Rusijoje vyksta darbas kuriant revoliucinį branduolinį reaktorių, priklausantį ketvirtai kartai. Mes kalbame apie BREST reaktorių, kuriame šiuo metu dirba įmonės, priklausančios valstybinei korporacijai „Rosatom“. Šis daug žadantis reaktorius statomas kaip „Proveržio“projekto dalis. BREST yra greito neutronų reaktorių su švininiu aušinimo skysčiu, dvigubos grandinės šilumos perdavimo į turbiną ir superkritinių garo parametrų projektas. Projektas mūsų šalyje buvo kuriamas nuo devintojo dešimtmečio pabaigos. Pagrindinis šio reaktoriaus kūrėjas yra NIKIET, pavadintas N. A. Dollezhal (Energetikos tyrimų ir projektavimo institutas).
Šiandien atominės elektrinės tiekia Rusijai 18% jos pagamintos elektros energijos. Branduolinė energija yra labai svarbi europinėje mūsų šalies dalyje, ypač šiaurės vakaruose, kur ji sudaro 42% elektros energijos. Šiuo metu Rusijoje veikia 10 atominių elektrinių, kurios eksploatuoja 34 jėgaines. Dauguma jų kaip kurą naudoja mažai prisodrintą uraną, kurio izotopo urano-235 kiekis yra 2–5%. Tuo pačiu metu atominės elektrinės kuras nėra visiškai sunaudojamas, todėl susidaro radioaktyviosios atliekos.
Rusija jau sukaupė 18 tūkst. Tonų panaudoto urano ir kasmet šis skaičius didėja 670 tonų. Iš viso pasaulyje yra 345 tūkstančiai tonų šių atliekų, iš kurių 110 tūkstančių tonų yra JAV. Šių atliekų apdorojimo problemą galėtų išspręsti naujo tipo reaktorius, kuris veiktų uždaru ciklu. Tokio reaktoriaus sukūrimas padėtų susidoroti su karinės branduolinės technologijos nutekėjimu. Tokie reaktoriai galėtų būti saugiai tiekiami į bet kurią pasaulio šalį, nes iš esmės neįmanoma gauti žaliavų, reikalingų branduoliniams ginklams sukurti. Tačiau pagrindinis jų privalumas būtų saugumas. Tokius reaktorius būtų galima paleisti net naudojant seną, panaudotą branduolinį kurą. Pasak fizinių ir matematinių mokslų daktaro A. Kryukovo, net gana grubūs skaičiavimai byloja, kad panaudoto urano atsargų, sukauptų per 60 branduolinės pramonės veiklos metų, pakaks keliems šimtams energijos gamybos metų.
BREST reaktoriai yra revoliucinis projektas šia kryptimi. Šis reaktorius puikiai dera prie Vladimiro Putino kalbos, pasakytos 2000 m. Rugsėjo mėn. JT Tūkstantmečio viršūnių susitikime. Savo pranešime Rusijos prezidentas pažadėjo pasauliui naują branduolinę energiją: saugią, švarią, neskaitant ginklų naudojimo. Nuo to pristatymo darbas, susijęs su „Breakthrough“projekto įgyvendinimu ir BREST reaktoriaus sukūrimu, padarė didelę pažangą.
Bendras reaktoriaus BREST-300 vaizdas
Iš pradžių buvo sukurtas BREST įrenginys, kuris suteiktų 300 MW galios agregatą, tačiau vėliau atsirado projektas, kurio galia padidėjo 1200 MW. Tuo pačiu metu kūrėjai sutelkė visas pastangas į mažiau galingą reaktorių BREST-OD-300 (eksperimentinė demonstracija), susijusį su daugybės naujų dizaino sprendimų kūrimu ir planus juos išbandyti. palyginti nedidelis ir pigus įgyvendinamas projektas. Be to, pasirinkta 300 MW (elektrinė) ir 700 MW (šiluminė) galia yra minimali reikalinga galia, norint gauti degalų dauginimo koeficientą reaktoriaus šerdyje, lygų vienetui.
Šiuo metu projektas „Proveržis“įgyvendinamas Sibiro chemijos kombinato (VKB) valstybinės korporacijos „Rosatom“įmonės vietoje uždaro teritorinio padalinio (ZATO) Seversko (Tomsko sritis) teritorijoje. Šis projektas apima branduolinio kuro ciklo uždarymo technologijų kūrimą, o tai bus paklausa ateities branduolinės energetikos pramonėje. Įgyvendinant šį projektą praktiškai numatoma sukurti bandomąjį demonstracinį galios kompleksą, kurį sudaro: BREST-OD-300-greitas neutronų reaktorius su švino metalo aušinimo skysčiu su nejudančiu branduolinio kuro ciklu ir specialus modulis gamybai / atnaujinimui. kuro šiam reaktoriui, taip pat modulis panaudotam kurui perdirbti. 2020 m. Planuojama paleisti BREST-OD-300 reaktorių.
