两台机组的周年纪念
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#2939月 2025

两台机组的周年纪念

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今年,别洛雅尔斯克(Beloyarsk)核电站的两台快中子反应堆机组迎来了它们的周年纪念。搭载BN-600型反应堆的3号机组于1980年并网发电。搭载BN-800型反应堆的4号机组则于2015年并网。这两台机组不仅成功运行,还为实现闭式核燃料循环和第四代反应堆系统概念做出了贡献。该概念旨在对乏燃料组件进行后处理,用其制造新批次的燃料,最大限度地利用已开采铀的能源潜力,并最大限度地减少废物。

BN-600和BN-800是世界上最大的快中子反应堆。两台机组均使用钠作为冷却剂。在可靠性和安全性方面,它们位居世界前列。

BN-600

BN-600反应堆不仅安全地生产电力,还用于测试新反应堆所需的新材料和核燃料。

例如,一个装有混合氮化物铀钚(MNUP)燃料棒的OS-4辐照组件正在准备进行测试。在该实验组件的辐照过程中,计划达到更高的燃料燃耗水平。

此外,还有三个装有BN-1200型尺寸、带有轴向夹层的MOX燃料棒的KETVS-MAK实验组件等待测试。这些燃料棒的设计特点是在燃料柱中引入了所谓的“增殖材料”片段。这些片段在反应堆中共同形成一个水平夹层,将活性区分割为两部分。这种设计将在保持所需燃料燃耗深度的同时,显著降低燃料棒包壳的辐射损伤。该方案在多个国家已有理论依据,但可能首次在俄罗斯的BN-1200M反应堆中得到实际应用。这是一座功率为1200兆瓦的快堆,将建在别洛雅尔斯克核电站。

目前,搭载BN-600的3号机组正在进行计划性预防性维修和现代化改造。“我们将为BN-600的活性区重新装载107个燃料组件。在被替换的组件中,有三个是MNUP燃料组件。这些组件已在运行中的反应堆里工作了长达一年。后续研究将有助于获取关于这种新型燃料在未来第四代动力机组——BN-1200M和BREST中的性能和状态信息,” 别洛雅尔斯克核电站代理总工程师伊利亚·菲林(Ilya Filin)指出。

除了重新装料,更换4号蒸汽发生器的八个蒸发模块也是一项重要任务。这是根据俄罗斯联邦生态、技术和原子能监督局(Rostekhnadzor)的要求,将3号机组的运行寿命延长至2040年的收尾工作。此外,机组还将对反应堆主循环泵和钠回路的24个阀门装置进行大修。5号涡轮发电机功率输出线路上的机电式继电保护和自动化装置将被更换为基于微处理器的同类设备。维修工作计划于2025年秋季完成。

BN-800

4号机组不仅对俄罗斯,乃至对世界核工业的发展都具有特殊意义:目前,其快中子动力堆是世界上唯一完全使用混合铀钚氧化物(MOX)燃料运行的反应堆。该机组目前与其“同事”BN-600一样,已停机进行计划性预防性维修。在此期间,电站工作人员将为反应堆活性区重新装载181个燃料组件。

此外,机组还将在涡轮发电机定子和转子的冷却系统中安装额外的泵组、管道和阀门。安装后,每个系统将有两个备用泵,从而提高机组运行的安全性。工作人员还将更换中间热交换器、主循环泵的电动机,并对金属进行在役检查。

BN-800也参与了新型燃料的论证工作。去年7月,三组添加了次锕系元素的燃料组件被装入其中。镅-241和镎-237是乏核燃料中包含的寿命最长、放射性毒性最强的同位素之一。这些组件在BN-800活性区内的运行和状态将为工业规模消除次锕系元素提供实验验证。“这是快中子反应堆的一大优势,它有助于减少放射性废物的体积,” 别洛雅尔斯克核电站厂长伊万·西多罗夫(Ivan Sidorov)指出。

BN-1200

别洛雅尔斯克核电站的下一个发展阶段是建设新的第五座动力机组,搭载BN-1200M反应堆。它将成为首个系列化机组 —— 第四代能源系统的一部分。目前正在为BN-1200M研究两种活性区方案,分别使用不同类型的铀钚核燃料:一种是类似于BN-800所使用的氧化物燃料,另一种是计划装载于BREST-OD-300反应堆的氮化物燃料。该反应堆正在托木斯克州谢韦尔斯克市建造。

今年七月,俄罗斯国家原子能公司总经理阿列克谢·利哈乔夫(Alexey Likhachev)启动了该机组的建设筹备工作。“随着5号动力机组工作的启动,别洛雅尔斯克核电站巩固了其在快堆技术发展领域的领导地位。这一方向是我们创建双组分核能先进项目不可或缺的一部分。在快堆领域取得进展,将使我们能够巩固俄罗斯核技术在世界上的领先地位,” 阿列克谢·利哈乔夫当时表示。5号动力机组主厂房基础的第一罐混凝土计划于2027年浇筑。

钠冷快堆机组的运行引起了其他国家核工业人士的极大兴趣。一个最新的例子是:今年七月,一个来自中国的代表团访问了别洛雅尔斯克核电站。客人们参观了4号机组的反应堆厂房、汽轮机房和机组控制室,以及培训中心,并讨论了可能的合作事宜。