Толерантное топливо, Вынос из Российских ТВС Опции

[barvi7]

Вроде недавно говорили о толерантном топливе. Не нашел в какой ветке пока сюда:
http://valve-expert.ru/news/kompanii/vniin...kosti-keramiki/

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 1.4.2016, 8:35

Причина редактирования: Исправил ошибку в названии темы. - Модератор

[barvi7]

История вопроса
http://www.proatom.ru/modules.php?name=New...le&sid=6531

[armadillo]

"топливо для реакторов ВВЭР" - имеется в виду для всех легководников?

[AtomInfo.Ru]

"топливо для реакторов ВВЭР" - имеется в виду для всех легководников?

"топливо для реакторов типа ВВЭР".

"Реактор типа ВВЭР" = "реактор типа PWR" = легководник под давлением.

[armadillo]

BWR их не интересует?

[AtomInfo.Ru]

BWR их не интересует?

Это ж статья автора из Девятки.
Зачем им-то BWR?

[Pakman]

Ничего не понял, трубки-шмубки. Толерантное топливо - это для Европы, так? А для Ирана - халяльное?

[Kapa6ac]

Давно пора сделать что-то подобное.
Такие оболочки твэл не будут при авариях вступать в реакцию с водородом.

Однако, остается важный вопрос: каким образом будут крепиться к таким трубкам концевые детали? Сварка и пайка исключены, приклеивать?

[LAV48]

Такие оболочки твэл не будут при авариях вступать в реакцию с водородом.

Вы хотели сказать с выделением водорода

Если нашли способ "выпекать" трубки, возможно такой способ подойдёт и для "запекания" концов

[aprudnev]

Вы хотели сказать с выделением водорода

Если нашли способ "выпекать" трубки, возможно такой способ подойдёт и для "запекания" концов

Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

[Dobryak]

Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

Почитайте дла разогрева

http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kabakchi/9.html

[Татарин]

Этого я не понимаю. Если там остается вода, то какой бы не был материал, а при перегреве водород с кислородом вполне себе получим со всеми вытекающими. Главный то вопрос - охлаждение всей конструкции так чтобы целостность не нарушилась. Неужели можно этого добиться, просто чуть чуть повысив температуру до которой ТВЭЛ может нагреться? Понятно, что газовое охлаждение, всякие там галечные конструкции и прочее проблему решают (но решают то иначе, решают обеспечив свободное охлаждение без наличия воды), а как решает замена циркония на что-то тугоплавкое - тепло то все равно будет выделяться и нагреет твэл до температуры плавления этого _тугоплавкого_ если его не отводить...

НЯП, времена до плавления топлива, а также количество и скорость выделения водорода (если остаётся цирконий) тоже имеют значение.

То есть, если неким покрытием на цирконии мы можем снизить выделение водорода при отказе охлаждения до величин, при которых надёжно уже спасают катализаторы и/или штатная система вентиляции через фильтры, то это уже мал-мала, но таки победа.
Радиолизный водород будет всё равно; пока в реакторе есть вода, от водорода никуда не деться. Вопрос количества и динамики.

[Dobryak]

Восстановление металлов из окислов водородом --- это стандартная технология, к примеру, так восстанавливают вольфрам. Из "ржавчины" получаетсся металл в виде порошка --- сырье для порошковой металлургии. Кислороод, перекочевывая от окмсла металла к водороду, дает, естественно, воду, точнее, водяной пар. В химии прямая и обратная реакция всегда сосуществуют, в процессе восстановления металла реакция односторонняя, так как при продувании водорода над "ржавчиной" водяной пар механически удаляется из зоны реакции. В случае пароциркониевой реакции уже водород улетучивается. Так что при парометаллическая реакция в принципе возможна для любых металлов, вопрос только насколько должен быть раскален металл. Цирконию "повезло" в том, что в активной зоне есть "удачный" способ его разогрева в водяном пару.

Сообщение отредактировал Dobryak - 21.4.2016, 13:09

[AtomInfo.Ru]

Труды семинара в Окридже по ATF, октябрь 2014.
Публикация МАГАТЭ.
http://atominfo.ru/newsn/u0746.htm

[AtomInfo.Ru]

(кликабельно)

Для предотвращения опасности пароциркониевой водородной реакции предложен вариант изготовления плакированной оболочки ТВЭЛ. Работа по созданию таких ТВЭЛ в случае её постановки и активного проведения может быть завершена в течение 2 - 3-хлет.

[AtomInfo.Ru]

Интересно, паротитановая реакция бывает?

[Татарин]

Интересно, паротитановая реакция бывает?

C 800C.

[anarxi]

Интересно, паротитановая реакция бывает?

эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?
"прикрыть собой" цирконий.
я правильно разумею?
Татарин

C 800C.

даже бедолага гугл растерялся с паротитановая реакция .
можно, где то, почитать, доступный "пешеходам", материал?

[AtomInfo.Ru]

эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?
"прикрыть собой" цирконий.
я правильно разумею?

К этому докладчику (а это Карзов) первый же вопрос был вежливо-резкий.
Да, его спросили как раз про взаимодействие пара с титаном.
Напомнили, что, кроме оболочек твэлов, в кассете есть и другие конструкционные элементы (об этом часто "забывают" разработчики толерантных топлив, а ведь менять надо всю систему).
Ну и про то, что произойдёт, когда случится кориум.

К сожалению, заседание было пленарное, а на пленарном заседании долгие дискуссии не поощряются. Поэтому развёрнутого ответа у докладчика не получилось.

Он сказал, что по-хорошему надо было бы верхний слой оболочки делать из никеля, но это невозможно.
Про взаимодействие титана докладчик сказал так - есть разные титановые сплавы с разными свойствами (т.е. читай так, что в реальности предлагается не чистый титан, а его сплав - какой именно, вот тут без комментариев, точные составы реакторных сплавов суть ноу-хау).
Про кориум - если дошло до расплавления топлива, то поздно пить Боржоми.

Но как себя поведёт такая композитная оболочка при расплавлении - это, наверно, всё-таки не к материаловеду вопрос (а докладчик занимается материалами).
А вообще, первая её задача - дать аппарату дополнительное время за счёт того, что оболочка будет дольше нагреваться до начала опасного взаимодействия.

[anarxi]

А вообще, первая её задача - дать аппарату дополнительное время за счёт того, что оболочка будет дольше нагреваться до начала опасного взаимодействия.

стоит ли вся эта суета (пробные макеты, испытание. доказательство перед регулятором) ради пары часов в аварии.

[LAV48]

эм.. а в случае полного расплава, при образовании ТСМ, титан должен всплыть вверх, так как он легче?

Так он не расплавится нифига, будет стоять себе ровненько, а кориум уже проплавит КР
P.S. Тугоплавкость у него повышенная

[AtomInfo.Ru]

стоит ли вся эта суета

"Первая" задача не означает "последняя".

Например, титановый слой будет забирать часть производимого водорода (см. картинку выше по ветке).

[anarxi]

Так он не расплавится нифига, будет стоять себе ровненько, а кориум уже проплавит КР
P.S. Тугоплавкость у него повышенная

циркониевые сплавы более тугоплавки чем титан.
разве не так?

[LAV48]

циркониевые сплавы более тугоплавки чем титан.
разве не так?

Вопрос в том, какие сплавы...

[generalissimus19...]

Вопрос в том, какие сплавы...

Практически любые. Речь же идёт не о том, когда оболочка ТВЭЛа расплавится, а о том, когда а) начнётся реакция с водяным паром б) материал оболочки потеряет прочность (это происходит куда раньше плавления!).

[alex_bykov]

стоит ли вся эта суета (пробные макеты, испытание. доказательство перед регулятором) ради пары часов в аварии.

Судя по тому, что тот же Вест вовсю занимается подобными работами - стоит. Для Украины - особенно, почитайте работу ваших гидравликов из КПИ и ГНТЦ ЯРБ по смешанным загрузкам...

[alex_bykov]

Западники, например, пробуют нанесение на оболочку силикатов, но там, насколько я понимаю, хрупкая плакировка получается. Можно ещё попробовать вернуться к анодированию оболочек (ИМХО, процесс незаслуженно исключён из технологической цепочки), вот там можно и никель на цирконий посадить...

[Татарин]

даже бедолага гугл растерялся с паротитановая реакция .
можно, где то, почитать, доступный "пешеходам", материал?

Учебник химии. Вряд ли есть именно одним именным словом "паротитановая", но вообще, принципиально, титан c водой реагирует (с Ti2O и водородом в результате).

[AtomInfo.Ru]

Вестингауз представил своё толерантное топливо.
EnCoreTM Fuel
Но пока только сообщение для прессы.
http://www.westinghousenuclear.com/About/N...T-FUEL-SOLUTION

[alex_bykov]

Ну, судя по украинским публикациям, на смешанных зонах заклинивание ГЦН приводит к пароциркониевой реакции, есть смысл "агрессивно впаривать" решение для проблем, которые создают сами.

[AtomInfo.Ru]

Никипелова:
"Мы думаем, что года через четыре, через пять требование толерантности будет обычным контрактным требованием".

[AtomInfo.Ru]

BWR их не интересует?

Вот теперь BWR интересует и ТВЭЛ с Девяткой.

[Обнинский]

Никипелова:
"Мы думаем, что года через четыре, через пять требование толерантности будет обычным контрактным требованием".

"Framatome" рассматривает два варианта толерантного топлива - с хромовым покрытием оболочек и с добавкой хрома в топливную таблетку.

Ccылка как требует модератор: http://atominfo.ru/newss/z0598.htm
И вопрос. Можно узнать, что делается у нас по толерантному топливу?

[AtomInfo.Ru]

И вопрос. Можно узнать, что делается у нас по толерантному топливу?

ТВЭЛ выбрал четыре варианта для реакторных испытаний.
Три синицы в руках и один журавль в небе.

Самое простое - это хромовое покрытие оболочки. Практически не влияет на НФ и ТФ/ТГ и т.д., не сказывается сильно на экономике. Реализовать и внедрить можно быстро, вопрос нескольких лет. Поэтому за такой или подобный варианты взялись многие, не только наши.
Недостаток - хромовое покрытие не устраняет угрозу пароциркониевой реакции полностью, так как цирконий остаётся в активной зоне. Если слой покрытия будет сдираться во время работы или аварии, то контакт цирконий-горячая H2O всё равно сохраняется.

Второй вариант - убрать цирконий из АЗ физически. Выбор очевиден, у нас есть морские сплавы для ОКБМовских реакторов, опыт эксплуатации есть, претензий больших нет, вот их и можно поставить в ВВЭР.
Конкретно - сплав 42ХНМ, тем более, что он уже присутствует в зоне ВВЭРов.
Недостаток - более высокие сечения. То есть, или повышаешь обогащение, или сокращаешь кампанию. И то, и то плохо для экономики.
Возможное решение - так как механические свойства 42ХНМ лучше, чем у циркониевых сплавов, то можно утонить оболочку - то есть, уменьшить объёмную долю конструкции в зоне.

Третий вариант - изменение топливного материала. Улучшить его теплофизику и т.д.
Здесь выбор тоже очевиден, у нас есть опыт работы с уран-молибденовым топливом для ИРов.

Четвёртый вариант - это перспективные всякие вещи, типа SiC и т.п.

Сейчас начался этап реакторных испытаний в Димитровграде. Выбирать между четырьмя вариантами станут по его итогам.

[AtomInfo.Ru]

Конкретно - сплав 42ХНМ

По нему и его предшественникам у наших есть большой опыт, что и даёт основания надеяться на быстрое внедрение, если решат внедрять именно его.

Работы по нему появились в середине 70-ых годов. Из воспоминаний Ю.В.Желтова (ОКБМ) известно, что в это время наблюдались проблемы (он пишет: "разрушались") у оболочек твэлов транспортных реакторов даже при небольших выгораниях.
Желтов обосновал необходимость повышения содержания в материале оболочки хрома.
Чуть позже появились соответствующие сплавы. Последнее название, под которым они известны сегодня - бочваллой.

То есть, опыт применения у него хороший, но нужна дополнительная работа по толщинам оболочек для ВВЭР, чтобы не допустить сильного проигрыша в нейтронном балансе из-за увеличения доли хрома в активной зоне.

[barvi7]

то контакт цирконий-горячая H2O всё равно сохраняется.

Лучше будет "цирконий-горячий H2O"
температура все-таки за ~ 800 С.

[AtomInfo.Ru]

Сейчас начался этап реакторных испытаний в Димитровграде. Выбирать между четырьмя вариантами станут по его итогам.

Угрюмов не спешит говорить, какой именно (или какие именно) варианты пойдут на испытания в одном из российских энергоблоков.
Зато появились сроки - загрузка опытных толерантных (или, как предлагают теперь писать, противоаварийных) твэлов на одном из блоков с тысячником произойдёт в 2020 году.
http://atominfo.ru/newst/a0250.htm

[pappadeux]

Зато появились сроки - загрузка опытных толерантных твэлов на одном из блоков с тысячником произойдёт в 2020 году.

в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!

[AtomInfo.Ru]

в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!

Поэтому и предлагают иной вариант названия.
Посмотрим, приживётся ли.

[Татарин]

в какое время живем

даже твэли, и те - ТОЛЕРАНТНЫЕ!

По-русски - "устойчивые".

[generalissimus19...]

По-русски - "устойчивые".

не пьют и в порочащих связях не замечены?

[AtomInfo.Ru]

По-русски - "устойчивые".

На самом деле, устойчивое к авариям толерантное топливо.
Но пока всё это выговоришь - язык сломаешь.

[AtomInfo.Ru]

Западники, например, пробуют нанесение на оболочку силикатов,

Если ещё конкретнее, то Вестингауз сделал в полном размере оболочку для топлива PWR из карбида кремния для различных испытаний.
Но до внедрения там ещё очень долгая история.

[Superwad]

На самом деле, устойчивое к авариям толерантное топливо.
Но пока всё это выговоришь - язык сломаешь.

Предлагаю - термостойкое топливо. Устойчивое к температуре плавления.

[AtomInfo.Ru]

Предлагаю - термостойкое топливо. Устойчивое к температуре плавления.

Это не учитывает, например, вопрос о выделении водорода при взаимодействии оболочки и теплоносителя в аварийных ситуациях.

ATF-топливо по своему определению должно сохранять работоспособность в аварийных режимах - не плавиться, не выделять водород в опасных объёмах и т.д.

[Vaklin Hristov]

Пофигистичное. Ему нечего терять и оно относиться с пониманием ко всем ошибкам от стадия проектирования РУ, через стадий эксплуатации ее же и даже на расплав корзины ему как-то ничего. Соберется в кучку и мирно будет греться.

Если так важно, чтобы от толерантности отойти

[AtomInfo.Ru]

Пофигистичное.

Смысл, конечно, передаёт правильно
Но вряд ли этот вариант будет соответствовать корпоративным нормам

[LAV48]

А потом, в следующих стадиях развития, будет поху...стичное и особо поху...стичное

[AtomInfo.Ru]

А потом, в следующих стадиях развития, будет поху...стичное и особо поху...стичное

Вот этого-то все и побоятся. Поэтому вариант Ваклина не пройдёт, несмотря на его внутреннюю правильность

[Vaklin Hristov]

Пройдет в курилках. А дальше, пошло-поехало...

[Superwad]

Топливо пофигестическое, дуракоустойчивое или просто ПД топливо

[pappadeux]

Топливо пофигестическое, дуракоустойчивое или просто ПД топливо

нет такого топлива, которое могло бы устоять против дурака

[Superwad]

нет такого топлива, которое могло бы устоять против дурака

[Пожимая плечами] В калькуляторах система защиты от множественного нажатия есть, в авто разнополюсовые разъемы есть, хотя есть люди которые умудряются и защиту от дураков сломать (помним датчик в ракете, установленные неправильно,при помощи молотка?). Таких только народный способ избавления от горба поможет
Естественно, абсолютной защиты еще не придумали, но приемлемый уровень защиты от дурака - вполне.

[AtomInfo.Ru]

Как и обещал, перенёс посты про 27/ВТ. - Модератор
http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=1323

[Татарин]

В трудах МНТК-2018 есть очень интересная работа - предложение использовать сборки с микроТВЭЛами (с оболочкой из карбида кремния) в ВВЭР.

На глаз дилетанта выглядит дико заманчиво, позволяя решить не только проблему устойчивости к тяжёлым авариям, но и сразу кучу других проблем (включая, например, существенное поднятие мощности в том же объёме, причём невысокой ценой).

Вопрос: есть ли у такого предложения какие-то шансы пройти в жизнь или оно умрёт уже потому, что слишком экзотично?

[Syndroma]

Как перерабатывать такие микротвэлы?

[Татарин]

Как перерабатывать такие микротвэлы?

Как и другие микроТВЭЛы: давать вылёживаться, крошить-молоть, растворять, фильтровать крошку, ну и дальше - по техпроцессу.

Но если вопрос "с намёком", мол, никак, то да, сейчас никак. Но сейчас и прочего ОЯТ в отстойниках стоИТ до чёрта. Ну, будет не такое ОЯТ стоять, а этакое - кому какое дело. МикроТВЭЛы и на отстое безопаснее, тоже хорошо.

Сообщение отредактировал Татарин - 17.12.2018, 13:00

[Syndroma]

Кажется мне, что все достоинства микротвэлов с карбидной оболочкой обернутся кошмаром при переработке. Вполне может оказаться, что жизненный цикл такого топлива будет дороже и грязнее.

[Татарин]

Кажется мне, что все достоинства микротвэлов с карбидной оболочкой обернутся кошмаром при переработке. Вполне может оказаться, что жизненный цикл такого топлива будет дороже и грязнее.

Тут есть очень интересный момент: предельное выгорание в пористом топливе, как было показано немцами (или русскими при обосновании ГТ-МГР) может достигать 600(!) МВт*суток/кг т.а. (если позволяет нейтроника АЗ). Что, собссно, практически равно содержимому всего тяжёлого металла в керне.

А если представить себе, что такие же микроТВЭЛы работают в быстром реакторе, и без переработки проходят цикл "быстрый реактор(наработка) - медленный - быстрый(дожигание МА)", и остаётся лишь одна переработка из 3-х? А если ещё и два таких цикла до переработки?

[Syndroma]

Уже хочу.

[AtomInfo.Ru]

Оболочки из карбида кремния вызывают большой интерес во всех странах, где есть работы по новым топливам.

Проблема этих оболочек - хрупкость.

Поэтому предлагается выполнять их волокон из SiC, на которые потом наносить покрытие из того же материала.

Минусы:
- дорого,
- технологически сложно.

Для понимания сложности - такие волокна не так давно делались только в Японии и США. Китайцы осваивают технологию. Мы... скажем так, тоже стараемся.

В общем, этот материал перспективный, но не завтрашнего дня. На их освоение отводят лет 20.

[Ultranauth]

Оболочки из карбида кремния вызывают большой интерес во всех странах, где есть работы по новым топливам.

Проблема этих оболочек - хрупкость.

Поэтому предлагается выполнять их волокон из SiC, на которые потом наносить покрытие из того же материала.

Минусы:
- дорого,
- технологически сложно.

Для понимания сложности - такие волокна не так давно делались только в Японии и США. Китайцы осваивают технологию. Мы... скажем так, тоже стараемся.

В общем, этот материал перспективный, но не завтрашнего дня. На их освоение отводят лет 20.

К SiC реальных химсоставов еще можно добавить очень быстрый спад активности после облучения (за три месяца до миллизивертов в час), т.е. оболочки затем не пойдут на захоронение, что таки значительный плюс.

[Татарин]

оболочки затем не пойдут на захоронение, что таки значительный плюс.

Они будут запачканы осколками, причём, после полного выгорания и извлечения ОЯТ - хорошо запачканы.
Если их не хоронить, то что с ними делать?

[Superwad]

Они будут запачканы осколками, причём, после полного выгорания и извлечения ОЯТ - хорошо запачканы.
Если их не хоронить, то что с ними делать?

Если я правильно понимаю, то это внешняя оболочка на металлической трубке, а топливо внутри, где находятся осколки.
Т.е. внешний слой можно спокойно удалить и переработать для дальнейшего использования.

[MVS]

Мне кажется, вся эта тема либо для маркетинга, либо прикрытие для каких-то космических или военных применений.

Ибо во всей истории АЭС, взрыв водорода был только на Фукусиме, да и то после расплава топлива. И какого-то сверх ущерба не принес. Тогда ради чего вся эта деятельность?

Сообщение отредактировал MVS - 12.1.2019, 22:31

[AtomInfo.Ru]

Мне кажется, вся эта тема либо для маркетинга, либо прикрытие для каких-то космических или военных применений.

Вопрос о том, нужны ли мы нам... то есть, каков смысл работ по ATF, нетривиальный.

В прошлом году на "Атомэкспо" твэловскому вице, отвечающую в т.ч. за эту программу, мы задали вопрос и получили ответ:
http://atominfo.ru/newss/z0841.htm

Александр Валерьевич, есть ли смысл сегодня заниматься разработкой толерантного топлива? При переходе к ВВЭР с более жёстким спектром можно будет отказаться от циркония и перейти на стали.

Смысл есть, потому что для ВВЭР с более жёстким спектром - особенно для ВВЭР-СКД - потребуется выполнить большой объём работ по выбору конструкционных материалов, способных работать в таких условиях.

Пока такая задача не решена, сроки реализации таких проектов в железе велики, поэтому работа над толерантным топливом имеет смысл. Это наиболее быстрое решение, которое мы можем предложить заказчикам.

Мы бы нажали дальше, но увы, момент был совершенно неподходящий. Мало того, что это был т.н. пресс-подход, то есть рядом стояла куча журналистов из неотраслевых СМИ, алчущая сплошного позитива - так эта пресса ещё и долго выносила мозг твэловцу на предмет величия компании.
В общем, два последующих наших вопроса остались незаданными, а именно (1) что конкретно получат операторы при переходе на ATF, хотя бы в часах до расплавления, (2) какой смысл заказчикам приобретать ATF, если их регулятор не разрешит им никаких изменений по системам безопасности в сторону удешевления?

Попытка задать ему же эти два вопроса на одной из следующих конференций не удалась.

С людьми со станций-инозаказчиков мы на эту тему немного общались - но с технарями, а не менеджерами. Технари честно отвечали, что не понимают смысла в ATF для их станций, "но если оно окажется дешевле обычного топлива, то почему бы и нет?".

Свой ответ на "Атомэкспо-2018" на брифинге дала Никипелова:
http://atominfo.ru/newss/z0352.htm

Тематика толерантного (ATF) топлива для легководных реакторов в последние годы приобрела особую актуальность. Не осталась от неё в стороне и Топливная компания "Росатома" - тем более, что о своём интересе к толерантному топливу говорят зарубежные партнёры и заказчики россиян.

"Мы думаем, что года через четыре, через пять требование толерантности будет обычным контрактным требованием", - считает Наталья Никипелова.

То есть, она фактически говорит о маркетинговой причине.
Если перевести сказанное ею на русский язык, то имеется в виду, что инозаказчики будут требовать опцию толерантности, а при её отсутствии намекать на то, что на обычное топливо неплохо было бы скинуть цену, т.к. оно "устаревшее".

Но это всё для действующих блоков.
А вот для новых проектов возможность исходно заложиться на ATF даёт конструктору/проектанту некоторую свободу рук. Можно пересмотреть системы безопасности и какие-то из них упростить или вовсе исключить. Можно - не означает, что обязательно так получится, но всё-таки можно попробовать.
По нашей новой стратегии толерантное топливо рассматривается как один из элементов инновационного ВВЭР (ВВЭР-С). Сталь, кстати - это один из видов толерантного топлива.

[AtomInfo.Ru]

А вот по поводу "прикрытия" не буду спешить соглашаться.

Хромирование оболочек - как раз вариант маркетинговый, быстрореализуемый и не имеющий какого-либо двойного дна.
Разве что освоив нанесение внешнего слоя на ВВЭРовские оболочки, можно взяться за нечто аналогичное для ТЖМТ-реакторов. Идеи такие для ТЖМТ есть, и там они могут реально помочь в плане коррозии.

Сталь 42ХНМ, которую называют в качестве второго кандидата для оболочек ATF, на самом деле вполне обыденная сталь для ледокольного направления. Её сейчас предлагают для РИТМа, это вполне открытая информация.

Смена топлива с оксида на нитрид - ну простите, это вообще в рамках идеологии "Прорыва". Если для быстрых реакторов удастся освоить нитрид, то почему бы и для ВВЭРов так не сделать?

Упоминавшиеся в ветке оболочки из SiC - это да, это некий хайтек, который вполне может быть пригоден и для других целей. Но его же дольше всего осваивать.

[MVS]

Это всё техника. Я так понимаю, что запроса на это топливо со стороны кастомеров нет. А предложение не показывает им выгод.

[AtomInfo.Ru]

Я так понимаю, что запроса на это топливо со стороны кастомеров нет.

Строго говоря, Никипелова утверждает обратное - что такой запрос есть.
Мы-то общались с технарями, но заказывают не они, а их манагеры.

[alex_bykov]

Саша, анодирование внешней оболочки твэла у ТВЭЛа попросту было в техпроцессе (и ради его удешевления было из него исключено), грех таким не воспользоваться.

По "толерантному" топливу - это не только "маркетинг", хотя им реально заразились большинство заказчиков. Если бы дело было только в маркетинге, не стали бы все крупные поставщики топлива вкладывать в эту тематику деньги. Думаю, дело в том, что внедрение такого топлива реально позволяет поднять топливоиспользование даже на существующих реакторах, просто поднимая его мощность. Это, блин, окупается. И эта перспектива меня, если честно, уже пугает.

И, да, в блоге Валентина Гибалова (tnenergy) появился весьма неплохой обзор по этой теме.

[MVS]

Думаю, дело в том, что внедрение такого топлива реально позволяет поднять топливоиспользование даже на существующих реакторах, просто поднимая его мощность.

Каким образом? И вообще, если на этом топливе можно сэкономить на системах безопасности, то вопрос - на каких? И сколько в деньгах выйдет эта экономия? Иначе - непонятно, общие слова.

[pappadeux]

К SiC реальных химсоставов еще можно добавить очень быстрый спад активности после облучения (за три месяца до миллизивертов в час)

и какие именно изотопы там распадаются?

у кремния-31 период 2.6 часа, потом фосфор-31, стабилен, не надо ждать 3 месяца

у кремния-32 период 153 года, там три месяца ничего не решат

у углерода-14 там вообще 5тыщщ лет, какие три месяца?

[pappadeux]

Строго говоря, Никипелова утверждает обратное - что такой запрос есть.
Мы-то общались с технарями, но заказывают не они, а их манагеры.

как я понимаю, запрос есть но за те же деньги, что и нетолерантное - сделайте мне красиво и бесплатно

я не уверен, что коммерсам понравится идея платить (хотя бы и косвенно) за многолетнее R&D - тут они и так себя нехорошо чувствуют...

Сообщение отредактировал pappadeux - 14.1.2019, 6:56

[AtomInfo.Ru]

как я понимаю, запрос есть но за те же деньги, что и нетолерантное - сделайте мне красиво и бесплатно

я не уверен, что коммерсам понравится идея платить (хотя бы и косвенно) за многолетнее R&D - тут они и так себя нехорошо чувствуют...

Сложно сказать. Коммерсы - люди очень странные, их наука почище нейтроники будет по сложности. На некоторые их ходы мы, например, смотрим с открытым ртом, из серии "А что, так можно было?". Но финтайна крепче даже гостайны, так что без примеров.

По штатовским коммерсам понятно, что в какой-то момент они всё-таки подключатся к разработкам.
Наши заказчики менее предсказуемы. Но у нас есть самый главный наш заказчик топлива - концерн. А он пока готов допустить ATF на опытную эксплуатацию небольшими партиями.

[alex_bykov]

Каким образом? И вообще, если на этом топливе можно сэкономить на системах безопасности, то вопрос - на каких? И сколько в деньгах выйдет эта экономия? Иначе - непонятно, общие слова.

На существующих блоках останутся существующие же системы безопасности (для новых, м.б. и сэкономят), но, как минимум, для аварий с ухудшением теплосъёма (а они в большинстве случаев являются определяющими для мощности/удельного энерговыделения) вполне можно без изменений в оборудовании поднимать мощность, поскольку запасы до критических температур с использованием ATF вырастут.

"Логика" не моя, я лишь ретранслирую сюда рассуждения, которые я встречал у коммерсантов от топлива.

[Syndroma]

В пресс-релизе ТВЭЛа говорится, что уран-молибденовое топливо было загружено как в хромированной, так и в стальной оболочке. То есть, варианты ещё и комбинируются.

[AtomInfo.Ru]

В пресс-релизе ТВЭЛа говорится, что уран-молибденовое топливо было загружено как в хромированной, так и в стальной оболочке. То есть, варианты ещё и комбинируются.

Да, именно так.
И также и все остальные поступают (комбинируют свои варианты).

[asv363]

В пресс-релизе ТВЭЛа говорится, что уран-молибденовое топливо было загружено как в хромированной, так и в стальной оболочке. То есть, варианты ещё и комбинируются.

Где Вы в пресс-релизе АО "ТВЭЛ" увидели слова про стальную оболочку?

http://www.atominfo.ru/newsy/z0039.htm

В качестве материалов оболочек твэлов использованы либо циркониевый сплав с хромовым покрытием, либо хром-никелевый сплав.

[Syndroma]

Это не я, это уважаемый редактор первый начал!

Сталь 42ХНМ

[AtomInfo.Ru]

Это не я, это уважаемый редактор первый начал!

Отнюдь не я.
А в пресс-релизах они почему-то стесняются признаться, что 42ХНМ проходит по варианту "Стальные оболочки".

[AtomInfo.Ru]

Отнюдь не я.
А в пресс-релизах они почему-то стесняются признаться, что 42ХНМ проходит по варианту "Стальные оболочки".

А вообще, он среди стальных оболочек, естественно, кукушонок. Так что сталью его можно дразнить, а по паспорту он сплав.

За сталь, он же сплав 42ХНМ схватились, потому что он уже есть.
Он неплохо освоен и исследован, и по идее должно хватить небольшой адаптации оболочек из него к условиям ВВЭР.

Но его большая проблема - в его кукушонкости. Очень сильно увеличивается паразитный захват на оболочках.
Предварительные оценки Девятка называла - обогащение придётся поднять на 2%. Твэл прилично удорожается, а расход урана резко возрастает.
Поэтому для него придётся переделать твэл - утонить (сильно!) оболочку и увеличить диаметр таблетки.
Утонение оболочки - сразу возникают вопросы по коррозии и т.п.

Поэтому, если ТВЭЛ пойдёт в итоге по стальному пути, то 42ХНМ впоследствии заменят уже настоящие стали.
Но и у них есть закавыка - выигрыш по температуре у них ниже, чем у 42ХНМ.

За одним исключением - фехрали. Те самые фехрали, которые в Союзе нам не дали доделать, когда срочно требовалась лодка на свинце-висмуте.
Фехраль, по тем же предварительным оценкам, даёт при прочих равных такой же выигрыш по температурам, как и 42ХНМ, а повышение обогащения на нём (без модификации твэла) всего 1%.

Всё это, естественно, предварительные оценки и открытые данные. На чём остановятся и что получится, будет видно только после реакторных экспериментов.

[barvi7]

. . . .разгон . . . ВНИИНМ
http://proatom.ru/modules.php?name=News&am...le&sid=8459

[AtomInfo.Ru]

. . . .разгон . . . ВНИИНМ
http://proatom.ru/modules.php?name=News&am...le&sid=8459

По поводу потери реактивности.

Примерно год назад в NRC один старый кадр, посмотрев на французские слайды по хромовому покрытию, на которых была показана потеря реактивности из-за слоя хрома на 10 мкм, кое-что пробормотал нетолерантное, а потом спросил: "А вы не пробовали хром censored?".

Угадаете, что конкретно предложил старый кадр?

[barvi7]

По поводу потери реактивности.

" . . . В нашем институте разрабатываются оболочки твэлов из карбида кремния. Этот материал устойчив при температуре до двух с половиной тысяч градусов, вдобавок не реагирует с паром при температурах до 1300 градусов. При этом он захватывает нейтроны в еще меньшей степени, чем цирконий."

Решил проверить . . .
усреднение по всем доступным библиотекам дало
тепловой нейтрон сечение поглощения
28Si - 0,17 б
91Zr - 0,077 б
со стандартными плотностями (для SiC и Zr) получаем
Макросечения поглощения тепловых нейтронов (углерод не учитаваем . . . из за малости . . .)
SiC - 0,0082 cm-1
Zr - 0,0033 cm-1

Вопрос: о каких нейтронах говорит автор из ВНИИНМ ? (или у меня не те библиотеки, что еще "ХУЖЕ" )
есть и другие вопросы к статье . . .

[Lerm]

По поводу потери реактивности.

Примерно год назад в NRC один старый кадр, посмотрев на французские слайды по хромовому покрытию, на которых была показана потеря реактивности из-за слоя хрома на 10 мкм, кое-что пробормотал нетолерантное, а потом спросил: "А вы не пробовали хром censored?".

Угадаете, что конкретно предложил старый кадр?

"обогатить по хрому-52."

[AtomInfo.Ru]

"обогатить по хрому-52."

Да

[AtomInfo.Ru]

Вопрос: о каких нейтронах говорит автор из ВНИИНМ ? (или у меня не те библиотеки, что еще "ХУЖЕ" )

Barvi7,

я посмотрел по тому файлу, который у меня остался (БНАБ-78).
Тепловые точки:
Zr - 0,183 барн
Si - 0,139 барн

[AtomInfo.Ru]

Сечения поглощения групповые из стандартной библиотеки WIMS-D4.

[AtomInfo.Ru]

От границы имени Вестингауза более чётко видно:

[AtomInfo.Ru]

Поточечный файл из одной старой советской/российской программы:

[AtomInfo.Ru]

Так что с сечениями нет вопросов. У кремния меньше.
У меня, конечно, старые библиотеки, давно не коммерческие. Но всё-таки я взял данные из трёх независимых друг от друга библиотек.

[AtomInfo.Ru]

По поводу сроков ("Росатом опаздывает").

Здесь как раз нет проблем. Несмотря на то, что формальный старт работ по ATF в Штатах был в 2012 году.

На наше счастье, американцы - мировые чемпионы по проеданию бюджетных денег.
С 2012 по 2016 годы они успешно занимались ассесментом физибилитей и селектированием вниз.
Реальная работа пошла с 2017 года.
То есть, Росатом отстаёт (потому что у буржуев начинается уже стадия испытаний на энергоблоках), но не критично.

[AtomInfo.Ru]

А вот с объяснением мотивации работ по ATF Росатом по-прежнему выглядит блекло.
По-прежнему звучит мантра о безопасности, исключительно безопасности.

Я писал уже на эту тему http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&...st&p=104253

Западники, в отличие от Росатома, уже дошли до стадии обсуждений в NRC, там часть технической информации закрывается, но общие рассуждения и т.п. ведутся в открытом режиме.
И там рассказывать тёпловые ламповые истории про безопасность не получается, потому как там люди таки знают за безопасность
Достаточно близко к тому, что там говорится, написал Саша Быков http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&...st&p=104265
Я могу поправить его только в том плане, что на штатовских блоках есть, что сократить при внедрении ATF - например, запасы по стратегии FLEX, и отрасль не скрывает, что будет пытаться добиться чего-то подобного.
У нас сокращение чего-либо вряд ли пройдёт через надзор.

[AtomInfo.Ru]

Про маркетинг есть один тонкий момент.
Конгресс США в 2012 году на фоне постфукусимских переживаний потребовал, чтобы топливо стало толерантным, и даже установил конкретный срок внедрения (2022).
И выделяет на это деньги.

Штатовская сотня блоков просто обязана быть заинтересованной в ATF. Остальные западные блоки по миру, естественно, тоже сразу заинтересовались. За ними побежали китайцы. ТВЭЛу, собственно, некуда деваться - если он не сделает ATF, то уже через несколько лет попадёт в плохую ситуацию, когда заказчики будут морщить нос и говорить, что у него старьё.

Вот когда у нас будет сотня блоков дома и пара-тройка сотен блоков по миру, тогда мы будем задавать тренды на рынке.
А пока - увы.

[AtomInfo.Ru]

"обогатить по хрому-52."

Точнее, старый кадр, помимо комментариев, что он бы в Окридже в 1960 году сделал бы твэл с хромовым покрытием за пару месяцев и с привлечением всего лишь одного парня по имени Джо из мастерских, предложил вспомнить, что у хрома можно выкинуть один из изотопов, и поглощение на хроме в тепловой области сразу резко просядет.
Он грешил на 50-ый.
На самом деле, 53-ий тоже не фонтан.
И реально он далее интересовался, сколько всего потребуется хрома для хромирования (а толщина слоя у французов была не более 10 мкм, то есть, реально хрома на одну загрузку нужно не так уж и много), и сколько будет стоить хром, обогащённый по 52-ому.

У меня поизотопных данных по хрому нет, поэтому взял иллюстрацию из интернета.
https://inis.iaea.org/collection/NCLCollect...60/28060364.pdf

[AtomInfo.Ru]

И чтобы не было всё так грустно и печально...
Пусть даже программа по ATF чего-то особенного не даст, это возможность раскачать реакторное материаловедение, чтобы получить лет через 10-15-20 совсем новые оболочки и таблетки. А вот это уже может быть очень интересно.

[barvi7]

я посмотрел по тому файлу, который у меня остался (БНАБ-78).
Тепловые точки:
Zr - 0,183 барн
Si - 0,139 барн

Да ВЕРНО - это я посмотрел только на один изтоп 90Zr, а их там как оказалось больше !
Из следующих библиотек в тепловой точке:
JEFF-3.1 JENDL-3.3 ENDF/B-VII Мухабхаб2 и др.
28Si - 0,17 (+-0,01) барн
90Zr - 0,077 (51,4%)
91Zr - 1,20 (11,2%)
92Zr - 0,22 (17,2%)
94Zr - 0,05 (17,4%)
96Zr - 0,02 (2,8%)
с такими данными получаем
Zr - 0,22 барн
Si - 0,17 барн

Сравнивать необходимо все-таки макросечения
Zr - 0,0095 см-1
Si - 0,0073 см-1

Если еще "точнее", то для оценки интегрального поглощения, необходимо знать еще и объемы материалов,
если SiC обеспечит при одинаковых размерах оболочки такую же "прочность" как и (Zr+Nb),
то тогда он в выигрыше (по поглощению) . . . , а если нет, то

[barvi7]

Точнее, старый кадр, помимо комментариев, что он бы в Окридже в 1960 году сделал бы твэл с хромовым покрытием за пару месяцев и с привлечением всего лишь одного парня по имени Джо из мастерских, предложил вспомнить, что у хрома можно выкинуть один из изотопов, и поглощение на хроме в тепловой области сразу резко просядет.
Он грешил на 50-ый.
На самом деле, 53-ий тоже не фонтан.
И реально он далее интересовался, сколько всего потребуется хрома для хромирования (а толщина слоя у французов была не более 10 мкм, то есть, реально хрома на одну загрузку нужно не так уж и много), и сколько будет стоить хром, обогащённый по 52-ому.

Из тех же библиотек, что и для Zr и Si для Cr следующие данные
50Cr - 4.345 %, - - 16,0 барн - - 0,6952 - - 0,230
52Cr - 83.789 %, - - 0,76 барн - - 0,6367 - - 0,211
53Cr - 9.501 %, - - 17,7 барн - - 1,6816 - - 0,556
54Cr - 2.365 % - - 0,35 барн - - 0,0082 - - 0,003
Последняя колонка доля в поглощении . . ., так, что "удалять" лучше 53-й.

[LAV48]

Мне эти рассуждения по цирконий vs кремний вот что подкинули: а каковы они в быстром спектре? Ведь нейтроны прежде чем замедлиться должны преодолеть оболочку, а следовательно, если на быстром спектре поглощение будет заметно отличаться, то и количество нейтронов в медленном спектре будет просто ниже. Или в быстрых спектрах разница на столько не велика, что их не учитывают?

[AtomInfo.Ru]

Каким образом? И вообще, если на этом топливе можно сэкономить на системах безопасности, то вопрос - на каких? И сколько в деньгах выйдет эта экономия? Иначе - непонятно, общие слова.

Раз я в эту ветку залез, то отвечу ещё и на этот вопрос.

В Штатах со стороны отрасли (в частности, от NEI) говорится более чем откровенно, что с помощью ATF они собираются сделать "margin exchange".
В NEI вообще говорят так: "А мы не считаем, что действующие блоки небезопасны и что ATF произведёт какие-то фундаментальные изменения".
То есть, за счёт ATF они предлагают повысить запасы безопасности на блоках и тут же конвертировать их в экономику.
А вот на вопрос "Как именно это сделать?" следует ответ: "Это коммерческая информация".

Из того, что сказано на эту тему, я бы выделил мнение одного из американских регуляторов. Он считает, что отрасль в США сейчас заинтересована в увеличении глубины выгорания. Чтобы эффективнее использовать топливо и улучшить экономику станций.
И он считает, что даже простое хромовое покрытие даст отрасли для этого больше возможностей.
То есть, он полагает, что упор будет делаться не на ослабление требований к системам безопасности (будет сопротивление этому со стороны регуляторов), а на топливные циклы.