Первый китайский быстрый

Реактор CEFR: история создания, особенности проекта, грани сотрудничества России и Китая

Как развивался проект CEFR

Вклад в проект основных российских участников

Поставки топлива и оборудования

Российскими предприятиями было поставлено топливо («ТВЭЛ», «Элемаш», ОКБМ) и более 100 единиц оборудования, включая поставки:

— компонентов для корпуса реактора и поворотных пробок (ОКБМ);

— I и II контуров (ОКБМ);

— исполнительных механизмов системы управления и защиты (ОКБМ);

— промежуточных теплообменников (ОКБМ);

— механизма перегрузки (ОКБМ);

— элеваторов загрузки/выгрузки топлива (ОКБМ);

— парогенераторов («ЗИО-МАР»);

— приборов («НИИТеплоприбор», ОКБМ);

— расходомера ТВС (ОКБМ);

— приборов системы аварийной защиты парогенератора (ФЭИ);

— уровнемеров (ОКБМ, «НИИТеплоприбор»);

— электромагнитных насосов (ОКБМ, НИИЭФА);

— подвесок ионизационных камер (ОКБМ, «Элегия»).

Разработка технических проектов:

— системы контроля и управления (Атомэнергопроект, ОКБМ, ФЭИ);

— спецустройства для демонтажа/монтажа оборудования (ОКБМ);

— спецустройства для газового разогрева (ОКБМ);

— ряд других проектов, на основании которых китайская сторона разработала и изготовила системы и оборудование CEFR.

Работа с персоналом

Начиная с 1999 года предприятия России приступили к изготовлению и испытаниям опытных образцов, поставке оборудования и приборов для реакторной установки, а также топлива. Одновременно было проведено обучение эксплуатационного персонала CEFR на стендах ОКБМ, ФЭИ, в Учебно-тренировочном центре НИИАР. Оказывались и продолжают оказываться консультационные услуги силами специалистов ОКБМ, ФЭИ и Атомэнергопроекта, прочитаны лекции по тематике реакторов типа БН, организованы стажировки специалистов CIAE на стендах ФЭИ (стенд БФС), ОКБМ, проведено обучение специалистов монтажной организации CNI-23 и технический инструктаж эксплуатационного ремонтного персонала в ОКБМ, обучение эксплуатационного персонала (операторов) CIAE в Учебно-тренировочном центре на БОР-60 (НИИАР).

Исследования на стендах

Заложенные в проект CEFR технические решения были исследованы на стендах предприятий в России. Для подтверждения работоспособности поставляемого в КНР оборудования и обоснования проектных решений в ОКБМ, ФЭИ, НИИАР были созданы стенды и проведены следующие исследования по основному оборудованию и системам (всего около 30 различных испытаний и исследований):

— исследования элементов активной зоны: гидравлические испытания, определение изгибной жесткости, вибростойкости, устойчивости на растяжение макетов сборок активной зоны, элементов активной зоны на стенде БФС, на реакторе БОР-60 (ОКБМ, ФЭИ, НИИАР);

— полномасштабные испытания главных циркуляционных насосов первого и второго контуров, включая испытания отдельных элементов главных циркуляционных насосов (ОКБМ);

— полномасштабные испытания оборудования тракта перегрузки (механизма перегрузки, элеваторов), включая испытания отдельных элементов перегрузочного оборудования (ОКБМ);

— полномасштабные испытания исполнительных механизмов СУЗ, включая сейсмоиспытания (ОКБМ);

— испытания средств измерения теплотехнических параметров реактора, в том числе датчиков давления, сигнализаторов наличия натрия, высокотемпературных подвесок, ионизационных камер, натриевых расходомеров (ОКБМ, «НИИТеплоприбор», «Элегия»).

В настоящее время ОКБМ совместно с CIAE проводит исследования для обоснования проведения испытаний режимов с естественной циркуляцией теплоносителя (с передачей отдельных расчетных кодов и обучением китайских специалистов). В последнее время, в связи с ситуацией с COVID-19, на постоянной основе организована ВКС между ОКБМ и CIAE по сопровождению эксплуатации CEFR.

Особенности проекта CEFR и вклад сторон

Схема CEFR — трехконтурная, в первом и втором контурах по две петли. В каждой петле первого контура один насос и два теплообменника. В каждой петле второго контура один насос, одна буферная емкость и по 16 модулей парогенератора. Используется одна турбоустановка. В качестве основы для проектирования использованы технические решения РУ БН-600. Реактор CEFR разработан исходя из работы на МОКС-топливе, однако на начальной стадии эксплуатации реактора в активной зоне используется обогащенное урановое топливо российского производства. Проектом предусмотрена возможность облучения в активной зоне различных экспериментальных каналов.

В соответствии с концепцией безопасности CEFR в проекте реактора заложены:

— три резервные системы останова реактора, включая гидравлически взвешенный стержень аварийного останова;

— разветвленная система аварийного отвода тепла, включая пассивную систему отвода тепла от первого контура (система аварийного расхолаживания);

— герметичный контейнмент;

— исключение возможности ввода большой реактивности;

— пассивная система защиты от превышения давления в первом контуре;

— пассивное устройство ограничения утечки из первого контура при разрыве внекорпусных трубопроводов;

— устройство для сбора расплавленного топлива (поддон);

— разрывные мембраны на втором контуре;

— система пожаротушения, в том числе при течи натрия;

— сейсмостойкость АЭС и оборудование при сейсмическом воздействии (МРЗ), измеряемом в баллах по шкале MSK-64.

Практически все вышеприведенные системы впервые применены на CEFR для реакторов типа БН.

