Oktyabr oyidagi «Yangi atom energetikasi» konferensiyasida Rosatomning top-menejerlari, olimlari va muhandislari Rossiya reaktor texnologiyalarini rivojlantirishning asosiy yo’nalishlari haqida gapirib berishdi. Ulardan biri – STS-VSERning katta va o’rta reactorlarini takomillashtirishdir. STS-VSER – spektral tartibga solinadigan vodorod-suv energiya reaktori nima ekanligini aytib beramiz.
Qisqacha yaratilish tarixi
1980-yillarda butun dunyo bo’ylab sekinlashtirgich hajmini oshirish hisobiga neytron spektrini yumshatish yordamida reaktivlikni spektral tartibga solish kontseptsiyasi ko’rib chiqildi. Hajmi ikki usulda oshishi mumkin: yoqish jarayonida faol zonadan ajratiladigan silkitkichlardan foydalanish yoki issiqlik tashuvchini og’ir suv bilan eritish. Spektral tartibga solish bo’linadigan izotoplarni ishlab chiqarish orqali yoqilg’ini tejash usullaridan biri sifatida ko’rib chiqilgan.
Keyin bu g’oyani ortga surdik va 2005 yilda yana boshladik. Vladimir Asmolov (hozirda – davlat korporatsiyasi bosh direktorining maslahatchisi) rahbarligida «super-VSER»ni ishlab chiqish ishlari amalga oshirildi. Ulardan biri spektral tartibga solinadigan reaktor edi. U uchun -600 MVt (e) o’rtacha quvvatli reaktor ko’rib chiqilgan. STS-VSERda qayta tiklanish koeffitsiyenti 0, 7 – 0, 8-bo’lishi kutilmoqda. Taqqoslash uchun, odatdagi VSER 0, 35-0, 4-ga teng. Ish turlari o’tkazildi, ularning natijalari tadqiqotlarning keyingi bosqichiga asos bo’ldi. 2019-2020 yillarda VSERni rivojlantirishning ushbu konsepsiyasini ishlab chiqish davom etdi. Bajarilgan ilmiy-tadqiqot va tajriba-konstruktorlik ishlanmalari (ITTKI) natijalari STS-VSER reaktorli AESni raqobatbardosh texnik-iqtisodiy ko’rsatkichlar bilan qurish mumkinligini ko’rsatdi.
STS-VSER loyihasini ishlab chiqish hozirda beshta vazifani hal qilishga qaratilgan. Birinchisi – ochiq yadro yoqilg’i tsiklida tabiiy uran sarfini kamaytirish. Ikkinchisi – reaktorning samarali ishlashini ta’minlash, yadroviy yoqilg’i siklida 0, 7 – 0, 8-qayta ishlab chiqarish koeffitsiyentiga ega bo’lgan to’liq yuklangan uran-plutoniy yoqilg’isi bilan. Uchinchisi – reaktorning 100-40-100% oralig’ida quvvatni sutkalik tartibga solish rejimida ishlashini ta’minlash. To’rtinchidan – energiya bloklarini qurish muddatlari va xarajatlarini tubdan yangi konstruktorlik yechimlari hisobiga kamaytirish. Beshinchidan, radioaktiv chiqindilarni kamaytirish.
STS-VSER texnologiyasi VSER reaktor qurilmalarini ishlatish bo’yicha to’plangan tajribaga tayanadi. Garchi STS-VSER uchun ko’rib chiqilayotgan yechimlar mutlaqo yangi deb aytish mumkin bo’lmasa-da, olimlar, muhandislar va dizaynerlar loyihaning xususiyatlarini yaxshilaydigan takliflarni ko’rib chiqdilar. Yangiliklar majmui uni ichki va tashqi bozor uchun istiqbolli taklif sifatida ko’rib chiqishga imkon beradi.
STS-VSER texnologiyasi Rossiya yadro energetikasini rivojlantirishning 2050 yilgacha bo’lgan strategiyasida va 2021 yilda davlat korporatsiyasi kuzatuv kengashi tomonidan tasdiqlangan 2100 yilgacha bo’lgan istiqbolda mavjud..
Bu qanday ishlaydi
«VSER ning an’anaviy texnologiyasida yoqilg’i reaktivligining boshlang’ich zaxirasini kompensatsiya qilish va reaktorni ishlatish jarayonida reaktivlikni tartibga solish uchun borni tartibga solish tizimi ishlatiladi – birinchi kontur issiqlik manbaida bor kislotasi konsentratsiyasining o’zgarishi» – deydi STS-VSER loyihasini boshqarish bo’yicha loyiha ofisi rahbari Viktor Mohov.
