Техническое задание №352-ТЗ-002, ВВЭР-1800 Опции

[Denis_Hliustin]

В связи со строительством EPR-1700 планируется ли у нас переход к ВВЭР-1800, кто-нибудь знает?
В 1986 году подготовлено техническое предложение, в связи с распадом страны его отложили в долгий ящик, как оказалось, по меньшей мере на 28 лет.
Целесообразно ли возобновление работ по нему, или выгоднее строить ВВЭР-1200 с последующим переходом на быстрые реакторы?

Одно из преимуществ ВВЭР-1800 перед тысячником состоит в том, что в бо'льшей активной зоне поглощается основная часть гамма-квантов деления. Утечка нейтронов уменьшается. При остальных равных условиях топливная составляющая снижается на 10%.

[AtomInfo.Ru]

В 1986 году подготовлено техническое предложение, в связи с распадом страны его отложили в долгий ящик, как оказалось, по меньшей мере на 28 лет.

Был даже ВВЭР-2000.
http://atominfo.ru/news/air6757.htm

Целесообразно ли возобновление работ по нему, или выгоднее строить ВВЭР-1200 с последующим переходом на быстрые реакторы?

Рыжов на "Атомэкспо-2010" предлагал вернуться к ВВЭР-1800, нарастив 1200-ый до трёх петель.

С тех пор тема ушла далеко вниз. На МНТК в Подольске в этом году главной задачей всё-таки ставился ВВЭР-С.

То есть, во главу угла ввэрщики ставят сейчас КВ, а не мощность. Логика объяснима - ВВЭР надо искать своё место среди четвёртого поколения. Если найти не удастся, то не станет ни 1200, ни 1800, ни других проектов.

[Denis_Hliustin]

Коллеги, мы с Александром посоветовались и приняли решение опубликовать для истории часть характеристик ВВЭР-1800:

Основные характеристики реактора ВВЭР-1800

Тепловая мощность 5800 МВт
Электрическая мощность 1800 МВт
Делящееся топливо U235, Pu239
Коэффициент воспроизводства 0,5
Средняя плотность воды 700 кг/м3
Температура теплоносителя на входе в активную зону 294 С
Температура теплоносителя на выходе из активной зоны 330 С
Расход теплоносителя 37,3 м3/сек
Давление теплоносителя 15,7 Мпа
Потеря напора теплоносителя в реакторе 0,37 Мпа
Потеря напора теплоносителя во всём контуре 0,8 Мпа
Размеры корпуса реактора (наружный диаметр цилиндрической части / высота) 5,67/11,8 метра
Материал отражателя …….*.
Толщина отражателей: бокового 0,86 метра; торцевого 0,2-0,9м

Параметры активной зоны:

диаметр/высота 3,94/3,56 метра
Топливо UO2
Обогащение топлива подпитки по делящемуся материалу 3,6%
Загрузка топливом 101,2 тонны (ТМ)
Плотность топлива в таблетке 10,4 – 10,8 г/см3
Количество ТВС 253
Размер ТВС под ключ ………*.
Наружный диаметр ТВЭЛа 9,1 мм
Число ТВЭЛов в ТВС 312
Шаг треугольной решётки 12,75 мм
Материал оболочки ТВЭЛов: сплав циркония с …%…*.
Толщина оболочки ТВЭЛов 0,68 мм
Масса оболочки/ масса топлива (UO2) 35 тонн/114,8 тонн
Средняя плотность энерговыделения 133 МВт/м3
Максимальная температура в центре ТВЭЛа 1600 С
Максимальная температура оболочки ТВЭЛа:
на внутренней поверхности 400 С
на наружной поверхности 350 С
Средняя линейная тепловая нагрузка на ТВЭЛ 207 Вт/см
Коэффициент воспроизводства в равновесном режиме 0,5
Коэффициент неравномерности энерговыделения (физический)
По высоте 1,48
По радиусу 1,35
Длительность кампании топлива 3 (4) года
Число перегрузок топлива за кампанию 3(4)
Средняя глубина выгорания топлива 42 ГВт*сутки/тонна урана
Максимальный флюенс нейтронов (E>0,5 Mev):
в топливе 1е22 нейтр/см2
в оболочках ТВЭЛов 1е22 нейтр/см2
в корпусе реактора 1е19 нейтр/см2

Эффекты реактивности:

