Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
В публикациях фирмы указывается, что удельное потребление электроэнергии устанавливаемых центрифуг составляет около 100 кВт-ч/ЕРР, т. е. в ~25 раз меньше, чем на диффузионном заводе фирмы «Евродиф».
Таким образом, капиталистические страны Западной Европы будут располагать двумя конкурирующими промышленно развитыми методами получения слабообогащенного урана для ядерной энергетики: газодиффузионным и цент-
рифужным, что позволит им отказаться от услуг «обогатительного сервиса» США.
Центрифуги Японии. Разработка центрифужного метода ведется в Японии с конца 60-х годов. Разработано несколько моделей центрифуг н построено два опытных каскада. На сооруженном в 1975 г. каскаде С-2 установлено 247 центрифуг, на которых получен уран, обогащенный до 1,5% 235U. Создается опытно-промышлеиная установка с 10 000 центрифуг. Центрифуги имеют следующие параметры: в=450 м/с; Z=60 см; 2л2=15 см; рабочая температура 4O0C; давление газа у стенки ротора 200 мм рт. ст. (~27 кПа); а= 1,135; разделительная мощность —4 ЕРР/год. Стоимость опытно-промышлениой установки 160 мли. дол., т. е. 4000 дол/(EPP • год).
В Японии разработана также вторая модель центрифуги RT-2 (длниа ротора ~1700 мм, диаметр ~350 мм), имеющая в 3—4 раза большую разделительную мощность, чем RT-1. Эта модель центрифуги выбрана для промышленного центрифужного завода мощностью 1,5 млн. ЕРР/год, сооружение которого начато в Рокасё в 1986 г.
Цеитрнфужиый завод в США. Разработки центрифуг в США велись свыше 15 лет. В результате создано несколько проверенных моделей. Для промышленного применения предпочтение отдано надкритическим центрифугам с большой длиной ротора (до 10 м), позволяющей при скоростях вращения до 550 м/с получить разделительную мощность до 600 ЕРР/год, т. е. в 100 раз большую, чем на центрифугах фирмы «Юреико — Сентек». Для первого промышленного завода разработан ряд моделей: SET-1, SET-2, SET-3, SET-4 и SET-5, различающихся нарастающей производительностью и, видимо, лучшими технико-экономическими параметрами. По оценкам, стоимость 1 EPP на заводах с центрифугами SET-2 сопоставима со стоимостью 1 EPP на газодиффузиониых заводах, а с центрифугами SET-3 стоимость 1 EPP будет значительно меньше (табл. 8.7). Сообщается, что расход электроэнергии иа 1 EPP при центрифужном методе равен 3—4% расхода тгри газодиффузиоииом, т. е. 75—100 кВт-ч. Модель SET-5 обеспечивает весьма малое потребление электроэнергии (~48 кВт-ч/ЕРР). Обращает на себя внимание малый ресурс плановой межремонтной работы американских центрифуг (3—5 лет), что свидетельствует или о недостаточной отработанности конструкции и технологии, или о свойствах применяемых материалов.
Несмотря иа принятое в 1977 г. решение о строительстве в Портсмуте большого промышленного центрифужного завода мощностью 8,8 млн. ЕРР/год, Министерство энергетики США сообщило, что до 1989 г. будет сооружена только
Таблица 8.7. Сравнение стоимости 1 EPP для газоднффузноииого н центрифужного (с SET-3) заводов, дол. по курсу' 1978 г. (по даииым DOE США)
Тиц затрат
Диффузионный завод
Центрифужный завод
Капитальные затраты Затраты на электроэнергию Другие эксплуатационные затраты
46,70 75,20 2,40
66,20 2,90 16,80
Всего
124,30
85,90
первая очередь, а дальнейшее расширение завода будет осуществлятьси путем ежегодного ввода модулей по 1,1 млн. ЕРР/год. В июне 1985 г. было принято новое решение: прекратить все работы и финансирование по центрифугам, а развивать лазерную технологию иа атомарном паре (AVLIS).
8.8, ОСОБЕННОСТИ ЦЕНТРИФУЖНОГО МЕТОДА, ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗЫ
Специфика конструкций докритических противоточных центрифуг такова, что их разделительная мощность весьма невелика и согласно данным табл. 8.6 составляет 3—8 ЕРР/год. При разделительной мощности единичной центрифуги 4 ЕРР/год для двух центрифужных заводов годовой производительностью 2 млн. EPP каждый, намеченных к сооружению в странах «Тройки», потребовался бы 1 млн. центрифуг. Уменьшить число центрифуг можно, применив наиболее производительные машины. Путь к этому — не только сверхвысокие окружные скорости вращения, но и роторы большой длины, что наиболее компактно решается в конструкциях надкритических центрифуг.
Разделительная мощность самой крупной ступени американского газодиффузионного завода в Падьюке составляет -^5540 ЕРР/год, а французского завода фирма «Евродиф» — 10 800 ЕРР/год. Таким образом, одной наиболее крупной американской или французской диффузионной машине (ступени) эквивалентны 1400—2700 параллельно включенных центрифуг завода в Алмело (—і ЕРР/год) или 400—800 центрифуг RT-2 (—14 ЕРР/год) (Япония).
Для обеспечения большой разделительной работы необходимо иметь на центрифужных заводах огромное количество параллельно сблокированных центрифуг при относительно малом (в несколько десятков раз меньше по сравнению с диффузионным заводом) количестве разделительных ступеней, соединенных последовательно. Этим объясняется возможность построения из центрифуг каскадов, близких к идеальным, т. е. с КПД=0,99-^1,0. Очень важно, что разделительную мощность центрифужных заводов можно непрерывно наращивать — она увеличивается пропорционально числу установленных центрифуг и вводимых в эксплуатацию комплектных модулей определенной производительности, например по 200 тыс. ЕРР/год, по 1,1 млн. ЕРР/год. Это создает большую гибкость в сооружении каскадов различной мощности для обогащения определенного количества урана.
