Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.
С докладом о текущем состоянии китайской быстрой программы выступил Ян Хунъи (Yang Hongyi) из китайского института атомной энергии CIAE.
Быстрые реакторы
В настоящее время основой атомной энергетики Китая выступают легководные реакторы PWR. На следующем этапе развития в стране должны появиться быстрые реакторы, а третьим этапом станет термоядерная энергетика. Параллельно с разработкой реакторных технологий ведётся разработка необходимых топливных циклов.
В задачи быстрых реакторов в Китае входят повышение эффективности использования урановых ресурсов и трансмутация долгоживущих радиоактивных материалов.
В Китае эксплуатируется экспериментальный быстрый натриевый реактор CEFR. Также ведётся строительство двух демонстрационных энергоблоков с быстрыми натриевыми реакторами CFR600 (ввод завершится ориентировочно в 2025 году).
Далее, ориентировочно в период 2030-2035 годов, в стране должен появиться коммерческий быстрый натриевый реактор CFR1000.
Параллельно в Китае ведутся разработки проектов быстрых малых модульных реакторов. Основные усилия сосредоточены на проекте быстрого натриевого ММР мощностью от 1 до 3 МВт(э) для энергоснабжения удалённых территорий.
Кроме того, разрабатывается проект малого модульного реактора мощностью 1 МВт(э) с теплоносителем, основанным на свинце (lead based, так в Китае часто обозначают свинец-висмут). Одновременно для него выполняется соответствующий объём НИР и НИОКР по материалам, физике и компонентам.
В рамках проекта CIADS (подкритические реакторы, управляемые ускорителем) планируется строительство в провинции Гуандун подкритического быстрого реактора мощностью 7,5 МВт(т) с теплоносителем, основанном на свинце.
Реактор CEFR
Строительство демонстрационного быстрого натриевого реактора CEFR началось в мае 2000 года. Первый выход на МКУ состоялся в июле 2010 года, первое подключение к сети – в июле 2011 года.
С момента первого выхода на критичность реактор CEFR проработал на мощности в совокупности 101,2 суток и произвёл около 24.8 миллионов кВт×ч электроэнергии.
31 июля 2020 года на CEFR успешно завершились пусковые эксперименты на больших уровнях мощности (этап «C» пусковой программы). А 31 декабря 2020 года на реакторе была закончена первая частичная перегрузка.
В период 2019-2020 годов на CEFR был выполнен большой объём работ по обслуживанию. В январе 2021 года реактор был вновь выведен на критику. До конца марта 2022 года отработал около 21,5 эффективных суток. В настоящее время CEFR остановлен на перегрузку.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Реактор CFR600
CFR600 – типичный быстрый натриевый реактор бассейнового типа с двумя одинаковыми петлями и восемью модульными парогенераторами в каждой из петель. Тепловая мощность реактора – 1500 МВт(т), электрическая мощность энергоблока – 600 МВт(э).
Для первого блока с CFR600 полностью завершён технический проект (detail design), для второго блока на 30% готов предварительный проект (preliminary design).
Всё основное оборудование находится на стадии изготовления, первый парогенератор был установлен в проектное положение в апреле 2022 года. В реакторе CEFR проходят облучательные эксперименты в интересах CFR600 (изучаются конструкционные материалы).
В ходе НИОКР изучаются следующие материалы:
материалы оболочек твэлов:
• 316Ti;
• 15-15Ti (CN-1515);
• ДУО-стали;
конструкционные материалы ТВС:
• 316Ti;
• 15-15Ti;
• феррито-мартенситная сталь (CN-FMS).
Докладчик особо отметил продвижение НИОКР по материалам CN-1515 и CN-FMS. По ним закончены внереакторные исследования и начаты эксперименты на CEFR.
Для нужд проектирования и обоснования CEFR разработан набор компьютерных кодов, включая коды по системному анализу, теплогидравлике активной зоны и первого контура, отводу остаточного энерговыделения, тяжёлым авариям, деформации ТВС, MOX-топливу, анализу малого и крупномасштабного взаимодействия натрия и воды.
Выполнена серия теплогидравлических экспериментов в обоснование проекта первого контура (список экспериментов приводится ниже).
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Теплогидравлические эксперименты в обоснование проекта первого контура.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Комплекс IFRES
Китайский докладчик остановился также на концепции комплекса IFRES, представляющего собой расположенные на общей площадке блоки с быстрыми реакторами и мощности ЗЯТЦ (фактически это можно называть пристанционным ЯТЦ).
В комплексе имеются мощности для переработки ОЯТ быстрых реакторов на основе пиропроцессинга и фабрикации топлива для них.
Быстрые реакторы в комплексе решают три задачи: производство электроэнергии, размножение ядерного топлива и трансмутация (миноров и т.д.). По экономике поставлена задача обеспечить стоимость установленного киловатта не более 17000 юаней (2600 долларов).
Тип реакторов – быстрые натриевые. Мощность блока – 1000-1200 МВт(э). Топливо – MOX или металл. Коэффициент воспроизводства – более 1,1. Перегрузки не чаще раза в 12 месяцев. Срок службы – 60 лет, срок строительства – менее 60 месяцев.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Заключение
В заключение Ян Хунъи отметил, что атомная энергетика в Китае находится на высоком уровне развития, однако в отрасли остаются задачи, требующие решения, а именно, строительство «континентальных» АЭС на удалении от моря, улучшение экономики АЭС и выбор между множеством различных реакторных технологий, разрабатываемых одновременно.
Замыкание ядерного топливного цикла для Китая обязательно с точки зрения обеспечения устойчивого развития атомной энергетики. Быстрые реакторы будут играть очень важную роль в атомной отрасли КНР.
По направлению быстрых натриевых реакторов Китай добился и добьётся в обозримом будущем значительных успехов. Докладчик выделил строительство и ожидаемый пуск блоков с CFR600 и последующие проекты.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru