Начну критиканствовать и придираться с конца:

ЧАСТЬ 1: ПРО ЗОНУ

1.  Начнем с того, что одним из основных преимуществ рассматриваемого реактора, назовем его условно SMR в версии NuScale (ну или нечто подобное), является предположение что удешевление проекта будет достигнуто за счет:

  • возможности использовать стандартные компоненты для АЗ (кассет стандартного типоразмера для серийного BWR (17 x 17 FE grids, in 32 FA, 1/2 Hcore = 1.82 m)
  • сравнительно небольшие массо-габаритные показатели корпуса, позволяющие легко изготовить и транспортировать корпус реактора SMR
  • Второе преимущество, высокий уровень пассивной безопасности и использование 100% естественной циркуляции при нормальной эксплуатации и выводе, расхолаживании, и в аварийных ситуациях, при экстренном выводе установки;
  • отсутствие возможностей для возникновения LOCA (это не касается одного проекта имеющего ПГ вынесенные из корпуса)
  • высокий уровень внешней безопасности и сейсмоустойчивость (но разве этот вопрос не рассматривается и для «больших» установок?), да и важно это скорее благодаря дизайну здания и помещений, для размещения реакторов и оборудования, а не относительно самому дизайну реактора, которые, кстати, тоже подлежать первичному аудиту конструкции.

Прочие преимущества дизайна здесь не обсуждаются, так как не критичны для этого уровня рассмотрения. Но кроме презентаций интересно было бы сделать аудит реальных экономических расчетов и сравнений.

2.  Собственно, по размерам АЗ реактора совсем уж малой не является. Примерно 1.4-1.50 m диаметр и соответствующая высота (см. выше). Такая АЗ размерами очень похожа на корабельные АЗ нового поколения (к примеру: Дcore ~ 1.5 m и Нcore ~ 0.9 m). За исключением того, что высота превышает указанную практически в 2 раза (?!). Несколько замечаний следует сделать дополнительно:

  • проблемы неравномерностей нейтронного поля в зоне такого размера могут решаться несколькими путями: постоянным регулированием поля за счет СУЗ (но тогда их будет много, размещение приводов на крышке затруднено). Правда, это решаемая задача, да и оптимизировать их количество возможно
  • Могут ли они выполнять совмещенные функции АЗ и регулирования? Возможно ли это по требованиям NRC USA? Это требует уточнения по “бумажкам”
  • Конструктивным возвращением к «компенсирующей решетке»? А как быть с организацией ЕЦ?
  • “глубоким” физическим профилированием АЗ. Экзотика с использованием редких материалов может быть весьма дорогой, тогда как борированная (B10) сталь дешева и может быть вполне приемлемым решением. На первый взгляд это вполне возможно, технологично, конструктивно и не дорого. Но на этот вопрос можно ответить точно только после детального расчета и сопоставления/анализа всех вариантов
  • габаритами и конструкцией зоны, но в рассматриваемом случае, этот фактор критичен, так как есть определенные/заданные размеры АЗ, ниже которых многое, с т.з. экономики, вроде бы теряет смысл. Как мне кажется нужно продолжить исследования в области оптимизации параметров реактора и зоны
  • рассматриваются ли реализаторами проекта пути «отступления»? К примеру, использование стандартных типоразмеров ТВЭЛов, с изменением дизайна ТВС?

3.  Таким образом, вместо обоснованного использования «таблетки», предлагается дизайн в виде вытянутого цилиндра. Снова надо рассмотреть искажения нейтронного потока, но теперь по высоте. Их тоже придется компенсировать. Иначе, верх зоны практически не будет работать. Причин несколько. Первая, нахождение в верхней части АЗ кластеров СУЗ заглушающих реакцию «локально».  Вторая, низ зоны, при выгорании будет существенно раньше накапливать продукты деления и надо помнить, что при таких размерах АЗ, процент негерметичных ТВЭЛов не будет минимален. Учитывались ли эти параметры при экономических расчетах? Предлагалось ли иное инженерное решение для профилирования «физического веса» стержней? Для изменения их геометрии? Учитывалось ли, что в АЗ к концу компании  будет оставаться довольно много не использованного топлива, поскольку выгорание будет очень неравномерным?

4. Влияние термо-гидравлики на нейтронно-физические характеристики проектантами учтено? Зона с подкипанием и в зоне допускается некоторое наличие пара? Тогда, сразу встает вопрос об алгоритме управления и регулировании параметров.

Просмотрев 4 типа дизайна легководных реакторов SMR LWR развиваемые разными фирмами (NuScale, Westinghouse, B&W ALWR  и HolTec HI-SMUR) , напрашивается вывод о примерной равенстве цены постройки одного такого реакторного блока. На это наталкивают следующие вполне  данные:

  • похожие массо-габаритные размеры блока (с кое-какими исключениями)
  • похожие размеры зоны и их конструктив, число сборок
  • практически идентичные теплотехнические параметры контуров (I и II), а значит размеры турбины и соответственно размеры и дизайн ПТУ.

Все 4 проекта легководных SMR имеют один основной посыл, что конструкция АЗ базируется на применении стандартных сборок 17×17. Отходить от этого судя по всему не хочется. В 2004 году я сказал научному руководителю, что вряд ли у них что-то получится без серьезных изменений. Поглядим.

 

(For additional information: www.NuScalePower.com and presentations) 

 

Leave a Reply