В Росатоме впервые изготовлено толерантное ЯТ для энергореактора

На Новосибирском заводе химконцентратов (ПАО «НЗХК») изготовлены и прошли приемочные испытания первые тепловыделяющие сборки (ТВС) для реактора ВВЭР-1000 с экспериментальными твэлами, изготовленными в рамках программы по созданию российского ядерного топлива нового поколения безопасности (так называемого «толерантного топлива»).

В планах топливного и энергетического дивизионов Росатома – уже в первом квартале 2020 года загрузить изготовленные ТВС в один из реакторов Ростовской АЭС.

Каждая из трех опытных ТВС конструкции ТВС-2М содержит по двенадцать твэлов в «толерантном» исполнении с двумя различными вариантами материала оболочки, которые изготовлены либо из циркониевого сплава с нанесенным хромовым покрытием, либо из хром-никелевого сплава 42ХНМ. Оба варианта делают оболочки более жаропрочными за счет применения хрома.

Полноразмерные оболочки твэлов из хром-никелевого сплава были изготовлены в ПАО «МСЗ» (г. Электросталь, Московская обл.), хромовое покрытие было нанесено на стандартные циркониевые оболочки производства АО «ЧМЗ» (г. Глазов, Удмуртия) специалистами Московского энергетического института (НИУ «МЭИ»). Конструктором-технологом твэлов выступает ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (Москва).

В состав приемочной комиссии, помимо специалистов АО «ТВЭЛ» и АО «ВНИИНМ», вошли представители различных предприятий атомной отрасли, в том числе АО ОКБ «Гидропресс» (конструктор реактора ВВЭР-1000 и топлива ТВС-2М), а также уполномоченной организации АО «Концерн Росэнергоатом» — АО «ВПО «ЗАЭС».

«Топливный дивизион Росатома в срок выполнил все планы по программе толерантного топлива на 2019 год. В следующем году нам предстоит сделать важный шаг и приступить к параллельным испытаниям образцов не только в исследовательском реакторе, но и в коммерческом реакторе большой мощности. Имея все необходимые расчеты и обоснования активной зоны реактора, мы испытаем на действующем энергоблоке оболочки твэлов без изменения традиционной топливной композиции – диоксида урана. Одновременно в исследовательском реакторе мы продолжим облучать твэлы с различными сочетаниями материалов оболочек и топливных таблеток, а также моделировать различные условия эксплуатации, включая режимы изменения мощности. Результаты этих испытаний помогут выбрать оптимальное технологическое решение», — отметил вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.

В ранее в 2019 году в Росатоме завершилась первая фаза реакторных испытаний толерантного топлива для легководных реакторов российского и зарубежного дизайна. В отдельных водяных петлях реактора МИР в ГНЦ НИИАР (г. Димитровград) облучались две экспериментальные ТВС с твэлами типоразмеров ВВЭР и PWR – каждая состояла из 24 твэлов с четырьмя различными сочетаниями материалов оболочки и топливной композиции. Топливные таблетки были изготовлены из традиционного диоксида урана, а также уран-молибденового сплава с повышенной плотностью и теплопроводностью. Затем по несколько твэлов из каждой топливной кассеты были извлечены для дальнейших послереакторных материаловедческих исследований, вместо них были установлены новые необлученные образцы.

Толерантное топливо (англ. — Accident Tolerant Fuel) – ядерное топливо, устойчивое к нештатным ситуациям на АЭС. Даже в случае потери теплоносителя и нарушения отвода тепла в активной зоне реактора толерантное топливо должно в течение достаточно длительного времени сохранять целостность без возникновения пароциркониевой реакции, способствующую выделению водорода. Внедрение противоаварийного топлива имеет ключевое значение для вывода системной безопасности и надежности атомной энергетики на качественно новый уровень. В Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию толерантного топлива выполняет и координирует ВНИИНМ им. А.А. Бочвара.