Ну дык киловатт установленной мощности на ВВЭР в 2-2,5 раза дешевле, чем у БН!



А натрий для БН всегда у французов покупать? а если они заартачатся? или у них столько нету?

Такова логика в проекте "Прорыв". Только там упор не на БН, а на БРЕСТ.

Не пойдёт. Инозаказчик желает иметь референтность. И не желает выступать подопытным кроликом. Финны отступили от этой логики и получили Олкилуото-3. Точнее, ещё не получили.

Так что, строить себе одно, а продавать другое, не выйдет.



Затем, что пока нет коммерческих проектов быстрых реакторов.

Одно дело - радоваться пуску одного БН-800 или предлагать малую серию БН для решения утилитарной задачи по переработке ОЯТ. Другое - делать ставку на БН-800 как основную рабочую лошадку. Выйдет дорого и рискованно (по ВВЭР эксплуатационного опыта гораздо больше).

Усовершенствование ВВЭР как раз и призвано помочь конструкторам быстрее выйти на коммерческий проект БН, готовый работать в широкомасштабной энергетике.

Натриевое производство восстановить не так сложно. Единственное, что это надо взять и сделать.
Закрыли его по причине того, что Минатом/Росатом не мог гарантировать заводу заказы на натрий, а держать годами простаивающую линию ни один завод не хочет.

На БН-800 уйдут почти все наличные запаса бора-10 в стране. В СССР все средмашевское производство было в Тифлисе --- там природный бор обогащают десяткой на одной т.н. анизольной ректификационной колонне (по сути низкотемпературная ректификация трифторида бора при минус 104 Цельсия).
А трифторид бора-10 делают приимерно так

F3(газ) + С6Н5ОСН3·B11F3 (жидкий) = B11F3 (газ) + С6Н5ОСН3·B10F3(жидкий)

Сейчас колонны разработки института Хлопина ставят в Гатчине и будет российский бор-10.

Когда я учился, в учебнике по РБН было, что бор заменят на европий.

Но, кажется, потом от этой идеи отказались. Активность не понравилась вроде бы.

Интересно, почему не центрифуги?
По логике, чем легче материал, тем больше ЕРР за проход...

У европиев в ряду есть что-то гадкое, с 13-ю годами полураспада. И гамма релаксации очень жёсткая - больше МэВа.
Даже хуже цезия-137.

Наверное, из-за этого. У меня тоже что-то подобное вертится в голове.

Бог его знает, почему --- в принципе, трехфтористый бор это газ. Но так как идеей центрифуги сегодня никого не удивить, то выбор ректификации наверняка чем то оправдан. Я всего лишь по памяти пересказал, что было на одной из лекций на Зимней школе ПИЯФ. Я попросил было скопировать презентацию, но мне отказали --- запомнил мало чего, так как это за горизонтом моего понмания. Но на лекции было сказано, что после БН-800 с стране останется на все про все всего около 100 кило бора-10. И что в Радиевом институте пришлось утраченную технологию отрабатывать с нуля.

Центрифугами предлагал в своё время ЭХЗ.

Немного подробностей про обогащённый бор здесь.

Тогда уж до кучи напомню о центрифужном обогащении кремния-28 под проект сверхточного определения числа Авогдаро

http://www.chemport.ru/datenews.php?news=2252

Переработка отработанного материала и рефабрикация рулит.
Когда нибудь осознают, что и из РБМКшного ОЯТ есть смысл невыгоревший эрбий отдельно вытаскивать.

Вообще интересная ситуация для развития БНов в стране сложилась.
ВОУ на топливо уж очень расточительно для них тратить, МОХа в необходимых количествах не производится и нет пока масштабной переработки МОХ ОЯТ. Натрия своего тоже нет и с бором-10 проблемы тоже есть.
Может ВВЭР-С действительно есть некая панацея, если довести технологию до ума и на МОХ сразу ориентироваться.

