Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
го листа с равномерной тол-
ников и т. п. для TBC
щиной. Выдавленные дистан-
Изготовление и сборка
745
500
ционирующие платики. Ис-
твэлов и TBC
пользование стандартной тех-
нологии выплавки сталей,
упрощенные головка TBC и со-
единения нижнего переходника
с чехлом
Накладные расходы
164
150
Технологические мате-
277
250
риалы и другие расходы
Итого
2158
1357
* Исходная стоимость изготовления твэлов и TBC взята по фактическим данным опытно-промышленной технологии производства для крупномасштабного реактора FFTF.
** Перспективная стоимость оценена для крупномасштабного прототнпного реактора при изготовлении TBC на автоматизированной дистанционно управляемой установке с учетом конструктивных и технологических усовершенствований, способствующих снижению стоимости и разработанных фирмой «Вестингауз электрик». Стоимость изготовления 1357 дол/кг считается реальной и достижимой задачей.
ции) являлся самым крупным в мире ядерным реактором этого типа. Шестигранные пакеты TBC реактора БН-600 устанавливаются с зазором 2—2,5 мм. Их установка в гнезде раздаточного опорного коллектора активной зоны осуществляется с помощью хвостовиков, имеющих несколько калиброванных отверстий и прорезей для входа натрия и уплотнения в виде кольцевых выступов.
Серьезными препятствиями, осложняющими достижение необходимой глубины выгорания (не менее 10 %), являются высокотемпературное радиационное распухание и деформация кожухов шестигранных ТВС, выполненных из нержавеющих сталей или нимоника*, при флюенсе быстрых нейтронов выше 5 •1O22 нейтр./см2. Ведутся поиски наиболее устойчивых против распухания сталей и сплавов.
Геометрия твэлов и условия их работы оказывают существенное влияние на достижение высоких значений средней глубины выгорания и тем самым на экономику топливного цикла. Достижение средней глубины выгорания в РБН выше 10 % экономиче-
* Нимоник РЕ-16; состав (%): 0,5—0,1 С, 42—45 Ni; 15—18 Cr; 2,5—4 Mo, 2,3—2,6 (ТЇ-4-А1). В сравнимых условиях нимоник меньше подвергается распуханию, чем многие аустенитные нержавеющие стали.
ски выгодно и может лимитироваться только техническими возможностями обеспечения необходимой работоспособности твэлов и ТВС.
Производство смешанного уран-плутониевого топлива существенно отличается от производства уранового топлива. Здесь имеют место и повышенная опасность достижения критичности и возникновения самопроизвольной цепной реакции, сопровождаемой нейтронным излучением, и очень высокая радиационная токсичность плутония при попадании его аэрозолей в организм, и большая радиоактивность исходных топливных материалов. При производстве смешанного топлива предъявляются более высокие требования к определению химического и нуклидного состава, к точному учету делящихся продуктов на всех операциях и переделах в технологической цепочке, к максимальному сокращению всех потерь. К этому надо добавить высокую стоимость плутония (превосходящую стоимость золота).
В настоящее время еще ие созданы крупные предприятия по производству смешанного U—Pu-топлива, а действуют (во Франции и Великобритании) или проектируются лишь опытные заводы сравнительно небольшой производительности.
В США на основе опыта производства смешанного топлива для реактора FTFF фирмой «Вестингауз электрик» сделана сравнительная оценка стоимости изготовления этого топлива для крупномасштабного (по мощности) реактора на быстрых нейтронах (табл. 9.8).
ГЛАВА 10
ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
10.1. ЗАВЕРШАЮЩАЯ СТАДИЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА
Завершающая стадия топливного цикла ядерной энергетики включает в себя:
выгрузку из реакторов выгоревшего (отработавшего) топлива;
длительную выдержку на АЭС в специальных охлаждающих бассейнах реакторного зала отработавших ТВС;
транспортирование после выдержки в бассейнах АЭС отработавших TBC на перерабатывающий радиохимический завод (РХЗ); размещение TBC в бассейнах склада-хранилища;
химическую переработку (регенерацию) отработавшего топлива РХЗ;
превращение извлеченных при химической переработке твэлов урана и плутония в форму, пригодную для изготовления топлива и возврата в топливный цикл (например, конверсия регенерированного урана в гексафторид для последующего дообо-гащения, получение чистого диоксида плутония или иного его соединения);
концентрирование (выпариванием и другими методами) и про-
межуточное хранение* высоко-, средне- и низкоактивных отходов, полученных при переработке отработавшего топлива;
окончательное удаление (захоронение) высокоактивных отходов, а также отходов средней и низкой активности **;
выгрузку активной зоны при прекращении дальнейшей эксплуатации реактора АЭС и после длительной выдержки в бассейнах АЭС транспортирование отработавшего топлива в хранилище при РХЗ для последующей переработки.
Наиболее сложными операциями завершающей стадии ЯТЦ являются следующие: химическая переработка отработавшего топлива, глубокое извлечение и очистка регенерированного урана и плутония от радиоактивных продуктов деления и продуктов их распада, различного рода примесей; наиболее полное извлечение и концентрирование радиоактивных веществ, их обезвреживание, временное или постоянное хранение, и окончательное безопасное захоронение.
