Российские эксперты обсудили опыт управления проектом Росатома «Прорыв».
Еженедельный выпуск №16
- Прорыв в новую энергетику
- Иллюстрации
- На пути к прорыву
- На пути к прорыву
Проект предприятия Росатома получил премию «Технологический прорыв 2021»
Отраслевой проект «Прорыв» нацелен на создание замкнутого ядерного топливного цикла. Специалисты АО «СвердНИИхиммаш» (машиностроительный дивизион Госкорпорации «Росатом») заключили контракт на разработку и изготовление дозирующего устройства для проекта «Прорыв», который реализуется в Северске. «Росатом» открыл в Университете «Сириус» Центр робототехники проектного направления «Прорыв».
«Росатом» открыл в Университете «Сириус» Центр робототехники проектного направления «Прорыв»
«Реализуемый Росатомом в Томской области проект „Прорыв“ позволит создать на основе замкнутого ядерного топливного цикла безопасную ядерную энергетику будущего. Атомный проект "Прорыв", в рамках которого в России создается новая платформа масштабной ядерной энергетики на основе замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ), является гордостью отечественной атомной отрасли, заявил генеральный директор Госкорпорации. Проект Росатома с говорящим названием "Прорыв" – это энергия без опасности и без добычи урана. Одна из важнейших решаемых при реализации проекта «Прорыв» задач состоит в том, чтобы полностью исключить серьёзные аварии на атомных электростанциях. инновационного проекта, предусматривающего создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов.
Читайте также
- Прорыв в новую атомную энергетику
- Прорыв в новую атомную энергетику
- Внимание: осторожно мошенники!
- «Росатом» разработает базовый курс по цифровизации для подготовки инженеров в вузах
Проект виртуально-цифровой АЭС будет использован при реализации проекта «Прорыв»
* * * Проект «Прорыв» направлен на создание новой технологической платформы атомной отрасли с замкнутым ядерным топливным циклом и решение проблем отработанного ядерного топлива и РАО. Госкорпорация «Росатом» реализует на Сибирском химическом комбинате амбициозный проект «Прорыв». Пять проектов организаций Госкорпорации «Росатом» отмечены премией «Технологический прорыв – 2022». Торжественная церемония награждения победителей прошла 8 декабря в Москве, на площадке «Точки кипения — Арбат». В реализации проекта «Прорыв» участвуют более 30 организаций ГК«Росатом». Росатом и Норникель совместно реализуют проект по добыче и переработке лития на Колмозерском месторождении в Мурманской области. 29 декабря 2022 года в Северске на площадке Опытно-демонстрационного энергокомплекса, создающегося на Сибирском химическом комбинате в рамках отраслевого проекта «Прорыв» (АО «СХК», предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ»), состоялось подписание акта.
«Росатом» разработает базовый курс по цифровизации для подготовки инженеров в вузах
АО «Прорыв» (входит в госкорпорацию «Росатом») и группа ИТ-компаний «Неолант» подписали соглашение о сотрудничестве, в рамках которого опорные вузы «Росатома» и другие учебные заведения | «Росатом» разработает базовый курс по цифровизации для подготовки. Росатом» в пользу реакторной установки на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем собраны комментарии ученых самых разных стран. На открытии присутствовали глава Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев и руководитель Образовательного Фонда «Талант и успех» Елена Шмелева. Госкорпорация «Росатом» реализует на Сибирском химическом комбинате амбициозный проект «Прорыв».
"Росатом" надеется ввести реактор "БРЕСТ" в 2028-2029 гг
Программа обучения будущих специалистов по новой атомной энергетике должна опираться на актуальные и передовые знания и технологии, а студенты должны иметь возможность отрабатывать полученные знания и навыки с помощью отечественных ИТ-решений», — сказала Анастасия Сиполс, руководитель направления по цифровизации АО «Прорыв».
Рядом со станцией будет перерабатываться отработавшее ядерное топливо и запускаться вновь», — цитирует главу «Росатома» агентство ТАСС. И делаем это только мы», — заявил Лихачев. Он сообщил также о планах госкорпорации к 2035 году ввести в эксплуатацию в России до 17 новых энергоблоков АЭС.
Вторая часть — поэтапное движение от обоснования, теоретической иллюстрации через НИОКРы к атомной энергетике четвертого поколения с замкнутым ядерным топливным циклом ЗЯТЦ в реальном воплощении на земле.
