БН-800

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
БН-800
Тип реактора

На быстрых нейтронах

Назначение реактора

Электроэнергетика

Технические параметры
Теплоноситель

Натрий

Топливо

MOX-топливо,235U и 239Pu и смешанное топливо (часть ТВС с MOX, часть с оксидом урана)

Тепловая мощность

2100 МВт

Электрическая мощность

880 МВт

Разработка
Проект

1983—1993

Научная часть

ФГУП ГНЦ РФ ФЭИ

Предприятие-разработчик

ОАО СПбАЭП

Конструктор

ОАО ОКБМ им. Африкантова

Новизна проекта

Формирование экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла

Пуск

10 декабря 2015 г.

Построено реакторов

1

Images.png Внешние изображения
Image-silk.png Фотография пресс-службы АО "Концерн Росэнергоатом"

БН-800 — реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, на котором будет производиться окончательная отработка технологии реакторов на быстрых нейтронах с использованием уран-плутониевого мокс-топлива. Энергопуск начат 10 декабря 2015 года[1] на 4-м энергоблоке на Белоярской АЭС в Свердловской области близ города Заречный. Промышленная эксплуатация началась 1 ноября 2016 года[2]. Электрическая мощность — 880 МВт.

История проекта[править | править вики-текст]

В документе Минатома (Министерства РФ по атомной энергии) «Программа развития атомной энергетики РФ на 1993—2005 годы и на период до 2010 года», в частности, предусматривалось сооружение и ввод в эксплуатацию до 2009 года энергоблока БН-800 Белоярской АЭС. Проект энергоблока БН-800 Белоярской АЭС был разработан ещё в 1983 г. и с тех пор дважды пересматривался:

  • 1987 г., после аварии на Чернобыльской АЭС;
  • 1993 г., в соответствии с новой нормативной документацией по безопасности.

Проект энергоблока БН-800[3] прошёл все необходимые экспертизы и согласования, в том числе независимую экспертизу комиссии Свердловской области (1994 г.). Результаты всех экспертиз и согласований были положительные, и 26 января 1997 г. была получена лицензия Госатомнадзора РФ № ГН-02-101-0007 на сооружение блока № 4 Белоярской АЭС с реакторной установкой БН-800. Проектом предусмотрено сооружение на площадке Белоярской АЭС энергоблока с реактором на быстрых нейтронах, охлаждаемым натрием. Применение в реакторе БН-800 уран-плутониевого топлива позволяет не только использовать запасы энергетического плутония, но и утилизировать оружейный плутоний, а также «сжигать» долгоживущие изотопы актиноиды из облучённого топлива тепловых реакторов.

Разогрев реактора для заправки жидкометаллическим теплоносителем начался 25 декабря 2013 года[4]. Набор минимальной критической массы и вывод на минимальную контролируемую мощность цепной реакции произошли в конце июня 2014 года[5]. Энергетический пуск планировался на октябрь 2014 года[4], но был отложен из-за выявленных недоработок.

Директор Белоярской АЭС Михаил Баканов рассказал о причине задержки в интервью газете «Быстрый нейтрон» (№ 01 [0165], 16 января 2015 г., стр. 2)[6]:

Исходно БН-800 планировали пускать на МОКС-топливе (кстати, как и БН-600 в своё время). Но производства этого топлива не было, его нужно было создавать. И в 2010 году уже стало ясно, что когда нужно будет загружать топливо в реактор, готово оно не будет. Тогда перед конструктором поставили срочную задачу: заменить проектную МОКС-зону на смешанную, где часть сборок будет содержать урановое топливо. И конструктор был вынужден принимать решения в условиях нехватки времени и с учётом всех требований, которые необходимо было соблюсти… Решения эти были связаны главным образом с распределением потока натрия — применили дроссельное устройство, которое вкручивалось снизу в топливную сборку. Как оказалось, это устройство при наших расходах натрия надёжно работать не может: там такие нагрузки, что оно просто-напросто вывинчивается и выпадает. Естественно, это касается только той части сборок (их чуть больше сотни из общего количества в тысячу штук), которые пошли под замену штатных… Теперь нужно исправлять их недостатки, заменять ненадёжные части.

После модификации активной зоны повторный физпуск состоялся в конце июля 2015 года[7].

25.11.2015 на энергоблоке № 4 Белоярской АЭС, (с реактором БН-800) впервые был выработан пар, с помощью которого было произведено пробное прокручивание турбины по штатной тепловой схеме[8].

10.12.2015 21:21 по местному времени (19:21 мск) энергоблок с реактором БН-800 включен в энергосистему Урала[1][9][10].

Из неофициальных сообщений специалистов[11]:

  • 23.07.2015 реактор выведен на минимальный контролируемый уровень мощности (МКУ);
  • 02.08.2015 завершены все процедуры физического пуска, реактор работает штатно;
  • 02.11.2015 было выдано разрешение на начало операций, связанных с энергопуском;
  • 10.11.2015 началось проведение энергопуска. Подразумевается выход на 35 % номинала, что позволит запустить турбогенератор.

Задачи реактора[править | править вики-текст]

  • Обеспечение эксплуатации на MOX-топливе.
  • Экспериментальная демонстрация ключевых компонентов закрытого топливного цикла.
  • Отработка в реальных условиях эксплуатации новых видов оборудования и усовершенствованных технических решений, введенных для повышения показателей экономичности, надежности и безопасности.
  • Разработка инновационных технологий для будущих реакторов на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем: испытания и аттестация перспективного топлива и конструкционных материалов, демонстрация технологии выжигания минорных актинидов и трансмутации долгоживущих продуктов деления, составляющих наиболее опасную часть радиоактивных отходов атомной энергетики.

