МЭИ-11. Ядерный топливный цикл.
Лекция 2.
Хранение ОЯТ. Методы переработки ОЯТ. Перспективные виды ядерного топлива.
Обращение с РАО. Природный ядерный реактор.
Хранение ОЯТ.
Отработавшее топливо безопасно хранится в течение десятилетий на площадках реакторов и во временных хранилищах вне территории АЭС. Последнее временное хранилище было открыто в Цвилаге в Швейцарии, и первая партия поступила туда в июле 2001 года. При некотором небольшом расширении вместимости хранилища на площадках и установки для временного хранения могут обеспечивать необходимое хранение ОЯТ в течение многих лет, предоставляя время для тщательной разработки предпочтительного для общественности долгосрочного решения по обращению с ОЯТ. В настоящее время существует потребность в новых объектах для хранения отработавшего топлива вне площадки реактора.
Для уменьшения затрат в топливном цикле и объемы отработавшего топлива, операторами АЭС используется топливо с более высокой степенью обогащения, обеспечивающее более высокую глубину выгорания и уменьшение партий перегрузки топлива. В то время как это позволяет уменьшить объем отработавшего топлива, более высокая глубина выгорания требует более длительных сроков хранения до захоронения. Кроме того, выжидательная стратегия, принятая многими странами в отношении отработавшего топлива, означает более длительные и более неопределенные сроки хранения. Поэтому сроки службы существующих хранилищ необходимо удлинять, и строить новые установки для долгосрочного хранения.
Существующие технологии хранения отработавшего топлива обеспечивают надлежащую охрану здоровья населения и защиту окружающей среды, но всегда имеются возможности для усовершенствований по мере технологического прогресса, накопления опыта и культуры ядерной. Это особенно важно в случае хранения отработавшего топлива при условии, что большие объемы отработавшего топлива будут храниться более длительное время, чем предполагалось первоначально.
К настоящему времени атомная отрасль во всем мире накопила 50 лет опыта эксплуатации хранилищ, основанного главным образом на системах мокрого хранения, которые представляют собой реализацию зрелой и эффективной технологии. За прошедшие 20 лет отрасль также разработала сухое хранение, которое, хотя оно и находится все еще в стадии разработки, может теперь также рассматриваться в качестве действующей технологии. Помимо перезагрузки существующих бассейнов хранения, сухое хранение теперь в целом является предпочтительной технологией во всем мире при расширении емкостей хранения.
В России проводятся реконструкции мокрых хранилищ как на площадках АЭС, так и на заводах по хранению и переработке топлива, которые расположены в закрытых городах Росатома на Урале и в Сибири. Наибольшие объемы ОЯТ накоплены на площадках АЭС с реакторами РБМК-1000. До недавнего времени это хранение осуществлялось только «мокрым» способом. Для реализации безопасного сухого хранения ОЯТ созданы двухцелевые металлобетонные контейнеры (МБК), предназначенные, как для длительного (до 50 лет и более) хранения, так и для транспортировки ОЯТ реакторов РБМК-1000 к месту постоянного хранения.
МБК представляет собой цилиндрический корпус с толстыми армированными бетонными стенками, облицованными снаружи и внутри стальными оболочками. В контейнер МБК облученные ТВС РБМК-1000, предварительно разделанные на два пучка твэлов и размещенные в индивидуальных металлических ампулах, загружаются в чехол контейнера, вместимостью 114 ампул (половинок ТВС). МБК прошел комплекс заводских испытаний на прочность и испытания на аварийные условия транспортирования на специальном стенде. Например, МБК (масса 140 т) сбрасывали с высоты 9 м на жесткое недеформируемое основание и с высоты 1 м на металлический штырь, а также подвергали тепловому воздействию (пожар) при температуре до 800 0С. На сухое хранение ОЯТ РБМК-1000 в контейнерах МБК будут направляться после 10 летней выдержки в бассейнах выдержки АЭС. Предусматривается также сооружение сухого хранилища для ОЯТ реакторов АМБ Белоярской АЭС, а также создание системы длительного сухого хранения ОЯТ реакторов ЭГП Билибинской АЭС.
Для хранения и транспортирования ОЯТ серийных реакторов ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 отечественных и зарубежных АЭС после выдержки топлива в бассейнах АЭС разработан, изготовлен и успешно прошел соответствующие аттестационные испытания контейнер, корпус которого изготовлен из специального чугуна с шаровидным графитом ВЧ-40.
Литой корпус контейнера изготовляется сразу необходимой длины и совместно с днищем, что исключает необходимость проведения трудоемкой сварки корпуса из отдельных обечаек и приварки днища, а также операций по контролю состояния сварных швов. Контейнеры с чугунными корпусами могут быть использованы для хранения и транспортирования ОЯТ с большим остаточным тепловыделением. Разработанный контейнер из чугуна с шаровидным графитом сравним с контейнером CASTOR немецкой фирмы GNB, который используется для транспортировки и хранения ОЯТ в Германии, США, Швеции, Швейцарии и других странах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
