WikiSort.ru - Не сортированное

Внешние изображения
	Фотография пресс-службы АО "Концерн Росэнергоатом"

БН-800 — ядерный энергетический реактор с натриевым теплоносителем, относящейся к категории реакторов на быстрых нейтронах с использованием уран-плутониевого мокс-топлива. 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.

Первый и единственный действующий реактор данного типа находится на энергоблоке № 4 Белоярской АЭС в Свердловской области. Запуск реактора состоялся 10 декабря 2015 года^[1], промышленная эксплуатация производится с 1 ноября 2016 года^[2]. Электрическая мощность — 880 МВт^[3].

Кроме своего основного (производственного) назначения, первый действующий реактор БН-800 имеет большое экспериментальное значение - на нем производится окончательная отработка технологии реакторов данного типа^[4], которые предстоит применить в реакторе БН-1200. Хотя реакторы на быстрых нейтронах позиционируются как перспективные^[5], до 2035 года планируется построить и ввести в строй единственный реактор БН-1200 - в составе всё той же Белоярской АЭС^[6].

История разработки проекта

Проект энергоблока БН-800 был разработан ещё в 1983 г. как типовой и предполагал реализацию сразу на нескольких атомных станциях (Белоярской и Южноуральской). Позднее он дважды пересматривался:

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

В конце 1990-х годов, согласно «Программе развития атомной энергетики РФ на 1998—2005 годы и на период до 2010 года», все еще предусматривалось сооружение и ввод в эксплуатацию энергоблоков с реакторами типа БН-800 на двух вышеупомянутых станциях^[7]. Однако, в итоге, строительство Южно-Уральской АЭС так и не возобновилось, и проект энергоблока с реактором типа БН-800, со значительной задержкой, был реализован только на Белоярской АЭС.

Характеристики

Энергоблок № 4 Белоярской АЭС

В 1994 году проект энергоблока БН-800 прошёл все необходимые экспертизы и согласования, в том числе независимую экспертизу комиссии Свердловской области. В итоге, 26 января 1997 года была получена лицензия Госатомнадзора РФ № ГН-02-101-0007 на сооружение блока № 4 Белоярской АЭС с реакторной установкой БН-800.

Разогрев реактора для заправки жидкометаллическим теплоносителем начался 25 декабря 2013 года^[10]. Набор минимальной критической массы и вывод на минимальную контролируемую мощность цепной реакции произошли в конце июня 2014 года^[11]. Энергетический пуск планировался на октябрь 2014 года^[10], 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)^[12]:

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^[13].

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^[14].

10.12.2015 21:21 по местному времени (19:21 мск) энергоблок с реактором БН-800 включён в энергосистему Урала^[1][15][16].

Энергоблок работает на номинальном уровне мощности^[17]

Безопасность реакторов типа БН, в частности БН-800

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 надёжности 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 надёжности конструкции парогенератора, в котором теплота с натриевого теплоносителя передаётся в водный.

Недостатки

• косвенный, резкое увеличение санитарно-защитной зоны Белоярской АЭС: в 1993 году её радиус был изменен сразу с 8 до 30 км^[21].
• невозможность перегрузки топлива без остановки реактора
• капитальные затраты при сооружении энергоблоков АЭС с БН (в СССР, Франции и др.) были на 50% и более выше, чем затраты при строительстве АЭС с PWR аналогичной мощностью
• стоимость 1 кВт установленной мощностью в 1,7 раза больше, чем на Нововоронежской АЭС 2-1 с ВВЭР-1200
• АЭС с БН по капитальным затратам абсолютно не конкурентоспособны по сравнению с парогазовыми или угольными энергоблоками ТЭС, не говоря уж о их реконструкции и техперевооружении с соответствующим повышением мощности
• для топливных загрузок БН потребовался уран более высокого обогащения (16–20% по ²³⁵U), что удорожало стоимость топлива
• на АЭС с БН, по сравнению с АЭС с ВВЭР, оказались более высокие затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, приходящиеся на 1 кВт∙ч произведенной электроэнергии^[22]
• низкий КИУМ (вместе c БН-600 равен 78%^[23]) по сравнению с ВВЭР ~90%
• срок службы 40 лет против 60 у ВВЭР-1200^[8]

См. также

• Феникс

Примечания

Литература

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