Поделиться
Эта новость назревала неотвратимо. Многолетний труд ученых, конструкторов и технологов нашей атомной отрасли дал ожидаемый результат: в России создана и в скором времени будет отправлена заказчику первая партия тепловыделяющих сборок новой конструкции - для использования в реакторах АЭС западного дизайна.
Подтверждение тому - договор, который подписала Топливная компания "ТВЭЛ" госкорпорации "Росатом" со шведской компанией Vattenfall Nuclear Fuel АВ на поставку опытной партии ТВС-К для атомной электростанции "Рингхальс 3". О том, какое значение придается этому соглашению и какие перспективы оно сулит российским производителям в случае успешной реализации, рассказывает вице-президент Топливной компании Василий КОНСТАНТИНОВ:
- Отмечу главное: впервые разработанное научными и конструкторскими организациями "Росатома" ядерное топливо будет лицензировано для реактора PWR западного дизайна. А это большой, перспективный и весьма конкурентный рынок. По всему миру эксплуатируется более 200 реакторов этого типа, и 50 процентов мирового рынка занимает топливо для таких именно реакторных установок. Первый подписанный нами контракт предусматривает квалификацию производства топлива на предприятии-изготовителе (ОАО "Новосибирский завод химконцентратов", входящий в Топливную компанию) и непосредственную поставку четырех или восьми опытных сборок шведскому оператору...
Прерву объяснение Василия Леонардовича, чтобы сделать необходимое в этом месте техническое отступление. Аббревиатура ТВС-К означает, что новые тепловыделяющие сборки имеют в поперечном сечении форму квадрата - в то время, как все ТВС для российских реакторов сконструированы и выпускаются в форме правильного шестиугольника (или - гексагона) в сечении. В таком карандаше-шестиграннике плотно собраны, скреплены, обеспечены средствами управления от нескольких десятков до нескольких сотен твэлов - точное число зависит от назначения тепловыделяющих сборок и конструкции реактора.
Два принципиально отличающихся конструкторских подхода к формированию ТВС много лет развивались параллельно - у нас и на Западе (в США, Франции, других странах, производящих ядерное топливо). И вот теперь российские специалисты задались целью, образно говоря, породнить гексагон с квадратом.
- В чем состояла главная трудность? - вновь берет слово Василий Константинов. - Другое сечение - значит, другие нагрузки, другие процессы, другие технологии, да и сами реакторы другие. Если хотите, это был вызов, на который мы сознательно пошли. Основанием для принятия решения о разработке новой конструкции ТВС послужили два главных факта. Во-первых, разработка ядерного топлива для новых поколений наших реакторов ВВЭР-1000, которые являются условным аналогом реактора PWR-900 западного дизайна. И, конечно, наличие конструкторского и производственного потенциала у российских предприятий и институтов для создания такой продукции.
Иными словами, на основе своего опыта разработки ТВС для корпусных водо-водяных реакторов проработали конструкцию ТВС-К. Если касаться технической стороны, это 17 на 17 рядов твэлов, а длина -12 футов. Дальше - выполнили большой объем НИОКР в обоснование этой сборки и поведения ее во время эксплуатации. Положительные результаты этих тестов позволили начать активное взаимодействие с операторами западных АЭС. На НИОКР, испытания и подготовку промышленного производства, то есть на работы в активной стадии ушло пять-шесть лет. По меркам атомной отрасли, где полагается не семь, а семнадцать раз отмерить, срок почти рекордный...
Все это стало возможным, считает наш собеседник, благодаря многолетнему опыту разработки, изготовления и эксплуатации ядерного топлива в реакторах ВВЭР-1000. В частности, в конструкции ТВС-К использованы уже апробированные и положительно зарекомендовавшие себя конструкторские решения по каркасу и дистанционирующей решетке, которые позволяют повысить эксплуатационную надежность ядерного топлива в реакторах PWR.
В качестве конструкционных материалов для новых сборок применены современные российские сплавы на основе циркония - таким производством давно известен комбинат Топливной компании "Росатома" в городе Глазове Удмуртской Республики. Именно там изготовлены циркониевые оболочки твэлов для ТВС-К.
