Шестой энергоблок Нововоронежской АЭС переведут на 18-месячный топливный цикл

Три года шестой энергоблок Нововоронежской АЭС (первый в России с ВВЭР-1200) отработал в режиме опытно-промышленной эксплуатации с увеличенным топливным циклом. Опыт завершен и признан успешным. Теперь свежее топливо в активную зону реактора станут загружать не ежегодно, а раз в полтора года. Один из главных плюсов — сокращение количества операций с ядерным топливом, а значит, и снижение дозовых нагрузок на персонал.

Здоровый консерватизм

После ввода в эксплуатацию в 2016 году энергоблок № 6 проработал три года в режиме 12-месячного топливного цикла. Перегрузка топлива проводилась ежегодно.

«При 12-месячном цикле топливная кампания рассчитывается на 330—340 суток. С учетом планово-предупредительного ремонта получается год. Специалисты, которые проводят нейтронно-физические расчеты и формируют активную зону, исходят из этой длительности. Соответственно, загружается определенное количество свежего топлива, — поясняет начальник отдела ядерной безопасности и надежности Нововоронежской АЭС Евгений Голубев. — В целом принцип как в автомобиле: чем больше бензина зальешь, тем дальше он проедет».

Идея увеличения срока топливной кампании не нова. С 2008 года «Росэнергоатом» успешно осуществил поэтапное внедрение 18-месячного цикла на серийных энергоблоках ВВЭР-1000 Балаковской, Калининской и Ростовской АЭС. Причем третий и четвертый энергоблоки Ростовской АЭС работают в увеличенном цикле с первых топливных загрузок.

Казалось бы, эксплуатация инновационных энергоблоков с ВВЭР-1200 априори должна начаться с цикла в 18 месяцев. Однако, по словам директора Нововоронежской АЭС Владимира Поварова, такое мнение ошибочно: «Атомная отрасль консервативна. Технические решения подобного уровня должен одобрить регулирующий орган — Ростехнадзор. Должно быть обеспечено соответствие федеральным нормам и правилам. Все это — основа существования атомной отрасли. К тому же шестой блок — первый в истории современной России, построенный с нуля. Поэтому подобный консерватизм вполне оправдан».

Поэтапный переход

Шестой энергоблок Нововоронежской АЭС вводился в эксплуатацию с классической 12-месячной топливной загрузкой. Но разработчики проекта предусмотрели возможность реализовать в дальнейшем более эффективные топливные циклы: 18 и 24 месяца.

Решение о переводе энергоблоков ВВЭР-1200 на 18-месячный топливный цикл — комплексное, требующее серьезного обоснования безопасности. Поэтому, помимо эксплуатирующей организации — «Росэнергоатома», были привлечены поддерживающие организации: ОКБ «Гидропресс», НИЦ «Курчатовский институт», «Атомэнергопроект», Всероссийский Научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций, которые подготовили обоснование безопасности. На Нововоронежской АЭС работу в этом направлении начали еще в 2017 году, подготавливая изменения в эксплуатационную документацию.

В августе 2020 года, после получения разрешения Ростехнадзора, начался этап опытно-промышленной эксплуатации энергоблока № 6 уже в 18-месячном топливном цикле. Специалисты подготовили переходные топливные загрузки. Отработавшее ядерное топливо постепенно заменяли на свежее в количестве, необходимом для увеличенного цикла. Изготовитель топлива — Новосибирский завод химконцентратов.

«Нарастить длительность цикла стало возможно за счет повышения среднего обогащения ядерного топлива и применения большего количества выгорающего поглотителя (оксида гадолиния) в тепловыделяющих сборках. Если в штатную перегрузку при 12-месячном топливном цикле перегружается 42—48 новых ТВС, то сейчас — 72—78, что позволяет продлить кампанию до 520 суток», — говорит Евгений Голубев.

Безопасность на уровне

Три года шестой энергоблок отработал в режиме опытно-промышленной эксплуатации с увеличенным топливным циклом (в течение четвертой и пятой кампаний).

«Основной результат заключается в том, что увеличение топливного цикла не повлияло негативно на работу оборудования, состояние активной зоны реактора и в целом на безопасность. По сути, эксплуатация энергоблока ничем не отличалась от той, что была при топливном цикле в 12 месяцев», — подчеркивает Евгений Голубев.

При переводе энергоблока на новый цикл были задействованы практически все эксплуатационные подразделения: реакторный и турбинный цеха, электрический цех и цех тепловой автоматики и измерений, цех централизованного ремонта. Каждый цех отслеживал надежность оборудования, систем и сооружений при увеличении межремонтного периода. Взаимодействие с Ростехнадзором на всех этапах и участие в экспертизе отчетных материалов поддержки.

«Энергоблок — это единое целое. Нельзя рассматривать отдельно активную зону, турбину или реактор. Только в едином комплексе он будет работать хорошо и надежно», — уверен Евгений Голубев.

По итогам опытно-промышленной эксплуатации энергоблока специалисты станции подготовили отчет о состоянии активной зоны, эксплуатационном контроле металла реакторной установки, системах управления и защиты и произошедших дефектах. Отчет направили в Ростехнадзор. После получения экспертного заключения и изменения условий лицензии энергоблок переведут в промышленную эксплуатацию в режиме 18-месячного топливного цикла.

Выгода в развитии

«При перегрузке ядерного топлива раз в полтора года значительно сократится суммарная длительность ремонтов энергоблока. В результате вырастет коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) и увеличится выработка электроэнергии. Судя по опыту серийных энергоблоков ВВЭР-1000, прирост выработки составляет более 11%», — отмечает Владимир Поваров.

К тому же при 18-месячном топливном цикле нужно реже останавливать энергоблок на перегрузку. Так проще планировать годовую ремонтную кампанию всей атомной станции.

«Мы меньше загнаны в рамки года и можем построить работу так, чтобы ремонты энергоблоков не накладывались друг на друга. Это особенно актуально, когда требуется модернизация или замена серьезного оборудования», — добавляет директор станции.

Значительное преимущество перехода на 18-месячный цикл — сокращение количества операций с ядерным топливом, а значит, и снижение дозовых нагрузок на персонал. Проще и с точки зрения логистики ядерного топлива, которая требует особого контроля.

Аналогичная работа уже проводится на энергоблоке № 7 Нововоронежской АЭС. Начало его перевода на 18-месячный топливный цикл запланировано на 2024 год.

Александр Шутиков
Генеральный директор концерна «Росэнергоатом»

— Реакторы ВВЭР отличаются высокой безопасностью, надежностью и широкими возможностями модернизации. Мы работаем не только над конструкционными изменениями, но и над повышением эффективности топливного цикла, не снижая при этом планки безопасности. Опыт нововоронежских атомщиков, полученный при реализации 18-месячного топливного цикла на энергоблоке с реактором ВВЭР-1200, будет использован на блоках подобного дизайна как в России, так и за рубежом.