Сейчас мы называем это ПЭК промышленный энергокомплекс , включающий быстрые и тепловые реакторы, пристанционные заводы производства и рециклирования топлива. Эти части рассматриваются нами и как объекты в России, и как объекты экспорта. Третья часть — технологическая. Она подразумевает создание системы, позволяющей на совершенно новом технологическом уровне строить и эксплуатировать то, что мы создаем новые материалы, цифровизацию, микроэлектронику, аддитивное производство, современное ПО и т. Первый заместитель генерального директора по развитию новых продуктов атомной энергетики Госкорпорации «Росатом», куратор проектного направления «Прорыв» Александр Локшин отметил, что в рамках направления создается российская атомная энергетика четвертого поколения, к которой предъявляются дополнительные по сравнению с существующими ядерно-энергетическими системами требования: неограниченность ресурсной базы, решение проблем радиоактивных отходов и конкурентоспособность в промышленных масштабах.
На сегодняшний день, по его словам, для обеспечения повышения конкурентоспособности принято решение о сооружении энергоблока с натриевым реактором БН-1200М на Белоярской АЭС. Какие-то оптимизационные решения по этому проекту уже приняты, но еще очень многое предстоит сделать. В следующем году должен быть введен в эксплуатацию первый из трех его модулей — по фабрикации и рефабрикации — и должна начаться промышленная наработка смешанного уранплутониевого топлива для второго модуля — энергоблока.
Тогда как задача проекта «Прорыв — создать новую платформу атомной энергетики, которая исключает те негативные явления, которые проявились в течение 70 лет существования традиционной ядерной энергетики.
Кстати сказать, физики-ядерщики еще в 50-х годах прошлого века призывали по-другому осваивать атомную энергетику. Однако представители отрасли выбрали иной путь: путь создания реакторов на тепловых нейтронах, платформа для которых была готова. Однако, как мы убедились, за все приходится платить. Сейчас же есть понимание, что пришло время формировать новую платформу ядерной энергетики, основанную на использовании всей энергии нейтронов.
Мы получаем удивительную возможность существенно расширить, вплоть до бесконечности, в человеческом понимании этого слова, ресурсную базу и решить проблему с отработанным ядерным топливом, сделать ядерную энергетику практически безотходной. Поэтому участники проекта сразу включились в работу для решения поставленной задачи. Только в отличие от наших предшественников, у которых не было готовых структур и заводов, мы искали ключевых специалистов в уже существующей атомной промышленности, среди сотрудников ведомств и организаций. Тогда как энергии реакторов на тепловых нейтронах не хватает для использования плутония в качестве сырья.
При этом во всем мире предпринимаются реальные попытки использовать плутоний для смешивания с урановым топливом. Такая смесь называется МОКС-топливом. Оно применяется как дополнительное топливо для наиболее распространённого типа ядерных реакторов: легководных и реакторов на тепловых нейтронах. Однако зачастую после обработки топливо уже нельзя обратно запустить в топливный цикл легководных реакторов из-за физических соображений.
Требуется либо глубокая переработка и выделение изотопов плутония, которые можно запускать вторично и каждый раз перерабатывать; либо так называемый процесс облагораживания плутония для повторного использования в тепловом реакторе. Проще говоря, отработанное ядерное топливо легководных реакторов облагораживается в быстрых реакторах и затем используется как топливо в тепловых. Тем самым реакторы на быстрых нейтронах позволяют многократно использовать плутоний, который получается в результате облучения, для рефабрикации нового топлива и многократной его рециркуляции в быстрых реакторах. Так, топливо достигает равновесного состава радиоэквивалентности.
Так, естественный баланс в природе не меняется. То есть, мы подгружаем к уже облученному ядерному топливу немного обычного урана-238, формируя свежее топливо для нового цикла. Так, обеспечивается постоянное равновесное эквивалентное использование изотопов, которые были извлечены из земли и которые после в землю захоронили. Например, мы научились вторично использовать медь для создания новых изделий.
Всё остальное — это вторичный оборот. Этот же принцип, как оказалось, применим и к ядерному топливу. Прежде всего, атомная энергетика должна быть безопасной. Расчеты говорят, что вероятность аварии на АЭС с реакторами на тепловых нейтронных равна 10-6, а на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах — 10-9.