Pagrindinis bandomojo demonstracinio energijos komplekso projektuotojas yra Sankt Peterburgo VNIPIET. Reaktorių stato NIKIET (Maskva). Anksčiau buvo pranešta, kad BREST reaktoriaus plėtra siekia 17,7 milijardo rublių, panaudoto branduolinio kuro perdirbimo modulio statyba - 19,6 milijardo rublių, gamybos modulis ir kuro atnaujinimo pradžios kompleksas - 26,6 milijardo rublių. Pagrindinis kuriamo energetikos komplekso uždavinys turėtų būti naujo reaktoriaus eksploatavimo technologijos kūrimas, naujo kuro gamyba ir panaudoto branduolinio kuro perdirbimo technologijos kūrimas. Dėl šios priežasties sprendimas paleisti reaktorių BREST-OD-300 galios režimu siekiant gaminti elektros energiją bus priimtas tik baigus visus projekto tyrimus.
Elektros komplekso BREST-300 statybvietė yra Sibiro chemijos kombinato radiocheminės gamyklos teritorijoje. Darbas šioje svetainėje prasidėjo 2014 m. Rugpjūčio mėn. Pasak „SKhK“generalinio direktoriaus Sergejaus Tochilino, čia jau atliktas vertikalus išlyginimas, iškasus milijoną kubinių metrų grunto, nutiesti kabeliai, įrengti pramoniniai vandentiekio vamzdynai ir baigti kiti statybos darbai. Šiuo metu rangovas „Java-Stroy“ir Seversky subrangovas „Spetsteplokhimmontazh“tęsia darbų, susijusių su parengiamuoju laikotarpiu, kompleksą. Šiandien statybvietėje dirba 400 žmonių, didėjant objekto darbo tempui, statybininkų skaičius išaugs iki 600–700 žmonių. Remiantis Sibiro chemijos kombinato spaudos tarnybos duomenimis, valstybės investicijos į šį projektą yra maždaug 100 milijardų rublių.
Eksperimentinis demonstracinis energetikos kompleksas didžiausiame mūsų šalies uždarame administraciniame komplekse statomas etapais. Pirmąją, statančią nitridinio kuro gamyklą, planuojama pradėti eksploatuoti 2017–2018 m. Ateityje šioje gamykloje pagamintas kuras atiteks eksperimentiniam demonstraciniam reaktoriui BREST-300, kurio statyba prasidės 2016 m. Ir bus baigta 2020 m., Tai bus antrojo projekto etapo pabaiga. Trečiajame darbų etape numatyta statyti kitą panaudoto kuro perdirbimo gamyklą. Proveržio projektas turėtų būti visiškai pradėtas įgyvendinti iki 2023 m. Įgyvendinus šį ambicingą projektą, Seversko mieste turėtų atsirasti apie 1,5 tūkst. 6–8 tūkstančiai darbuotojų tiesiogiai dalyvaus statant BREST-300 įrenginį.
Kaip sakė reaktoriaus BREST-300 vadovas Andrejus Nikolajevas, eksperimentinis demonstracinis jėgainių kompleksas Seversko mieste apims BREST-OD-300 reaktorių gamyklą su stacionariu branduolinio kuro ciklu, taip pat kompleksas, skirtas gaminti „ateities branduolinis kuras“. Mes kalbame apie greitųjų reaktorių nitridinį kurą. Manoma, kad nuo šios rūšies kuro nuo XXI amžiaus 20 -ojo dešimtmečio veiks visa branduolinės energetikos pramonė. Planuojama, kad eksperimentinis BREST-300 reaktorius taps pirmuoju pasaulyje greitojo neutronų reaktoriumi su sunkiųjų skystųjų metalų aušinimo skysčiu. Pagal projektą panaudotas branduolinis kuras BREST-300 reaktoriuje bus perdirbamas ir po to perkraunamas į reaktorių. Pradiniam reaktoriaus pakrovimui iš viso reikės 28 tonų degalų. Šiuo metu atliekama panaudoto branduolinio kuro iš Sibiro chemijos kombinato saugyklų analizė - gali būti, kad tam tikras kiekis produktų su plutonio elementu gali būti panaudotas gaminant kurą eksperimentiniam BREST reaktoriui.