Вклад в проект российской стороны:

— разработка технического проекта РУ и АЭС, послужившего основанием для разработки рабочих проектов оборудования РУ и АЭС;

— проведение экспериментального обоснования отдельных систем безопасности и основного оборудования РУ;

— поставка основного оборудования и приборов РУ;

— оказание технической помощи при монтаже и наладке оборудования, приборов и систем CEFR, при взаимодействии с надзорными органами КНР;

— обучение китайских специалистов на стендах монтажу и эксплуатации оборудования, включая активную зону и РУ;

— поставка ЗИП и дополнительного оборудования;

— участие в подготовке экспериментов на РУ CEFR.

Вклад в проект китайской стороны:

— разработка проекта АЭС;

— изготовление теплотехнического оборудования и систем АЭС;

— сооружение АЭС;

— монтаж и наладка оборудования и систем АЭС;

— эксплуатация АЭС;

— получение соответствующих разрешений, лицензий от надзорных органов и правительства КНР.

Как выстраивалось взаимодействие сторон при работе над проектом

Специалисты РФ и КНР при заключении контрактов проводили совместное обсуждение основных технических требований по проектам систем и оборудования.

По результатам проектирования проводились консультации и разъяснения по принятым в проектах решениям силами специалистов ОКБМ, Атомэнергопроекта, ФЭИ.

Защита технического проекта была проведена в CIAE делегацией специалистов РФ.

В период изготовления оборудования при ОКБМ было организовано постоянное представительство CIAE, которое осуществляло проверку хода работ по изготовлению оборудования на предприятиях РФ. Кроме того, делегация китайских специалистов участвовала в приемке оборудования в контрольных точках, приемо-сдаточных испытаниях и упаковке оборудования.

В CIAE был организован входной контроль оборудования силами специалистов ОКБМ. В период монтажа и пусконаладки оборудования в CIAE работали советники от ОКБМ, а также специалисты, помогавшие выполнять сборочно-монтажные и наладочные работы поставленного оборудования.

Дополнительно осуществлялось взаимодействие специалистов РФ с надзорными органами КНР (консультации, разъяснения и др.).

Велась деловая и техническая переписка, силами ФЭИ и ОКБМ были прочитаны лекции по тематике реакторов на быстрых нейтронах.

Был заключен долгосрочный контракт между ОКБМ и CIAE на оказание консультационных услуг силами специалистов РФ. Консультации оказывались по проекту АЭС, оборудованию, эксплуатации РУ. В последнее время консультации ведутся по ВКС.

С 1994 года по настоящее время действует российско-китайская рабочая группа по сотрудничеству при сооружении CEFR, координатором которой от РФ является ОКБМ.

Как развивается сотрудничество после ввода CEFR в эксплуатацию

В 2011 году между ОКБМ и CIAE был заключен долгосрочный контракт, включающий:

— поставку ЗИП;

— поставку оборудования и приборов взамен отработавших свой ресурс;

— оказание консультационных услуг по техническому сопровождению эксплуатации оборудования и приборов;

— оказание консультационных услуг при эксплуатации CEFR;

— подготовку и участие в проведении экспериментов на РУ CEFR.

За последние 10 лет было поставлено более 250 наименований дополнительных элементов, приборов и оборудования. Проведено свыше 60 встреч по обсуждению технических вопросов. Российские специалисты оказали содействие в пуске и эксплуатации РУ, ремонте и замене отдельных узлов и оборудования, отработавшего свой ресурс.

Правительство КНР высоко оценило вклад российских специалистов в создание CEFR. Так, за сотрудничество по CEFR лауреатами международной премии «Дружба», учрежденной правительством КНР, стали Кирюшин А. И., Седаков В. Ю. и Костин В. И. из ОКБМ, Сукнев К. Л. и Ершов В. Н. из СПбАЭП, Поплавский В. М. из ФЭИ и Лавренюк П. И. из «ТВЭЛ».

Что дал проект для развития технологий быстрых реакторов

CEFR стал первым реактором на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, введенным в эксплуатацию в XXI веке, что позволило успешно продвигать технологии реакторов типа БН как в России (реактор БН-800 на Белоярской АЭС введен в эксплуатацию в 2016 г.), так и в Китае (пуск первого блока CFR-600 намечен на 2023 г.). Успешное сотрудничество по CEFR позволило китайской стороне привлечь РФ (ОКБМ) к разработке и поставке оборудования и приборов натриевой технологии для демонстрационного быстрого реактора CFR-600.

Основные задачи, которые решались на реакторе CEFR в КНР:

— получение опыта работ по проектированию, изготовлению, испытаниям, монтажу, пусконаладке, физическому пуску и эксплуатации быстрого натриевого реактора;

— обучение национальных кадров технологиям работ во всех областях, связанных с быстрыми реакторами;

— создание национальных критериев и стандартов по быстрым реакторам;

— верификация и оценка компьютерных кодов, используемых при проектировании реактора;

— накопление опыта и базы данных по эксплуатации быстрых реакторов;

— проведение экспериментов и исследований на реакторе, которые легли в основу разработки демонстрационного быстрого реактора CFR.

Что дал проект российской стороне

Сотрудничество с КНР по CEFR позволило российским предприятиям в сложный период после аварии на Чернобыльской АЭС:

— получить заказы на разработку технического проекта и разработку РКД оборудования, изготавливаемого для CEFR, применительно к условиям КНР;

— получить заказы на изготовление оборудования на период 1994–2005 гг.;

— разработать современную технологию и оснастку для изготовления оборудования;

— сохранить технологии изготовления оборудования и в плановом порядке перейти к изготовлению оборудования для БН-800 в РФ;

— разработать усовершенствованные конструкции оборудования для РБН;

— сохранить кадровый потенциал специалистов — разработчиков реакторов типа БН;

— наработать опыт монтажа и наладки оборудования натриевой технологии в современных условиях (после пуска БН-600).