запас реактивности при номинальном режиме в начале кампании 8%
в конце кампании 0%
Температурные коэффициенты реактивности:
По температуре топлива – (0,2-0,25)*10-2 %/градус цельсия
По температуре теплоносителя – (1-8) )*10-2 %/градус цельсия
Мощностной коэффициент реактивности -2,5*10-4 (delta P/ %N)
Пустотный (паровой) коэффициент реактивности +(5-30)*10-4 (delta p/ %fi)
Изменение реактивности при полной потере теплоносителя в активной зоне -22%
Максимальное число стержней СУЗ (АЗ и АР) 199
Вес одного стержня СУЗ (АЗ + АР), средний 0,05%

Характеристики топливных циклов ВВЭР-1800
Первая топливная загрузка
Масса топлива 101,2 тонны
Загружаемое топливо:
U235 25,3 кг/т
U238 974,7 кг/т
Средняя глубина выгорания 24,5 ГВт*сутки/тонна ТМ
Средняя длительность работы топлива 2 года
Средняя концентрация изотопов в выгружаемом топливе, кг/т ТМ:
U235: 7,6
U236: 1,9
U238: 962,5
Pu238: ……*.
Pu239: 4,1
Pu240: 1,7
Pu241: 0,7
Pu242: 0,2
Np237: 0,1

Стационарный режим работы: ВВЭР-1800, открытый цикл
Масса топлива 101,2 тонны
Загружаемое топливо:
U235 36,0 кг/т
U238 964,0 кг/т
Средняя глубина выгорания 42,0 ГВт*сутки/тонна ТМ
Ежегодный расход топлива при КИМ = 0,8 (тонн/год): 40,5
Средняя длительность работы топлива 2 года
Средняя концентрация изотопов в выгружаемом топливе, кг/т ТМ:
U235: 9,0
U236: 4,1
U238: 935,0
Pu238: ……*.
Pu239: 6,8
Pu240: 2,1
Pu241: 2,1
Pu242: 0,8
Np237: 0,8
Средний по кампании коэффициент воспроизводства: 0,5

Сообщение отредактировал Denis_Hliustin - 4.11.2013, 1:34

[VBVB]

Коллеги, мы с Александром посоветовались и приняли решение опубликовать для истории часть характеристик ВВЭР-1800:

Спасибо, очень интересно.

Основные характеристики реактора ВВЭР-1800
Характеристики топливных циклов ВВЭР-1800
Средняя глубина выгорания 24,5 ГВт*сутки/тонна ТМ
Средняя длительность работы топлива 2 года
Средняя концентрация изотопов в выгружаемом топливе, кг/т ТМ:
U235: 7,6
U236: 1,9
U238: 962,5
Pu238: ……*.
Pu239: 4,1
Pu240: 1,7
Pu241: 0,7
Pu242: 0,2
Np237: 0,1

Стационарный режим работы: ВВЭР-1800, открытый цикл
Средняя глубина выгорания 42,0 ГВт*сутки/тонна ТМ
Средняя длительность работы топлива 2 года
Средняя концентрация изотопов в выгружаемом топливе, кг/т ТМ:
U235: 9,0
U236: 4,1
U238: 935,0
Pu238: ……*.
Pu239: 6,8
Pu240: 2,1
Pu241: 2,1
Pu242: 0,8
Np237: 0,8
Средний по кампании коэффициент воспроизводства: 0,5

Интересно, почему данные по Pu-238 отсутствуют и со звездочкой. Что там в комментарии такого "интересного" содержится?
Исходя из составов ОЯТ зарубежных PWR с близким уровнем выгорания, можно предполагать, что в первом случае для малого уровня выгорания (24,5 ГВт*сутки/тонна ТМ) имеем количество Pu-238 около 0.08-0.10 кг на тонну ОЯТ, а в случае ОЯТ высокого выгорания (42,0 ГВт*сутки/тонна ТМ) количество Pu-238 будет около 0.19-0.23 кг на тонну ОЯТ.

Печально низкий коэффициент воспроизводства равный 0.5 делает строительство столь большого ВВЭРа сейчас заведомо бессмысленным. Однако для данного примера имеется лукавство в декларируемом КВ=0.5, поскольку реальный подсчет по всем изотопам плутония дает КВ=0.385 и КВ=0.445 для обоих рассмотренных случаев.
Все таки бессмысленно включать в зачет КВ для ВВЭРов наработку практически неделящихся в ВВЭРном спектре урана-236 и нептуния-237, поскольку они себя ведут скорее как ядра-поглотители типа урана-238.

Сообщение отредактировал VBVB - 5.11.2013, 0:45