На ЭХЗ началось строительство второй установки по переработке урановых хвостов

Первая установка по переработке обедненного гексафторида урана работает на Электрохимическом заводе с 2009 года. Она позволяет повторно вовлекать отвальный уран в ядерный топливный цикл. С запуском новой установки в 2023 году российские мощности по переработке ОГФУ удвоятся — с 10 до 20 тыс. т в год. Проект является частью масштабной стратегической отраслевой программы, цель которой — ликвидировать накопленные в стране запасы ОГФУ.

Контракт на поставку и монтаж оборудования для установки по переработке обедненного гексафторида урана W2-ЭХЗ завод в Зеленогорске и французская компания Orano Projects подписали в конце 2019 года. «Перед началом активной фазы строительства на заводе провели большую подготовительную работу: выполнили инженерные изыскания, разработали проектную и рабочую документацию, — говорит заместитель гендиректора по техническому развитию ЭХЗ Владимир Пучков. — Проект прошел ряд экспертиз и получил положительные заключения различных инстанций, в том числе Главгосэкспертизы России».

Проще и дешевле

Строительство установки — часть программы «Росатома» по безопасному обращению с обедненным гексафторидом урана. Цель этой программы — сначала замедлить скорость образования урановых хвостов, а со временем и вовсе ликвидировать запасы ОГФУ, накопленные на российских предприятиях по обогащению урана. К тому же это выгодный бизнес: плавиковая кислота и безводный фтористый водород, получаемые в результате обесфторивания гексафторида урана, пользуются большим спросом в атомной отрасли, а также у отечественных и зарубежных предприятий химической промышленности.

Сейчас на площадке будущего производства снуют строители, шумит техника. Скоро зальют фундамент. Установка по обесфториванию обедненного гексафторида урана W2-ЭХЗ разместится по соседству с первой, W-ЭХЗ, — в здании, где когда-то располагались диффузионные машины, предшественницы газовых центрифуг. Когда предприятие перешло с диффузионного способа обогащения урана на центробежный, старое оборудование демонтировали, и здание долгое время пустовало. Вернуть его к жизни решили 13 лет назад. Посчитали, что пустующие цеха идеально подойдут для первой в России установки по обесфториванию ОГФУ.

«Строить новое здание с нуля было дорого, — объясняет начальник отдела управления проектами ЭХЗ Рустам Кулиев. — Поместить установку в здание с инфраструктурой, оставшейся от разделительного производства, оказалось верным шагом с позиции не только экономии, но и стратегии. Родились прорывные решения: мы начали подавать гексафторид урана на установку обесфторивания прямо с технологических каскадов разделительного завода. Бестарная подача позволила исключить конденсацию обедненного гексафторида и его испарение. Это эксклюзивная практика, нигде в мире такого нет. Она упрощает и удешевляет процесс. Во Франции, Англии, Америке, где работают подобные установки, разделительное производство и производство обесфторивания удалены друг от друга, а у нас они соединены коридором и коммуникациями».

СПРАВКА

ОГФУ — соединение урана и фтора, образующееся в результате обогащения урана в каскадах газовых центрифуг при производстве ядерного топлива. В процессе обесфторивания гексафторида урана образуется плавиковая кислота и безводный фтористый водород. Плавиковую кислоту применяют в горнодобывающей, нефтехимической, химической промышленности, металлургии и микроэлектронике. Безводный фтористый водород на предприятиях ТВЭЛ используют для получения сырьевого гексафторида урана с природным изотопным составом, который применяют для обработки литых изделий из металла и для изготовления фреонов. Обедненный уран обладает высокой плотностью и тугоплавкостью, помимо ядерного топливного цикла может применяться в производстве экранов медицинской аппаратуры для защиты от рентгеновского и гамма-излучения, при изготовлении противовесов и гироскопов в авиа- и судостроении, а также в качестве катализатора для некоторых химических реакций.

Французско-российский симбиоз

W2-ЭХЗ, как и первая установка, переводит гексафторид урана в химически безопасное состояние — закись-окись урана в виде порошка. Радиоактивность порошка на порядок ниже, чем у природной урановой руды. Его можно долго хранить в контейнерах на открытых площадках или же перевозить, не боясь, что он нанесет вред окружающей среде. Вторая установка от первой мало чем отличается. Основные комплектующие материалы и технические решения остались прежними.

«Мы с французскими коллегами в этом проекте особо не экспериментируем, — продолжает Рустам Кулиев. — Один из принципов безопасности таких производств — придерживаться проверенных решений. Применимо ко второй установке концепция такая же, что и в первом случае. Ядро технологии — французское оборудование, а вся инженерная обвязка и инфраструктура — российские. Есть технические решения, которые перекочевали из первого проекта во второй. Например, узел испарения, который будет единым для двух установок обесфторивания. Технология, используемая на российской части установки W2-ЭХЗ, проверенная и по степени автоматизации не уступает французской. Понятно, что за 10 лет технологии эволюционировали и в России, и во Франции. В контракте прописано, что партнеры поставляют нам оборудование из самой свежей линейки на момент заключения сделки. Также мы дали партнерам наши технические требования, чтобы их учли при изготовлении оборудования».