Интересно как ад..овская группа собирается развернуть в обозримом будущем полномастшабное строительство БРЕСТов, если для этого направления вопросы с производством смешанного топлива не решены, как и с его переработкой, и тот же бор для БРЕСТа также необходим в СУЗ (как и для БНов) и расход его особо меньше БНов не предвидится?

Я дико извиняюсь, что как всегда поздно пришел на бал... но несколько слов хотелось бы вставить

По поводу тяжелой воды - создаем Совместное Предприятие с названием "Horns, Hoofs, and Sons". Я гарантирую поставку по $500/kg, вы далее это пере-продаете по 1000. Навар 50/50. Откаты в Канаде никому не даем, в России - вы разбираетесь сами.

Олсоу, вместо одних проблем - у вас появятся другие. Например, Плутоний начнет "ровно выпирать" (Джамшут и ко (с)), выпирает много... В CANDU называется плутониевый пик, но CANDU это не PWR. Выпирания гасятся системой контроля. Реактор разделен на 14 зон, мощность в каждой можно контролировать независимо. После ППР и начала работы реактора, добавляют также борную кислоту в замедлитель ... ибо запас реактивность все еще растет...
В Safety Analysis Report есть специальный раздел, где доказывается безопасность такого режима работы с бором.

Еще у реактора CANDU, любые 2 смежные каналы имеют противо-поток воды, для близкого к идеальному выравниванию "reactivity feedback". У вас на PWR/ВВЭР все входит в одной точке и выходит из одной точки, что из-за эффектов реактивности приведет к разным rate of Plutonium buildup. Я не думаю что это нерешаемые вопросы - но их вам придется дополнительно как-то решать.

Не в тему вопрос. А сильно растёт? И долго ли?

Я давным-давно видел на D2O-стенде, как в "стационаре" при показаниях ro=0 мощность тихо, но уверенно ползла вверх. Сказали: "Учись, студент, что такое гамма-n".

Господин поручик



проблема в предлагаемой схеме не в воде, а в необходимости непрерывного смешивания и разделения

это, подозреваю, убивает схему на корню

Я, кстати, додумал мысль об спкетральном КАНДЮ

Берем вариант ACR, где в каналах легкая вода и в зоне есть некое отношение H/D. Каландр, как я понимаю, нужно охлаждать (до 70С?), есть схемы отвода тепла. Пронизываем каландр дополнительным набором мелких каналов, под небольшое давление, и завязываем на данные каналы охлаждение каландра, насосы, теплообменники, ... Делаем пару отдельных независимых теплообменников, один на легкой воде, один на тяжелой. Разрешаем каналам независимо
переключаться между легководным контуром и тяжеловодным контуром. Таким образом, никаких смешиваний и траблов с последующим разделением, плавное изменение H/D в замедлителе за кампанию, каландр охлаждается

Арматура, конечно, будет ..., страшнее КМПЦ, но что не сделаешь ради прогресса?

Сильно ли..., тут вопрос упирается в другой предел. Можно допустить только определенный рост запаса реактивности за счет Плутония после старта. Этот предел определяется свойствами защиты реактора. Попробую обьяснить быстро и просто.
При норм работы реактора, активная зона достигает равновесия (equilibrium core), бора в замедлителе нет. Изотопный состав чистоты воды 1к хуже (меньше) чем у замедлителя. Это не играет большой роли для замедления (lattice pitch площадь у 1 к маленькая), но играет роль с точки зрения безопасности. Если топливный канал порвет как Тузик (In-Core accident - Pressure Tube and Calandria Tube rupture), то тяж вода из 1к под высоким давлением попадет и вытеснит тяж воду в замедлителе, таким образом автоматически ухудшая замедление нейтронов и помогая гасить цеп реакцию.
Теперь представьте себе что там был бор, который держал на себе определеную величину запаса реактивности. Вытеснение такого замедлителя приведет к вводу положит реактивности
Чтобы сиего сценария избежать - загружают частично отработанными кассетами.