Неофициально:

  • «задача БН-800 заключается в восстановлении у России практического опыта строительства и пуска быстрых реакторов»[12]

Инновации БН-800[править | править вики-текст]

  • Самозащищённость блока от внешних и внутренних воздействий.
  • Пассивные средства воздействия на реактивность, системы аварийного расхолаживания через теплообменники, поддон для сбора расплавленного топлива.
  • Нулевой натриевый пустотный эффект реактивности.
  • Минимальная вероятность аварии с расплавлением активной зоны.
  • Исключение выделения плутония в топливном цикле при переработке облучённого ядерного топлива.

Задачи энергоблока № 4[править | править вики-текст]

  • Формирование экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла.
  • Более чем 50-кратное увеличение использования добываемого природного урана, и обеспечение атомной энергетики России топливом на длительную перспективу за счёт своего воспроизводства.
  • Утилизация отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах.
  • Утилизация радиоактивных отходов путём вовлечения в полезный производственный цикл отвального урана и плутония.
  • Энергообеспечение развития экономики Свердловской области.

Безопасность реакторов БН, в частности БН-800[править | править вики-текст]

По своим физико-техническим свойствам (низкое — близкое к атмосферному — рабочее давление натриевого теплоносителя, большие запасы до температуры кипения, относительно небольшой запас реактивности на выгорание, большая теплоёмкость натрия и др.) быстрые реакторы с натриевым теплоносителем имеют высокий уровень внутренне присущей безопасности. Это качество убедительно продемонстрировано в процессе длительной эксплуатации предшествующего реактора БН-600. Принят целый ряд новых решений:

  • они основываются на пассивных принципах. Это означает, что эффективность не зависит от надежности срабатывания вспомогательных систем и действий человека.
  • ещё одно преимущество натриевого теплоносителя — низкая коррозионная активность по отношению к используемым в реакторе конструкционным материалам. Поэтому ресурс натриевого оборудования большой, а количество образующихся в таком реакторе радиоактивных продуктов коррозии намного меньше, чем в других типах реакторов.
  • натрий связывает радиоактивный йод в нелетучий иодид натрия, и он не выделяется в окружающую среду. При эксплуатации установок типа БН образуется незначительное количество радиоактивных отходов.
  • Использование натрия в качестве теплоносителя требует решения следующих задач:
    • чистота натрия, используемого в БН. Большие проблемы вызывают примеси кислорода из-за участия кислорода в массопереносе железа и коррозии компонентов;
    • натрий является очень активным химическим элементом. Он горит в воздухе. Горящий натрий образует дым, который может вызвать повреждение оборудования и приборов. Проблема усложняется в случае, если дым натрия радиоактивен. Горячий натрий в контакте с бетоном может реагировать с компонентами бетона и выделять водород, который в свою очередь взрывоопасен.
    • возможность реакций натрия с водой и органическими материалами, что важно для надежности конструкции парогенератора, в котором теплота с натриевого теплоносителя передается в водный.

Награды[править | править вики-текст]

В октябре 2016 года старейший американский журнал по энергетике «POWER» присудил четвёртому энергоблоку Белоярской АЭС с реактором БН-800 премию «Power Awards» за 2016[13] в номинации «Лучшие станции»[14]. При награждении было отмечено, что данный энергоблок:

  • является самым мощным в мире реактором-размножителем на быстрых нейтронах с жидкометаллическим натриевым теплоносителем
  • является универсальным устройством, пригодным для производства электроэнергии, утилизации плутония, утилизации отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах, производства изотопов
  • играет решающую роль в формировании экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла, увеличении объёмов производства ядерного топлива, увеличении мощности АЭС и сокращении ядерных отходов

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Энергоблок №4 Белоярской АЭС с реактором БН-800 включен в сеть и выдал первый ток в энергосистему.
  2. БН-800 сдан в промышленную эксплуатацию. AtomInfo.ru (01.11.2016). Проверено 3 ноября 2016.
  3. Новый уровень ядерной энергетики Прорыв | MINING24.ru. mining24.ru. Проверено 23 декабря 2015.
  4. 1 2 На БАЭС запустили крупнейший в мире реактор на быстрых нейтронах
  5. Белоярская АЭС: начался выход БН-800 на минимальный уровень мощности
  6. Быстрый нейтрон. № 01 [0165] — 16 января 2015 г.
  7. Белоярская АЭС: завершён этап физпуска реактора БН-800 — Росэнергоатом, 05.08.2015
  8. Первый пуск турбины прошел на блоке с реактором БН-800 Белоярской АЭС
  9. Татьяна Воробьева. На Урале появился новый атомный источник электрической генерации. Российская Газета (10.12.2015).
  10. Запущен реактор БН-800 | MINING24.ru. mining24.ru. Проверено 23 декабря 2015.
  11. БН-800 — Форум Atominfo.Ru
  12. БН-800 Сообщение #1114 — Форум Atominfo.Ru
  13. В США российский атомный энергоблок БН-800 назвали лучшей АЭС года. «РИА Новости» (02.11.2016). Проверено 3 ноября 2016.
  14. TOP PLANT: Beloyarsk Nuclear Power Plant Unit 4, Sverdlovsk Oblast, Russia (англ.). Power (1 November 2016). Проверено 3 ноября 2016.

Литература[править | править вики-текст]

  • Фридман, В. Долгий путь быстрой энергетики // В мире науки. — 2014. — № 4. — С. 15. — ISSN 0208-0621