- Если перечислять, что называется, пофамильно, научные, научно-технологические и производственные коллективы, которые принимали участие в реализации этого проекта, - акцентирует Константинов, - то начать надо с ОАО "ВНИИНМ имени академика Бочвара" - здесь разработали тепловыделяющие элементы для ТВС-К. Вся конструкция новых твэлов - циркониевая оболочка и сами урановые таблетки для них - спроектирована специалистами этого научного центра. В Обнинске, в Физико-энергетическом институте, был разработан физический проект и выполнены теплофизические эксперименты, в Курчатовском институте обосновали прочность новых сборок. А основной разработчик и главный конструктор ТВС-К - нижегородское ОКБМ им. Африкантова. Словом, работала большая и хорошо слаженная кооперация росатомовских предприятий.
Опытное производство ТВС-К, как уже сказано, организовали в Новосибирске, хотя аналогичный завод в Электростали имеет гораздо больший опыт взаимодействия с зарубежными заказчиками, в частности, с французской AREVA. Решение в пользу Новосибирска было принято потому, что там изначально проявили интерес к этой теме и активно ее продвигали. Поэтому в руководстве Топливной компании "Росатома" сочли разумным использовать уже имеющиеся в Новосибирске конструкторские, проектные, технологические наработки и оборудование для целей проекта ТВС-К. Но целевая установка завтрашнего дня, подчеркнул Константинов, развивать компетенции обоих заводов в том, что касается изготовления различных видов топлива.
- Условия коммерческого контракта не предполагают оглашения конкретных сроков поставки пилотной партии в Швецию. Но в пределах до полутора лет это должно произойти, - дал понять наш собеседник. - А почему именно Vattenfall Nuclear Fuel АВ первой получит для лицензирования и последующего использования на АЭС "Рингхальс 3" опытную партию топлива из России? Потому что именно эта шведская компания наиболее активно двигалась с нами в избранном направлении. Мы демонстрировали нашу сборку и свои возможности различным потребителям. Наибольший интерес проявили к этому продукту партнеры в Швеции. Там традиционно работали с несколькими поставщиками топлива. Сегодня таких два - AREVA и Westinhouse. В шведской компании не скрывают желания расширить свои возможности за счет получения топлива с улучшенными характеристиками, ну и, конечно, получить нового поставщика, поскольку это позволяет проводить более интересные коммерческие переговоры.
...Так устроен свободный рынок: где-то мы испытываем серьезное давление со стороны конкурентов, а где-то сами намереваемся их потеснить. Василий Константинов не исключил, что вслед за опытной партией в Швецию могут быть произведены и другие поставки ТВС-К за рубеж - условиями первого контракта такое не запрещается. При этом эксперты, работающие в "Росатоме" и напрямую с ним не связанные, считают, что инновационные и технические параметры нового экспортного продукта высоких технологий из России, как и ожидаемые затраты на его серийное производство (без всяких попыток демпинга), создают неплохие предпосылки для его коммерческого продвижения на мировом рынке.
В 1996 году в России создана эксплуатирующая организация в сфере производства ядерного топлива - корпорация "ТВЭЛ". В ее уставном капитале были консолидированы акции основных предприятий ядерно-топливного цикла. При этом все 100 процентов акций компании закреплены в федеральной собственности. В 2007-м акции ОАО "ТВЭЛ" внесены в уставной капитал ОАО "Атомный энергопромышленный комплекс". А в 2009 году госкорпорация "Росатом" утвердила решение о создании на базе ОАО "ТВЭЛ" Топливной компании.
ТВС (сокр. от "тепловыделяющая сборка") - форма ядерного топлива, состоящая из пучка твэлов, направляющих каналов системы управления и защиты, дистанционирующих решеток, хвостовика и головки (а в ряде случаев - еще и кожуха).
Твэл (сокр. от "тепловыделяющий элемент") - тепловыделяющий элемент, герметичная трубка, в которой размещаются топливные таблетки из диоксида урана.
"ТВС-К" - тепловыделяющая сборка для реакторов западного дизайна, квадратная в сечении.
76 энергетических реакторов в России и в пятнадцати других странах мира, включая Финляндию, Болгарию, Венгрию, Словакию, Чехию, Украину, Армению, Китай (17 процентов мирового рынка), обеспечивают своими возможностями предприятия Топливной компании "ТВЭЛ".