Определение параметров 18-месячного топливного цикла с целью минимизации топливных затрат на базе эксплуатируемых конструкций ТВС в реакторах ВВЭР-1200

20.09.2018 2018 - №03 Топливный цикл и радиоактивные отходы

Т.М. Хашламун С.Б. Выговский С.Т. Лескин А.С. Думан

https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.10

Представлены результаты исследований, которые были направлены на определение оптимальных параметров удлиненной топливной кампании с целью снижения совокупных эксплуатационных затрат АЭС при переходе с 12-месячной кампании реактора на 18-месячную. Актуальность проведенных исследований связана с тем, что в течение последних лет происходит переход на всех действующих АЭС с ВВЭР-1000 (1200) на удлиненный 18-месячный топливный цикл и проводятся работы по подготовке к дальнейшему удлинению цикла до 24-х месяцев. При этом представляет интерес решение задачи сохранения длительности кампании при снижении числа загружаемых тепловыделяющих сборок (ТВС) со свежим топливом, что позволит снизить совокупные эксплуатационные и топливные затраты. Поиск решения поставленной задачи связан с обязательным выполнением всех требований по безопасной эксплуатации реактора и снижением максимального значения флюенса быстрых нейтронов на корпус реактора по сравнению с его величиной на действующих АЭС.

С помощью программного комплекса ПРОСТОР исследованы нейтронно-физические характеристики активной зоны на номинальных параметрах реактора ВВЭР-1200 при реализации различных стратегий топливного цикла. Для 18-месячного топливного цикла с различным числом загружаемых ТВС рассмотрены различные схемы перегрузок топлива. Проведен сравнительный анализ основных параметров активной зоны для рассмотренных вариантов схем перегрузок 18-месячного цикла и параметров 12-месячного топливного цикла. Определено минимальное количество ТВС, которое обеспечивает необходимую длительность топливной кампании для полуторагодичного топливного цикла при использовании удлинения кампании за счет снижения мощности в конце кампании до 70% от номинальной. ТВС расставлялись таким образом, чтобы обеспечить полевые ограничения локальной мощности по объему активной зоны и снизить флюенс быстрых нейтронов на корпус реактора по сравнению с проектным значением флюенса. Выявлено, что 18-месячный топливный цикл для реактора ВВЭР-1200 оказался экономичнее 12-месячного топливного цикла .

Ссылки

1. Выговский С.Б., Рябов Н.О., Семенов А.А., Чернов Е.В., Богачек Л.Н. Физические и конструкционные особенности ядерных энергетических установок с ВВЭР. – М.: НИЯУ МИФИ, 2013. – 304 с.
2. Лескин С.Т., Шелегов А.С., Слободчук В.И. Физические особенности и конструкция реактора ВВЭР-1000. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 116 с.
3. Малыгин В.Б. Топливный цикл энергетических реакторов и проблемы увеличения ресурса тепловыделяющих элементов. –М.: МИФИ, 2001. 84 с.
4. Яновский С.Э., Еременко М.Л., Овдиенко Ю.Н. Разработка подходов к анализу чувствительности модели расчета флюенса нейтронов на корпуса реакторов ВВЭР на базе комплекса кодов DOORS. // Ядерная и радиационная безопасность. – 2011. – № 3 (51). – C. 38-43.
5. Выговский С.Б., Рябов Н.О., Чернов Е.В. Безопасность и задачи инженерной поддержки эксплуатации ядерных энергетических установок с ВВЭР. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 376 с.
6. Учет флюенса быстрых нейтронов на корпусах и образцах-свидетелях ВВЭР для последующего прогнозирования радиационного ресурса корпусов (РБ-007-99), утверждены от 21.04.1999. // Вестник Госатомнадзора России. – 1999. – № 1 (5). – С. 2-14.
7. Методика нейтронного контроля на внешней поверхности корпусов водо-водяных энергетических реакторов АЭС (РБ-018-01), утверждены 17.12.2001. // Вестник Госатомнадзора России. – 2001. – № 6 (19). – С. 32-47.
8. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. – М.: Энергоиздат, 1990. – 352 с.
9. Молчанов В.Л. Ядерное топливо для АЭС с ВВЭР: современное состояние и перспективы. VI Международная конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 26 – 29 мая 2009. ОАО «ОКБ «Гидропресс», г. Подольск.
10. Хашламун Т.М., Выговский С.Б. Исследование возможности повышения экономичности использования топлива на АЭС c ВВЭР-1000 для 18-месячного топливного цикла. // Ядерная физика и инжиниринг. – М.: НИЯУ МИФИ, 2018.
11. Харитонов В.В. Энергетика. Технико-экономические основы. – М.: НИЯУ МИФИ, 2007. – 256 с.
12. Томас С. Ядерная энергия: миф и реальность. // Экономика ядерной энергетики. – 2005. – № 5. – С. 47.
13. ОЭСР. Экономика ядерного топливного цикла. Агентство по ядерной энергии. – М.: Энергоиздат, 1999. – 141 с.
14. Семченков Ю., Павловичев А., Чибиняев А. Близость к сценарию. Перспективы эволюционного развития топлива ВВЭР. // Атомная энергетика России. – 2011. – № 10. – С. 25-29.
15. Батурин Д.М, Выговский. С.Б. Учет спектральной истории выгорания при подготовке нейтронно-физических констант ТВС ВВЭР-1000 // Атомная энергия. – 2001. – Т. 90. – Вып. 4. – C. 256-260.
16. Мастепанов А.М. Топливно-энергетический комплекс России на рубеже веков: состояние проблемы и перспективы развития. Том 1. – М.: Энергоатомиздат, 2009г. – 477с.
17. Жимерин Д. Г. Проблемы развития энергетики. – М.: Энергия, 1978. – 288 с.
18. Будникова О.А., Выговский С.Б., Зимин В.Г., Кориковский К.П., Краюшкин Ю.А., Мищерин С.А., Осадчий М.А., Семенов А.А., Страшных В.П., Чернов Е.В., Чернаков В.А. Программный комплекс ПРОСТОР (версия 1). Приложение к аттестационному паспорту № 182 от 28.10.2004.
19. Анохин А.Ю., Цибульский В.Ф., Давиденко В.Д. Программный комплекс UNK для детального расчета спектра нейтронов в ядерных реакторах. – Отчет ИЯР/РНЦ «КИ». Инв.№35-410-4/81 от 18.05.2001. Москва.
20. Rhoades W.A., Childs R.L. The DORT Two-Dimensional Discrete Ordinate Transport Code. // Nucl.Sci.&Eng. – 1988. Vol. 99. – No. 1. – PP. 88-89.

ПРОСТОР флюенс ВВЭР-1200 схема перегрузки топлива 12- и 18-месячный топливный цикл эффективные сутки календарные сутки обогащение топлива глубина выгорания эксплуатационные затраты корпус реактора

Ссылка для цитирования статьи: Хашламун Т.М., Выговский С.Б., Лескин С.Т., Думан А.С. Определение параметров 18-месячного топливного цикла с целью минимизации топливных затрат на базе эксплуатируемых конструкций ТВС в реакторах ВВЭР-1200. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 3. – С. 113-124. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.10 .