STS-VSERda spektral tartibga solish reaktorning quvvatda ishlash jarayonida faol zonadan IHQE (issiqlik hosil qiluvchi element)ning maxsus kanallarida joylashgan mexanik suvni chiqarib tashlovchilarni ajratib olishda suv-uran nisbatining o’zgarishi hisobiga amalga oshiriladi. Faol zonaga tushirilgan to’xtatuvchilar tufayli, kampaniyaning boshida sekinlashtiruvchining hajmi kamroq bo’ladi, shuning uchun faol zondagi neytronlar spektri qattiqroq bo’ladi. Bu esa toq bo’linadigan izotoplar bo’linish kesimini kamaytiradi va uran-238 izotopi rezonansiya ushlash kesimini oshiradi. Ikkala ta’sir ham faol zonadagi ko’paytirish xususiyatlarining pasayishiga va bo’linadigan 239Pu to’planishiga olib keladi, bu esa bo’linadigan materialni yillik yoqilg’i yuklamasida tejaydi. Spektrni qattiqlashtirishning qo’shimcha ta’siri – uranium-238 izotopiga bo’linishlarning ko’payishi. Ajratish vositalarini ajratib olishda spektr qattiq sohada issiqlikka o’tadi, bu esa reaktsiyaning o’sishiga olib keladi.
Yonish jarayonida reaktivlikni tartibga solish uchun chiqarib tashlovchilardan foydalanish reaktorning quvvatda ishlash jarayonida borni tartibga solishdan voz kechishga imkon beradi. Biroq, VSER turidagi reaktorlarda borni tartibga solishdan to’liq voz kechish qiyin, chunki xavfsizlik talablariga muvofiq reaktorni subkritik holatga o’tkazish va ushlab turish uchun turli fizikaviy tamoyillarga asoslangan ikkita mustaqil tizim kerak.
Yoqilg’ i va asbob-uskunalarning xususiyatlari
Ishlab chiquvchilar STS-VSERni ochiqdan yopiq yadroviy yoqilg’i tsikliga o’tish va ikki komponentli yadroviy energiyada samarali ishlashga qaratilgan VSER texnologiyasining evolyutsiyasi deb hisoblaydilar.
STS-VSER uchun ikki xil TVS konstruksiyalari ko’rib chiqilmoqda. Birinchisi – klassik, lekin reaktivlikni boshqarish uchun «pesh» BHQTning bir qismini ajratishga imkon beradigan boshqarish va himoya qilish tizimining (BHQT) yutib oladigan simlarini joylashtirish uchun kanallarning soni ko’paytirilgan. Ikkinchisi – evolyutsion, tvellar panjaralari va chiqarib tashlovchilarni joylashtirish uchun kanallarning kamaytirilgan bosqichi bilan, bu esa suv-uran nisbatini 1,5 – 2,0 oralig’ida o’zgartirishga imkon beradi.
STS-VSER tvellari va asosiy reaktor uskunalari uchun maksimal darajada referent yechimlardan foydalaniladi. Asbob-uskunalar bo’yicha asosiy texnik yechimlar AES-2006 va VSER -TOI bilan AESning ishlatilgan yechimlariga asoslangan. Reaktorning issiqlik quvvati 1600 MVtni tashkil etadi. Elektr – 650 MVt gacha. Ishlab chiqarish samaradorligi – 38%. Reaktor uchun VSER -1000 uchun mo’ljallangan katta korpusdan foydalanib, kerakli miqdordagi yoqilg’i va chiqindilarni joylashtirish rejalashtirilgan.
STS-VSERda faol zona to’liq uran-plutoniy yoqilg’i bilan to’ldiriladi, bu esa ushbu reaktor qurilmasi bo’lgan stansiyalarga ikki komponentli energetika konsepsiyasiga eng samarali mos kelishiga imkon beradi.
Kol AESida
STS-VSER uchun o’rtacha quvvat tanlandi, shunda Rosatom potensial mijozlarga ishdan chiqqan ko’mirli IESlarni almashtirish, rivojlanmagan tarmoq infratuzilmasi va yopiq energiya uzellari bo’lgan hududlarni energiya bilan ta’minlash bo’yicha raqobatbardosh taklifni taqdim eta oladi.
Kol AES STS-VSER reaktor qurilmasi bilan birinchi energiya blokini joylashtirish uchun tanlangan, chunki tez orada birinchi avlod VSER -440 energiya bloklarini ekspluatatsiyadan chiqarish kerak. Rossiya Federatsiyasida elektr energetikasi obyektlarini joylashtirishning amaldagi Bosh sxemasiga muvofiq, agar loyiha texnik yechimlari asoslangan bo’lsa va loyiha an’anaviy VSER va muqobil ishlab chiqaruvchi manbalar bilan taqqoslaganda raqobatbardosh bo’lsa, STS-VSER bloki 2035 yilgacha qurilishi mumkin. STS-VSER AESni tashqi bozor uchun ham taklif qilish mumkin bo’ladi, chunki rejalashtirilganidek, Kol AESda texnologik yechimlar sinovdan o’tkaziladi va yangi reaktor qurilmasi bilan blokning ishlashi isbotlanadi.
Ishlab chiqish bosqichlari
Reaktorning ilmiy-tadqiqot ishlari yakunlandi, reaktor qurilmasini loyihalash ishlari davom etmoqda. Energiya bloki va umuman AES bo’yicha asosiy texnik yechimlar ishlab chiqilmoqda. Shuningdek, STS-VSER loyihasida qabul qilingan texnik yechimlarni asoslash bo’yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda. 2024 yil oxirigacha ishlab chiqishning tannarxi, istiqbolliligi va hokazolarni baholash imkonini beradigan hujjatlar chiqariladi. Kol AES-2 yangi maydonchasidagi birinchi blokni energiya bilan taʼminlash 2035 yilga rejalashtirilgan.