Долго ли - вот такая зона как описал выше, может протянуть запросто полгода без добавки свежего топлива. Но перегрузки начинают чуть раньше - ну чтобы зона была красиво ровной

Надо заметить что Канадская атомная индустрия тут имеет огромный опыт. Разделение, до-обогащение, и возврат в контур тяж воды - это не так сложно. Ловят даже микро-концентрации паров тяж воды из воздуха Гермооболочки, конденсируют и обратно возвращают в контур. Не то чтобы они такие умные, а просто жизнь заставила усовершенстовать технологию, коль ляпнули на весь мир, что CANDU = Can Do.




Говорят они нынче заинтересованы в Advanced Fuel CANDU Reactor (AFCR), гуси в головах... да и только. Небось переели шашлыков из Канадской свинины, попавшей в санкционный перечень товаров

А зачем иметь гемор со смешением легководного и тяжеловодного теплоносителей и их разделением.
Немцы и аргентинцы ведь использовали/используют адаптированный PWR с тяжеловодным теплоносителем-замедлителем.

Можно рассмотреть такую грубую схему спектрального регулирования с использованием тяжелой воды.
Набираем зону для ВВЭРа из МОХ-кассет двух видов. Первые обычные МОХ-кассеты с содержанием плутония 8-9% с расширенной бланкетной зоной и вытеснителями малого диаметра из природного UO2, вторые кассеты с PuO2 на уровне 14-15% в инертной керамической матрице типа ZrO2-Y2O3-Gd2O3 c большими каналами для вытеснителей из обедненного UO2.
Вначале работы имеем плотную решетку с малым значением Vзам/Vтоплива и высоким КВ под единицу, но соответственно с невысоким эффективным коэффициентом размножения Кэфф и невысокой избыточной реактивностью. При выгорании плутония/урана реактивность постепенно снижается и через 1.5 года используем подпитку МОХ-кассетами первого типа с убиранием части вытеснителей из природного урана в остальных. Из-за увеличения водно-топливного соотношения КВ чуть снижается, но эффективный коэффициент размножения Кэфф растет. Через некоторое время (1-1.5 года) выгорания опять реактивность падает к единице и используем подпитку из МОХ-кассетами второго типа без урановых вытеснителей, из имеющихся облученных МОХ-кассет второго типа также убираем вытеснители и в 1к вводим 10% тяжелой воды. В результате водно-топливное соотношение увеличивается, КВ формально еще падает, но Кэфф опять растет, а за счет эффективных замедляющих свойств добавки тяжелой воды КВ подрастет и падение реактивности в ходе дальнейшей кампании (еще около 1 года) будет менее интенсивное.
По окончанию топливной кампании первично загруженные выгоревшие МОХ-кассеты второго типа идут на захоронение, а во вновь загруженных перед переходом на легкую воду вставляем вытеснители.
Имеющийся H2O-10%D2O теплоноситель временно храним до заполнения следующего реактора на площадке. Если площадка 4-реакторная, то H2O-10%D2O теплоноситель постоянно будет в работе.

По сути имеем спектральное регулирование как составом топлива, топливно-водным соотношением, так и в конце топливной кампании применением H2O-10%D2O теплоносителя.

На выходе имеем следующие типы ОЯТ:
1) Облученные вытеснители из природного урана с наработанным топливным плутонием - на переработку, выделение Pu и фабрикацию МОХ-кассет первого типа.
2) Облученные вытеснители из обедненного урана с наработанным топливным плутонием - на переработку, выделение Pu и фабрикацию МОХ-кассет первого типа.
3) Облученные МОХ-кассеты первого типа - на 10-15-летнее хранение и последующую переработку сначала бланкетной части ТВС, а потом и МОХ-твэлов. Из полученного рециклированного плутония делаем МОХ-кассеты второго типа.
4) Облученные МОХ-кассеты второго типа - на выдержку и захоронение, поскольку перерабатывать такой плутоний высокого выгорания, большой радиотоксичности и низкого содержания делящихся в ВВЭРном спектре нечетных изотопов пока нет смысла.

