались Краматорским Металлургическим Комбинатом. Эта сталь склонна к хрупкому разрушению при динамических нагружениях в условиях минусовых температур, характерных для осенне-зимнего периода в местах расположения Кольской АЭС, АЭС «Ловиза», ПО «Маяк» и ГХК.
Для транспортирования указанных ТУК были разработаны и изготовлены специальные вагоны-контейнеры ТК-6, ТК-10 с грузовыми отсеками, оборудованными электрообогревом и имеющими тепловую изоляцию. В связи с этим ТУК-6, ТУК-10Ви ТУК-10В-1 были отнесены к упаковкам типа В(М), требующими специального согласования для движения по зарубежным магистралям.
На «Ждановтяжмаш»-е был также изготовлен ТУК-13В с корпусом из низколегированной стали 06Н2М, однако трудновыполнимые требования по очень низкому содержанию в стали серы и фосфора сделали её не конкурентноспособной. Стоимость корпуса из стали 06Н2М оказалась близкой к стоимости корпуса из нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т для ТУК-13/1В, который выпускался Ижорским заводом вплоть до 1993 г. и вмещал 12-ть серийных ОТВС ВВЭР-1000.
Сложная ситуация, сложилась в России с разработкой современных большегрузных ТУК на 18–19 ОТВС реактора ВВЭР-1000
Не обсуждая причины сложившейся ситуации, следует констатировать, что в России с начала 90-х годов и по настоящее время не только не было налажено серийное производство современных ТУК для ОТВС реакторов типа ВВЭР-1000, но и не был разработан проект такого ТУК с учётом его серийного изготовления на российских предприятиях из отечественных материалов.
Рассматривать при существующих требованиях в отношении импортозамещения ТУК-141, разработанный ОАО «ИЦЯК», не следует, т. к. его основной элемент, а именно корпус контейнера, отливается из чугуна с шаровидным графитом в Германии на заводах «Зимпелькамп» и там же частично обрабатывается.
Отсутствие проекта современного ТУК для ОТВС ВВЭР-1000 недопустимо, т. к. с постепенным выводом из эксплуатации 11-ти блоков с РБМК-1000 на Ленинградской, Курской и Смоленской АЭС и их заменой блоками типа ВВЭР-1000, АЭС с такими реакторами станут основными в Атомной энергетике России.
Необходимость создания проекта современного ТУК для ОТВС ВВЭР-1000 с учётом использования модифицированных сборок с повышенным начальным обогащением и большой глубиной выгорания.
Следует учитывать, что работы будут осуществляться в условиях, когда упущено более 20-ти лет и практически без проектировщиков первых серийных отечественных контейнеров для ОТВС водо-водяных энергетических реакторов.
На успешное решение проблемы можно рассчитывать только в том случае, если при проектировании новых ТУК будут устранены выявленные к настоящему времени недостатки ранее разработанных ТУК со стальными ковано-сварными корпусами для ОТВС ВВЭР-1000 и ВВЭР-440.
Основные недостатки указанных ТУК следующие:
- Малая вместимость контейнеров, требующая увеличения числа рейсов от АЭС на ГХК и ПО «Маяк», что увеличивает в свою очередь выплаты РЖД, затраты на ремонт подвижного состава и коллективные дозы, полученные работниками, принимающими участие в транспортно-технологических операциях;
- Использование жидкой нейтронной защиты, которая может быть легко утрачена при авариях с ТУК для ОТВС ВВЭР-1000, и отсутствие специальной нейтронной защиты в ТУК-6, который предполагалось использовать при заполнении его полости водой;
- Использование недостаточно теплостойких герметизирующих прокладок, изготовленных из этиленпропиленовой резины, неспособной, как и все резины, предотвратить диффузию через прокладки радиоактивных газов, выходящих в полости контейнеров из негерметичных твэлов;
- Демпфирование ударных нагрузок с помощью стальных приварных рёбер или шпангоутов, расположенных в полостях жидкой нейтронной защиты, т. к. рассматриваемые элементы дороги и недостаточно эффективны по сравнению с деревянными торцевыми демпферами, обычно используемыми в зарубежных ТУК.
Несколько улучшит ситуацию, возникшую в связи с упущенными годами, когда в стране практически не разрабатывались контейнеры для ОТВС реакторов ВВЭР, разумное использование информации о решениях, надёжность и эффективность которых доказана многолетней эксплуатацией контейнеров, созданных ведущими зарубежными фирмами.
Рис. 1. CASTOR-V/52
Большинство рассмотренных в статье ТУК со стальными ковано-сварными корпусами и сами поковки были изготовлены на Украине. С учётом этого следует учитывать вероятность того, что металлические корпуса вновь создаваемых российских контейнеров будут отливаться из отечественного высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Подобный чугун, который называется за рубежом «ковкий чугун», десятки лет используется в Германии для изготовления корпусов контейнеров «CASTOR», разработанных фирмой GNS и её дочерней фирмой GNB.
Рис. 2. CASTOR V/19
Полный текст статьи с иллюстрациями и таблицами
ЧИТАЙТЕ ЗДЕСЬ