Это и есть принцип естественной безопасности. Например, новый реактор БРЕСТ Быстрый Реактор ЕСТественной безопасности благодаря своим характеристикам рассчитан на то, что при аварии пусть и маловероятной последствия не выйдут за территорию станции. То есть эвакуация населения не потребуется. Вторая задача нацелена на обеспечение неограниченной ресурсной базы.
Третья — на реализацию принципов радиоэквивалентности. Четвертый принцип — это принцип нераспространения. Он связан с историческим применением ядерного оружия в военных целях, главным элементом которого был плутоний. Новая платформа атомной энергетики позволяет нам усиливать режим нераспространения с точки зрения технологии.
В данном случае мы не разделяем уран и плутоний.
Цитаты о СНГ
- Материалы для новых установок и трехмерная печать
- В России реализуется масштабный проект «Прорыв» в сфере атомной энергетики
- Росатом начнет строительство III очереди проекта «Прорыв» в 2025–2026 годах, введет после 2029 года
- «Росатом» открыл в Университете «Сириус» Центр робототехники проектного направления «Прорыв»
- Россия совершает прорыв в атомной энергетике
- Search form
Проект «Прорыв»: в России построили уникальный безотходный ядерный реактор замкнутого цикла
Сообщалось, что общий объем инвестиций в проект "Прорыв" по состоянию на сентябрь 2022 года оценивался в 240 млрд рублей. В СХК в конце прошлого года сообщали "Интерфаксу", что модель переработки отработавшего ядерного топлива будет введена в 2030 году.
Универсальные и транспортные роботы, использованные в центре, обладают принципиально новыми качествами. Они могут работать в условиях высокой радиации, устойчивы к агрессивным условиям эксплуатации, обладают возможностью по дезактивации удаления с поверхности радиоактивных продуктов. Все оборудование разработано под концепцию безлюдного производства на основе быстро заменяемых модулей, которые также могут обслуживаться роботами. Еще одно преимущество линии заключается в том, что оборудование смонтировано в вертикальном исполнении, что, в отличие от горизонтального, конвейерного типа, позволяет экономить за счет компактности и снижения капитальных затрат.
Возможности и свойства роботов позволяют применять аналогичные комплексы в медицине, фармацевтике в том числе для производства радиофармпрепаратов , микроэлектронике, химической промышленности и других сферах — везде, где требуются чистота, герметичность, стойкость к агрессивным условиям эксплуатации. Ничего подобного на планете больше нет. Раз мы шагаем в завтрашний день с точки зрения ядерных технологий, то и с точки зрения технологического ландшафта должен быть завтрашний день непосредственно этих предприятий. И линейка формирования топлива нового поколения тоже должна быть завтрашнего дня: по использованию цифровых двойников, композитных и аддитивных технологий и, конечно, по использованию робототехники», — заявил генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев. Решение о создании Учебно-экспериментального центра направления «Прорыв» на базе Университета «Сириус» обусловлено уникальным научным заделом в области математики и интеллектуальных систем.
Исследования будут идти по всем ключевым направлениям создания робототехнических комплексов, как в интересах Росатома, так и в интересах ведущих отраслей отечественной экономики.
Готовить специалистов по своему направлению Виктор Иванов предложил на базе Медицинского радиологического научного центра в Обнинске, где есть современная российская научная школа радиоэкологии. Андрей Федоровский, директор по цифровизации проектного направления «Прорыв», считает, что студентам-атомщикам нужно быть осведомленными о широте инструментария информационных технологий: «Именно отсутствие общих представлений о возможностях цифровых решений, способах их интеграции и эффекте для производства является основным фактором, сдерживающим их внедрение. Разумеется, не нужно учить студентов полноценному использованию всех основных решений, на это не хватит никакой учебной программы. Требуется обеспечить максимально широкий кругозор в этой предметной области, который позволит им самостоятельно выбирать и осваивать решения, исходя из тех прикладных задач, с которыми они столкнутся после выпуска». От практики до жилья Вузы ждут от руководства «Прорыва» четкого заказа и организации полноценной практики. Но есть ложка дегтя. Мы набираем всего 10 человек в год, и далеко не все попадают на практику в «Прорыв», потому что нет заказов».
Первый проректор МИСиСа Сергей Салихов затронул тему поддержки молодых специалистов и напомнил, как несколько лет назад ректоры опорных вузов встречались с руководителями предприятий «Росатома». Один директор сказал: «А я просто даю им служебное жилье». Я надеюсь, что сегодняшняя встреча подтверждает, что наши студенты действительно нужны, а о специфике подготовки мы договоримся». Итоги совещания по кадрам для «Прорыва» подвел первый заместитель гендиректора «Росатома» по развитию новых продуктов атомной энергетики Александр Локшин: «Судя по прогнозам, в ближайшие 10—15 лет кадры в России будут в дефиците и за них развернется настоящая борьба. Нужно в этой борьбе выиграть, поэтому мы должны искать потенциальных сотрудников в буквальном смысле в школе. Как сделать из них уникальных специалистов? Пожалуй, ничего лучше того, чем пользовались наши отцы-основатели, не придумать: студент с первого курса должен быть вовлечен в реальную работу, а преподавать ему должны лидеры направления.
Строительство реактора ведется в рамках проекта "Прорыв", реализуемого с 2011 года на территории СХК. Его цель - создание ядерно-энергетического комплекса, который позволит организовать пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл, что даст возможность не только производить электричество, но и готовить из топлива, выгружаемого из активной зоны реактора, новое.
Журналистам
Впервые в мировой практике на одной площадке будут построены АЭС с реактором на быстрых нейтронах и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл.
Безусловно, у регулирующих органов остаются вопросы, требующие дополнительных исследований, в частности поведение твэлов в свинцовом теплоносителе не в стендовых условиях, а в реакторных. Еще одно направление работ — твэлы с жидкометаллическим подслоем. Результаты облучения ЭТВС в реакторах БОР-60 и БН-600 и послереакторных исследований подтвердили перспективность применения твэлов с жидкометаллическим подслоем на основе сплавов свинца для достижения высоких выгораний. Для МФР впервые в мире были созданы уникальные многофункциональные комплексы: установки карботермического синтеза, изготовления таблеток и участок технологического сопровождения. Компанией «Диаконт» изготовлены и проходят испытания роботы — прототипы для роботизированных комплексов фабрикации смешанного уран-плутониевого топлива с включением дожигаемых минорных актинидов, переработки отработавшего ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами. Разработаны исходные данные для проектирования, прорабатываются компоновочные решения, дорабатываются технические проекты оборудования.
Применена комбинированная технология, состоящая из пирохимических процессов на начальных стадиях переработки и гидрометаллургических процессов на последующих. Подобный подход позволяет сочетать, казалось бы, труднореализуемые подходы в единую технологию — перерабатывать «горячее» ОЯТ с минимизацией выдержки и регулировать чистоту продуктов переработки от продуктов деления, тщательно контролировать состав направляемых на захоронение радиоактивных отходов. Как результат, достигаются высокие экономические и экологические показатели. Технологические решения содержат ряд уникальных разработок. Продемонстрирована технологическая готовность к выделению америция для трансмутации. Разработан процесс малоотходной дезактивации оборудования со сложной геометрией. Разработан технологический процесс изготовления таблеток из порошков, полученных после переработки СНУП-топлива.
Разработана установка остекловывания ВАО. Совершенствуется аналитика технологии переработки ОЯТ: разработана установка автоматического отбора и разбавления водных технологических продуктов. Создаются расчетные методики: впервые разработан проект методики определения показателя пожаровзрывоопасности «Температура самовоспламенения твердых веществ и материалов», которая будет использована для исследования пирофорных свойств радиоактивных сред. В будущем для переработки прорабатывается вариант полностью перейти на пирохимическую технологию.
Материалы для новых установок и трехмерная печать Одна из главных задач программы РТТН - обеспечение технологической независимости и условий для опережающего развития российской атомной отрасли в кооперации с партнерами из других наукоемких сфер. О том, как это реализуется на практике, рассказывает и подкрепляет примерами первый заместитель генерального директора АО "Наука и инновации" управляющая компания научного дивизиона "Росатома" Алексей Дуб. И с этой точки зрения одним из значимых достижений стало получение ступенчатых поковок из новых сталей для перспективных реакторных установок ВВЭР-С водо-водяной энергетический реактор со спектральным регулированием и ВВЭР-СКД водо-водяной энергетический реактор со сверхкритическим давлением.