В итоге, описанная схема позволяет иметь усредненный КВ на уровне порядка 0.75-0.8 (как в тяжеловодниках), более гибко использовать нейтронный потенциал топлива и не уничтожать нейтроны в большей части топливной кампании борированием теплоносителя. От выгорающих поглотителей в МОХ-кассетах избавиться сложно, но долю ВП снизить можно.

Плутоний получаемый в результате работы ВВЭРа со спектральным регулированием по такой схеме градируется:
1) Высокого качества топливный из вытеснителей - идет на производство нового топлива МОХ-кассет первого типа.
2) Среднего качества энергетический из отработанных МОХ-кассет первого типа - идет на производство МОХ-кассет второго типа
3) Сильновыгоревший низкокачественный из отработанных МОХ-кассет второго типа - идет на длительное хранение или захоронение.
По сути имеем гарантированное, как минимум, однократное рециклирование используемого МОХа.

об том и спичЪ

т.е. цена в $500 за литр это предел, улучшить практически невозможно

к эксплуатации реакторов с добрыми тоннами воды в 1к это добавит миллионы и миллионы за кампанию

таки хотелось бы простого и, желательно, однопутного механизма. Т.е. если вытеснители - так вытеснители, если смесь H/D - так смесь

А когда и вытеснители, и три вида топлива, и два вида замедлителя - выглядит как жестокое ядерное порно

Работа ВВЭР в ЗЯТЦ

Прочитал у вас Пиминова. ВВЭР-С все?

"определённое финансирование есть"
"интерес к ВВЭР-С сейчас неоправданно низкий"

По-моему, расклад обрисован однозначно.

Интересно почему все мыслят ВВЭР-С в замкнутом цикле? Никто не пробовал за счет высокого КК поднять выгорание в спектральном ВВЭР? Не нужен тогда новый РТ. Не нужен МОКС. Все становится проще.

Ха! Ну почему не пробовали? Про глубокое выгорание в тесных решётках я ещё в прошлом веке читал.

ОЯТ станет горячее, не понятно, что с ним делать. Материалы опять же...

Сделать, наверно, можно. В общем, с другой стороны действительно - при неимении гербовой вызывают конюха. Так что...

Раз уж Сидоренко достал с полки для соседней темы, то сюда ещё приду. Интересно он писал в своё время.



Это и есть спектральное регулирование, о котором говорят с прошлого века и которое предлагается для ВВЭР-С.



Как один из вариантов вытеснителя и было в конечном итоге принято.



Ни фига ж себе на самом деле!



Замах был серьёзный. В "монотонной" ТВС при таком КВ ПЭР был бы уже положительный. А для двухсоставной аж самому посчитать захотелось...

Сидоренко:
80 ГВт*сут/т, 24-месячный цикл.

Так что пробовали.
И что приятно, выходишь на такие параметры без всякого эрбия и переделки >5%.

По ВВЭР-С.

Текущий вариант проекта оказался не самым удачным.

"Анализ варианта с механическими вытеснителями показал недостаточную эффективность управления реактивностью при том, что этот вариант требует увеличения числа ТВС с 163 до 241, диаметра ВКУ и корпуса реактора".

Тут надо добавить, что в ВВЭР-С предполагается полный отказ от системы борного регулирования.

Соответственно, займутся поиском других способов изменения уран-водного соотношения с условием сохранения числа ТВС и диаметра корпуса.

Гибридный с частью активной зоны на ЖСР ?

Пока шёл квохт и гвалт про рутений, нормальная работа продолжалась своим чередом.

По ВВЭР будущего понимание сложилось. Это всё-таки будет ВВЭР со спектральным регулированием, то есть, условный ВВЭР-С.

http://atominfo.ru/newsr/y0170.htm

Что важно?

Разговоры общего плана о двухкомпонентной атомной энергетике пора завязать. Пора обсуждать, какой она будет.
Желательно, чтобы она не получилась простым механическим слиянием БН(БР) и ВВЭР.