BREST-300 reaktorius, palyginti su bet kokiu šiandien veikiančiu reaktoriumi, turės daug reikšmingų eksploatavimo saugumo pranašumų. Nukrypus nuo bet kokių parametrų, šis reaktorius galės pats išsijungti. Be to, greitas neutronų reaktorius naudoja degalus su mažesne reaktyvumo riba, o greitas neutronų pagreitis ir vėlesnė sprogimo galimybė yra tiesiog atmetami. Švinas, skirtingai nei natris, šiandien naudojamas kaip šilumos nešiklis, yra pasyvus, o cheminio aktyvumo požiūriu švinas yra saugesnis nei natris. Tankus nitridinis kuras lengviau toleruoja temperatūros sąlygas ir mechaninius defektus, jis yra patikimesnis nei oksidinis kuras. Net ir pačios kraštutiniausios sabotažo avarijos sunaikinant išorines kliūtis (laivų dangčius, reaktorių pastatus ir pan.) Negalės sukelti radioaktyviųjų išmetimų, dėl kurių reikėtų evakuoti gyventojus ir vėliau ilgam susvetimėti, kaip atsitiko Černobylio avarija 1986 m.
BREST reaktoriaus privalumai:
- natūrali radiacinė sauga visų rūšių avarijų atveju dėl išorinių ir vidinių priežasčių, įskaitant sabotažą, dėl kurio nereikia evakuoti gyventojų;
- ilgalaikis (beveik neribotas laiko) kuro tiekimas dėl efektyvaus natūralaus urano naudojimo;
-branduolinių ginklų neplatinimas planetoje, pašalinant ginklų rūšies plutonio gamybą ir vietoje įdiegiant sauso kuro perdirbimo technologiją, neatskiriant plutonio ir urano;
- draugiškas energijos gamyba ir vėlesnis atliekų šalinimas dėl uždaro kuro ciklo su ilgaamžių skilimo produktų transmutacija, aktinidų transmutacija ir deginimas reaktoriuje, radioaktyviųjų atliekų valymas iš aktinidų, radioaktyviųjų atliekų laikymas ir šalinimas nepažeidžiant natūralios spinduliuotės pusiausvyra;
- ekonominis konkurencingumas, pasiektas dėl natūralios atominės elektrinės saugos ir įgyvendinto kuro ciklo technologijos, reaktoriaus maitinimo tik 238 V, sudėtingų inžinerinių saugos sistemų atmetimo, aukštų švino parametrų, užtikrinančių superkritinių garo turbinos kontūro parametrus ir aukštą termodinaminio ciklo efektyvumą, sumažina statybos sąnaudas.
BREST komplekso projekto vaizdas. 1 - reaktorius, 2 - turbinos patalpa, 3 - SNF perdirbimo modulis, 4 - šviežio kuro gamybos modulis.
Mononitridinio kuro derinys, natūralios švino aušinimo skysčio savybės, konstrukciniai šerdies ir aušinimo kontūrų sprendimai, greitojo reaktoriaus fizinės savybės suteikia BREST reaktoriui kokybiškai naują natūralios saugos lygį ir leidžia užtikrinti stabilumą be aktyvinimo. skubios apsaugos priemonės labai sunkioms avarijoms, kurios yra neįveikiamos bet kuriam esamam ir planuojamam reaktoriui pasaulyje:
- visų turimų reguliavimo institucijų savaeigis pistoletas;
- visų reaktoriaus 1 -osios grandinės siurblių išjungimas (trukdymas);
- visų reaktoriaus 2 -osios grandinės siurblių išjungimas (trukdymas);
- rektoriaus pastato slėgio mažinimas;
- garo generatoriaus vamzdžių ar antrinės grandinės vamzdynų plyšimas bet kurioje sekcijoje;
- įvairių avarijų įvedimas;
- Neribotas laikas, kol visiškai išjungiamas maitinimas.
Projektas „Proveržis“, kurį įgyvendina „Rosatom“, skirtas sukurti naują technologinę platformą Rusijos branduolinei pramonei su uždaru kuro ciklu ir išspręsti panaudoto branduolinio kuro ir radioaktyviųjų atliekų (RW) problemą. Šio plataus užmojo projekto įgyvendinimo rezultatas turėtų būti konkurencingo produkto sukūrimas, kuris užtikrintų Rusijos technologijoms lyderio pozicijas pasaulio branduolinės energetikos pramonėje ir apskritai pasaulinėje energetikos sistemoje ateinančius 30-50 metų.