Спектральное регулирование позволит улучшить эффективность использования ядерного "горючего" в реакторах, что важно с точки зрения реализации в России стратегии двухкомпонентной атомной энергетики, в которой "быстрые" реакторы будут сопряжены с традиционными сейчас реакторами на тепловых нейтронах. По оценкам специалистов, переход на сверхкритические параметры позволит повысить КПД энергоблоков АЭС до 45 процентов, сократить удельные капитальные затраты на их сооружение при обеспечении высокой безопасности. Было обеспечено фактически квазивязкое состояние карбида кремния - иначе говоря, специальные композиционные образцы из него демонстрируют не только прочность, но и упругость. И специалисты Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А. Бочвара ВНИИНМ, предприятие топливной компании "Росатома" ТВЭЛ расчетным методом показали, что изделия из карбида кремния будут удовлетворять необходимым требованиям к изготовлению оболочек для так называемого толерантного топлива. Добавим: применение толерантного ядерного топлива accident tolerant fuel должно существенно повысить безопасность и эффективность эксплуатации атомных станций. Сейчас во многих странах, где развивают атомную энергетику, ведутся работы по созданию такого топлива, которое было бы устойчиво к авариям с потерей теплоносителя.
То есть на те гипотетические случаи, когда прекращается подача охлаждающей воды в активную зону реактора и происходит перегрев ядерного топлива. Сейчас оболочки тепловыделяющих элементов твелов делают главным образом из циркония, а с этим связана опасность возникновения при перегреве так называемой пароциркониевой реакции. Она, в свою очередь, сопровождается выделением водорода, что гипотетически, при уникальном стечение обстоятельств, может привести к взрыву, разрушению конструкций атомного энергоблока и выходу радиоактивных веществ в окружающую среду. Переход на сверхкритические параметры позволит повысить КПД энергоблоков АЭС до 45 процентов Одно из возможных решений этой проблемы основано на замещении циркония материалами, у которых реакция с паром идет с меньшим энерговыделением и нарабатывается меньше водорода. В число таких материалов входит и карбид кремния карборунд. Еще одной важной задачей в рамках РТТН наш собеседник называет развитие технологий трехмерной печати аддитивных технологий. Для потребностей авиапромышленности создается крупная установка, на которой можно делать из титановой проволоки ячеистые панели с габаритами более 2 метров.
Эксперименты на малом токамаке Т-11М в Троицке прокладывают путь к созданию в России демонстрационного термоядерного реактора.
Алексей Боровков выразил готовность Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого принять участие в совместной работе, подчеркнув, что на протяжении более чем 20 лет СПбПУ эффективно взаимодействует с АО «ЦКБМ» — единственным в стране разработчиком и изготовителем главных циркуляционных насосов для всех типов российских реакторов. Удачи и успехов! После напутственных слов состоялась торжественная церемония подписания Акта приемки-передачи, участниками которой стали генеральный директор АО «Сибирский химический комбинат» Сергей Котов и директор обособленного подразделения «Прорыв», АО «Концерн Титан-2» генеральный подрядчик строительно-монтажных работ Иоанн Аверьянов.
Российские атомщики создали уникальную технологию испытаний для атомной энергетики будущего — у проекта «Прорыв» забилось «сердце»! На сегодняшний день все технологическое оборудование готово к работе. Это плавильные печи, емкости для хранения свинца, магнитодинамический насос, трубопроводы для транспортировки теплоносителя и, наконец, испытательная колонка, где установят опытный образец главного циркуляционного насосного агрегата. На стенде для испытания агрегата планируется создать рабочую среду, близкую к реальной.
Поддерживать необходимую температуру теплоносителя позволит сеть электронагревательных элементов, которая окутывает все технологическое оборудование. Результаты испытания опытного образца будут учтены при производстве четырех установочных насосных агрегатов. ОДЭК представляет собой кластер перспективных ядерных технологий и включает три уникальных взаимосвязанных объекта: модуль по производству уран-плутониевого ядерного топлива, энергоблок БРЕСТ-ОД-300, а также модуль по переработке облученного топлива. Таким образом, впервые в мировой практике на одной площадке будут построены АЭС с быстрым реактором и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл.
«Росатом» разработает базовый курс по цифровизации для подготовки инженеров в вузах
Для проекта «Прорыв» Топливная компания Росатома ТВЭЛ разработала принципиально новый вид ядерного топлива — СНУП-топливо, смешанное нитридное уран-плутониевое топливо для энергоблока с «быстрым» реактором БРЕСТ. Российский проект «Прорыв» — один из главных мировых проектов в ядерной энергетике. «Прорыв» предусматривает создание ядерных энергетических технологий нового поколения на базе замкнутого топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. «Реализуемый Росатомом в Томской области проект „Прорыв“ позволит создать на основе замкнутого ядерного топливного цикла безопасную ядерную энергетику будущего.