По БН-1200 всё более-менее понятно - в течение трёх лет нужно завершить обоснование новых решений в РУ и сделать проект блока в привязке к площадке (не секрет, это пятый белоярский блок).
Соответственно, в 2020 году у нас будет набор проектной документации и мы сможем приступить к прохождению всех, условно говоря, лицензионных процедур для строительства головного коммерческого блока с БН-1200.
Далее собственно строительство и приятные хлопоты по определению, сколько БН-1200 нужно нам и сколько возьмут наши азиатские товарищи.

А вот по ВВЭР слышно было в основном "ТОИ, ТОИ...", хотя ТОИ есть не более чем допиленный 1200-ый.
Теперь, наконец, появляется понимание, что (1) линия ВВЭР не только не вымрет, но и будет развиваться, и (2) ВВЭР будущего будут отличаться более жёстким спектром.

Более жёсткий (например, эпитепловой) спектр даст не только повышенные КВ и отказ от бора в первом контуре, но и позволит лучше сраститься двум ветвям атомной энергетики. И действительно, первое, что приходит на ум - использование в БН и будущих ВВЭР единых конструкционных материалов - грубо говоря, стальные оболочки твэлов.

Но у всего написанного выше есть один нюанс - тот самый НТС по стратегии, который перенесли с декабря на первый квартал 2018 года ввиду отсутствия консенсуса между двумя принципиально разными направлениями - БН и новые ВВЭР против БРЕСТ.
От решений НТС зависеть будет многое.

Вот это будет интересно. Какие решения будут вынесены на НТС. Хотя будут очень серьезные доводы по унификации быстрого и водяного направления. Стоимость тоже нужно понижать, причем не только за счет серийности, но и унификации материалов и оборудования. Судя по всему к этому и идет.

О, это многим интересно!

А это вообще разве проблема?

50МВт*сут/кг или 80 - разница в 1.5 раза. Неужто так сложно на несколько месяцев или даже лет больше подержать? С другой стороны, меньше переработки на МВт*сут - это всегда хорошо.

Миноров побольше, например, а это вещи неприятные.

Так в этом для спектрального ВВЭР и состоит надёжа на новую стратегию, если пройдёт тот вариант, на который в интервью намекает А.



Сложилось здесь вот в каком смысле.
Конечно, разных мнений как было больше, чем веток на этом форуме, так и осталось.
Ещё ведь сторонники BWR у нас не перевелись

Сложилось в смысле, что есть два проекта стратегии.
В одном варианте ВВЭРы повторяют судьбу РБМК - тихо доживают свой век и вымирают.
В другом варианте ВВЭРы - полноправные партнёры БРов, имеющие своё развитие.
И вот для этого второго варианта и сложилось понимание, общее для большой группы часто конкурирующих друг с другом предприятий, что таким развитием должен стать спектральный ВВЭР.

Вполне может окупить, если, как часто говорилось, рассматривать всю систему АЭ, а не одно направление.
Повышенный КВ ВВЭР-С позволит понизить требования к КВ БР, а для последних это важно.

А если ещё продолжить?
Единые НИР/НИОКР для сталей, единые методы обращения со снятыми оболочками при переработке...

С одной стороны, как бы да.

С другой, есть и объективные моменты оргплана.

Конструктор находится в подчинении завода, а научный руководитель вообще живёт на выселках.
И нету руководящего и направляющего документа для общей координации.
Типа как для БН-1200 есть документ "Сделать то-то к такой дате, ответственный - ФИО".
Естественно, было бы странно, если бы сразу всё получилось.

Сейчас есть надежда на появление такого документа в обозримом будущем.

Чистое ИМХО: ВВЭР-С со спектральным регулированием, если его оставить в виде движущихся топливосодержащих частей внутри кассеты, так и останется "игрой разума", поскольку его безопасность по существующим правилам обосновать будет практически невозможно /выброс СУЗа, падение одного и более кластеров спектрального регулирования всё погубят/.
Ну и с инженерными кодами, учитывающими изменяющийся в течение кампании и при регулировании спектр, у нас, мягко говоря, не густо - не ВИМСом же считать...

