ВВЭР - Супер и СКД Опции

[kuzeyli]

Благодарю АтомИнфо.ру и В.Берковича за интервью http://atominfo.ru/news9/i0464.htm . Тему считаю весьма злободневной и сам давно точил на неё зубы, но не знал как начать.

Сначала о терминах. ВВЭР с регулируемым спектром нейтронов (посредством вытеснителей) буду называть Супер-ВВЭР (СВВЭР), понимая, что это только один из возможных его вариантов. Но не буду иметь в виду ВВЭР-СКД, как вариант СВВЭР. Тем более, что у ВВЭР-СКД своих вариантов хватает. Всё это почти устоявшиеся термины разработчиков и их и буду придерживаться.

О самом интервью. Упор в ней, как видно, Вадим Яковлевич делает на ВВЭР-СКД, как на более ценном для атомной энергетики реакторе, чем СВВЭР. Что очень даже понятно, - КПД в 40% с лишним, даже КПД-брутто, не шуточное дело. Но создаётся из интервью впечатление, что ОКБ ГП, при определённых условиях (например, при твёрдом заказе на разработку ВВЭР-СКД), готов махнуть рукой на СВВЭР. Как на паллиатив по отношению к ВВЭР-СКД. Что было бы весьма печально.

Потому что ВВЭР-СКД это почти журавль в небе, а СВВЭР, - почти синица в руках, но это синица, которая со временем способна стать близкой в своих размерах к журавлю. В частности и потому, что ториевый СВВЭР мог бы стать средством создания турецкого атомпрома, по сути как дочернего АО по отношению к Росатому. Ещё лучшим таким средством был бы, конечно, ВВЭР-СКД, но когда он будет. А та же Турция ждать не будет, а воспользуется первой же иной возможностью использования своих запасов тория.

В общем, если Росатом на самом деле задался целью мировой экспансии и в области наукоёмких технологий (как второй этап этой экспансии), то можно и нужно быстро создавать Супер-ВВЭР, в том числе и ториевый. И к разработке последнего можно и нужно привлекать и турецкую сторону. А ВВЭР-СКД будет чем-то вроде венца ВВЭРов. И к нему, конечно, тоже надо стремиться.

[VBVB]

Можно посчитать, сколько смог бы урана-233 наработать за год один CANDU6 мощностью в 700 МВт(эл) с загрузкой 90 тонн низкообогащенного урана.
Индусы писали, что при работе PHWR на топливе с 1.2% урана-235 загрузка тория может составлять до шестой части от общей массы топлива. Поскольку интересует высококачественный уран-233 с пониженным уровнем радиотоксичности, то можно взять верхний предел выгорания ториевого материала в 1000 МВт*сут/тонну, что будет соотвествовать чистоте урана-233 с содержанием урана-232 <15 ppm. Тогда раз в 7.5 дня потребуется перегружать облученный торий, с содержанием наработанного урана-233 порядка 1.3 кг на тонну тория. Итого по максимуму при максимальной мощности за год CANDU6 мощностью в 700 МВт(эл) сможет наработать до 800 кг урана-233 (с учетом 8-9% потерь на переработку облученного тория). Это составляет почти 20 тонн 4% топлива на основе урана-233. Т.е. грубо четверть годовой загрузки ВВЭР-1000.
Итого, потребуется как минимум 4 тяжеловодника для обеспечения загрузки одного ВВЭР-1000 ураном-233. Явно неоптимистичный сценарий.
Другое дело, что на специально оптимизированном тяжеловоднике-наработчике с загрузкой 3-4% реакторного плутония вполне можно иметь КВ близкий к 1, а по ряду встречавшихся расчетных данных достижима величина КВ=1.2 (наработка урана-233 по отношению к выгоревшим 239Pu и 241Pu). Тогда такого рода реактор-наработчик тепловой мощностью в 3000 МВт(тепл.) смог бы нарабатывать за год 1900-1950 кг урана-233, что составляет 2/3 от годового потребления 4% топлива на основе урана-233 ВВЭР-1000. Это уже более перспективный и реальный вариант.
Однако мы приходим к факту, что требуется создание парка специальных тяжеловодных реакторов наработчиков, которые врял ли американцы нам позволят построить, и которые имеют нулевые перспективы экспортных продаж из-за нераспространенческих проблем.
В итоге думается, что ни правительству нашему, ни Росатому даже частичный переход на ториевую компоненту ЯТЦ нафиг не нужен, из-за обилия возникающих проблем. Проше тупо уран-235 скирдовать из бывших союзных республик и Монголии в обмен на цацки оружейные, сжигать его в ВВЭРах, а плутоний "избыточный" тупо уничтожить в дурацкой версии БН-800, которая в безбланкетном варианте уничтожая высококачественный плутоний превратит его в дерьмовый топливный плутоний с КВ близким к 0.85. Ну еще и фантастический ВВЭР-СКД нас ожидает в перспективе.

Сообщение отредактировал VBVB - 11.2.2012, 0:17

[VBVB]

...Тогда раз в 7.5 дня потребуется перегружать облученный торий, с содержанием наработанного урана-233 порядка 1.3 кг на тонну тория. Итого по максимуму при максимальной мощности за год CANDU6 мощностью в 700 МВт(эл) сможет наработать до 800 кг урана-233 (с учетом 8-9% потерь на переработку облученного тория). Это составляет почти 20 тонн 4% топлива на основе урана-233. Т.е. грубо четверть годовой загрузки ВВЭР-1000.
Итого, потребуется как минимум 4 тяжеловодника для обеспечения загрузки одного ВВЭР-1000 ураном-233. Явно неоптимистичный сценарий...

Извиняюсь. Ошибку глупую в расчете допустил. Потребуется выгружать облученный торий через 35 дней. Тогда его годовая наработка составит около 200 кг урана-233. Т.е. из этого количества можно получить 5 тонн 4% топлива на основе урана-233 для ВВЭРов. Однако это всего лишь 1/15 годовой загрузки ВВЭР-1000. Совсем неоптимистичные цифры получаются.
Явно следует для целей наработки урана-233 нужны специализированные тяжеловодные реакторы-наработчики, подобные наиболее мощным Саваннским, но работающие на 3-4% МОКСе из реакторного плутония с максимализированным КВ наработки тория в активной зоне путем облучения торий-содержащих стержней и в экранах.

Другое дело, что на специально оптимизированном тяжеловоднике-наработчике с загрузкой 3-4% реакторного плутония вполне можно иметь КВ близкий к 1, а по ряду встречавшихся расчетных данных достижима величина КВ=1.2 (наработка урана-233 по отношению к выгоревшим 239Pu и 241Pu). Тогда такого рода реактор-наработчик тепловой мощностью в 3000 МВт(тепл.) смог бы нарабатывать за год 1900-1950 кг урана-233, что составляет 2/3 от годового потребления 4% топлива на основе урана-233 ВВЭР-1000.

Тоже необходимо скорректировать числа. Специализированный тяжеловодный реактор-наработчик тепловой мощностью в 3000 МВт(тепл.) (с соответствующей электрической мощностью в 750-800 МВт) и одновременно вырабатывающий тепло для отопления 80-100 тысячного города смог бы нарабатывать за год 430-450 кг урана-233, что составляет только 1/6 от годового потребления 4% топлива на основе урана-233 ВВЭР-1000. Не вызывает оптимизма.

Сообщение отредактировал VBVB - 11.2.2012, 1:54