«С пуском W-ЭХЗ мы практически остановили накопление ОГФУ на предприятии, а с пуском W2-ЭХЗ сможем постепенно переработать все имеющиеся у нас запасы. При этом получаем плавиковую кислоту и безводный фтористый водород, а также ценное сырье, которое будет использовано как ядерное топливо при переходе атомной энергетики на реакторы на быстрых нейтронах», — говорит гендиректор ЭХЗ Сергей Филимонов.

Сырье для энергии будущего

Накопленные на предприятиях отрасли запасы ОГФУ станут сырьем для атомной энергетики будущего. Например, оксид обедненного урана, получаемый путем обесфторивания ОГФУ, используют для производства МОКС-топлива, которое уже загружено в реактор БН-800 на Белоярской АЭС, и СНУП-топлива, на котором будет работать реактор ­Сибирского химического комбината БРЕСТ-ОД-300.

«Современные технологии рециклинга уже позволяют вернуть ОГФУ в топливный цикл и в перспективе решить вопрос ресурсной базы атомной энергетики на столетия вперед, — поясняет старший вице-президент по производству ТВЭЛ Михаил Зарубин. — Это актуально в первую очередь для России, где реализуется стратегия двухкомпонентной атомной энергетики с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах. Наши центрифуги повторно обогащают обедненный уран, установка W-ЭХЗ обесфторивает уже дважды обедненный уран, а новейшие мощности по фабрикации топлива используют полученный оксид урана для производства МОКС-ТВС. Энергетики Белоярской АЭС загружают топливо в реактор — Свердловская область получает электроэнергию».

Уже осенью 2021 года в Зеленогорск из Франции доставят первую партию основного оборудования для установки W2-ЭХЗ. Генеральным подрядчиком по выполнению строительных, монтажных и пусконаладочных работ стал «ТВЭЛ-Строй». Проводить испытания и отлаживать работу технологического оборудования предстоит специалистам ЭХЗ и Orano Projects.

«Это очень большой и важный проект, — говорит Рустам Кулиев. — В нем задействованы специалисты всех подразделений ЭХЗ и лучшие кадры компании наших французских партнеров. Некоторые из нас участвовали еще в строительстве первой установки. Сегодня задача столь же сложная, как и тогда: мы первыми в России делали W-ЭХЗ и сейчас вторую версию первыми ставим, проторяем дорожку для других атомных предприятий, вовлеченных в проект. Это событие масштаба, о котором принято говорить «буду внукам рассказывать». Срок эксплуатации новой установки — 50 лет, она должна быть сделана безукоризненно».

Инженеры Orano Projects приедут в Зеленогорск в 2022 году. По словам Рустама Кулиева, их командировка продлится около полутора лет. Работать будут одной большой международной командой. «Язык, на котором говорят инженеры, международный, в нем почти нет слов — одни технологические схемы, чертежи и символы, — продолжает Рустам Кулиев. — Бывали случаи, на прошлом проекте мы даже без переводчика работали. Но учитывая, что находились вместе чуть ли не 24 часа в сутки, общение вышло за пределы работы: вместе ездили на рыбалку, устраивали пикники, спортивные соревнования. Многие ребята до поездки в Зеленогорск говорили только на своем родном языке, даже английского не знали, а я всю жизнь учил немецкий. Так что нам поневоле пришлось составлять русско-французский разговорник. В итоге некоторые наши гости так овладели русским, что могли говорить на отвлеченные темы. Некоторые в командировке женились. Мы дружим в соцсетях и списываемся по праздникам».

За годы работы на установке W-ЭХЗ переработали больше 100 тыс. т ОГФУ. У предприятия есть постоянные клиенты как в ТВЭЛ, так и среди других отечественных и зарубежных компаний. На заводе уверены, что вся продукция, которую выпустят в ближайшие годы, будет востребована на рынке.

СКОЛЬКО ЕЩЕ ПОСТРОЯТ УСТАНОВОК ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ОГФУ

Отраслевая программа безопасного обращения с ОГФУ предусматривает до 2028 года ввод двух установок, аналогичных W-ЭХЗ, на УЭХК в Новоуральске. Их общая мощность составит 20 тыс. т ОГФУ в год. Запланирован ввод еще одной установки в Северске на СХК, ее предполагаемая мощность — 12 тыс. т в год. К 2057 году запасы ОГФУ на всех российских предприятиях по обогащению урана должны быть полностью переработаны.