В том WIMS'е, что англичане предлагали раньше за 20 тыс фунтов в год, даже монте-карловский блок есть. Так что этим можно было бы

Части могут конструктивно ограничены в скорости движения и двигаться ОЧЕНЬ медленно, сравнивмо со скоростью выгорания. Например, некоторые вытеснители могут в буквальном смысле слова вывинчиваться из зоны. С малым шагом резьбы. Делая принципиально невозможным быстрый переброс вытеснителей и недопустимый ввод реактивности. А работа против гравитации гарантирует, что без работы активных систем ничего не произодёт само

Ну есть же и альтернативы: например, введение дейтерия или растворимых органических примесей в теплоноситель первого контура в начале кампании. Учитывая, что теплоноситель первого контура делает много оборотов в час имея халявный перепад температур и давлений, задача вывода более тяжёлой примеси по мере хода кампании представляется решаемой.

То, что необходимость унификации вышеуказанного давно уже назрела, не вызывает никаких сомнений, но насколько представляю со своей невысокой колокольни, унификация и ЕОСЗ (в том виде, в котором она на сегодняшний день существует) - это пока две абсолютно несовместимые между собой вещи.

Угу, и до манагеров это доходит постепенно.

Ух, Ё... Владимир Григорьевич вам ещё и про отказ от бора рассказал... А как же быть с требованием ПБЯ по разным физпринципам для альтернативной системы глушения реактора?..

Для это надо будет сделать систему впрыска солей гадолиния в контур.

Напоминает историю, рассказанную мне в одном гальваническом цеху большого завода.

Типа, в советское время каждый год выходили постановления по экономии чего-нибудь: например электроэнергии при гальваническом покрытии. Ну, в цеху недолго думая, предлагали рацпредложение - сыпать больше реактивов и давать меньше ток. Все рады, в конце года премия. В следующем году поступает постановлене - экономим реактивы. Ну хорошо, дольше держим детали, покрытие фиговое. На следующий год поступает рацпредложение - поднять качество деталей и производительность за счет повышения плотности тока. Делаем, все счастливы, премиии. А на следующий год выходит постановление - необходимо экономить электроэнергию.

Вот так и здесь можно.

The CANDU reactor is equipped with two physically independent safety
shutdown systems (SDS1 and SDS2) that are physically and functionally independent of
each other and of the reactor regulating system.

Shutdown System No. 1 (SDS1) consists of mechanical shutdown rods which drop
by gravity, enhanced by springaction, into the core (between the columns of fuel
channels) when a trip signal de-energizes clutches which hold the shutdown rods out of
the core during normal plant operation.

Shutdown System No. 2 (SDS2) injects a concentrated solution of gadolinium
nitrate into the low pressure moderator between the rows of fuel channels to quickly
render the core subcritical. The injection is initiated by de-energizing fast acting valves,
which are held closed during normal plant operation, to pressurize the individual poison
tanks associated with each of the injection nozzles with helium.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gadolinium(III)_nitrate

Жидкостная система длительного удержания РУ РБМК-1500 в подкритическом состоянии была в своё время внедрена в качестве дополнительной системы на Игналинской АЭС. Сухой реактив в виде гексагидрата нитрата гадолиния приготовлялся в баке-мешалке и полученный концентрированный раствор вводился нивелирным перепадом в гидравлический контур СУЗ до достижения необходимой концентрации поглотителя.

В общем, понял я, жидкий поглотитель убираем из контура и оставляем в САОЗах.
Но тут подкрадывается весёлый полярный лис и начинает рассказывать про профили энерговыделения/выгорания...
На самом деле задачка будет нетривиальная, мы ведь не только спектр менять будем, но и профиль. Из плюсов, если ввод положительной реактивности будет сверху, т.е. против градиента температуры, то эффект может получиться интересным.