ТПУ ФТФ

БАЛАНС ДЕЛЯЩИХСЯ ЯМ В ЗАМКНУТЫХ ЯТЦ И УМЕНЬШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ДЕЛЯЩИХСЯ ЯМ ОРУЖЕЙНОЙ КОНДИЦИИ В ОБОРОТЕ ОТКРЫТОГО ТОРИЙ-ПЛУТОНИЕВОГО ЯТЦ ТПУ ФТФ

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАКТОРОВ В СРАВНЕНИИ ТПУ ФТФ

ВВЭР-Т-1000 ВВЭР-1000 Промежуточное хранилище 8,5 т 3,2 т тяж. мет. запал Активная зона 22,2 т Промежуточное хранилище 22,2 т 5,3 т бланкет 8,5 т 22,2 т Переработка U–Zr 3,2 т Обогащение и фабрикация Переработка UO222,2 т 21,0 т 2,7 т Pu 0,033 т Pu 0,22 т 5,3 т 0,5 т 1,0 т 22,2 т U Тh U Захоронение 4,6 т Захоронение 22,2 т ЕЖЕГОДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ПОТОКИ (Т ТЯЖ. МЕТ.) В ТОПЛИВНОМ ЦИКЛЕ ВВЭР-Т ТПУ ФТФ

ЕЖЕГОДНЫЕ ЗАТРАТЫ НА ТОПЛИВНЫЙ U(UO2) – ThO2 ЦИКЛ ГЕТЕРОГЕННОЙ ЗОНЫ ВВЭР–Т–1000 ТПУ ФТФ

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ПЛУТОНИЯ В ВЫГРУЖАЕМОМ ТОПЛИВЕ ВВЭР И ВВЭР-Т ТПУ ФТФ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА ВВЭР ТПУ ФТФ

ПОКАЗАТЕЛИ КОНЦЕПЦИИ ВВЭР-Т • около 30% энергии вырабатывается за счет наработки и сжигания без рецикла U 233, на 20% снижается расход природного урана на под- держание топливного цикла; • снижается риск распространения делящихся изотопов. Ежегодная выг- рузка плутония в 4 раза ниже по сравнению с ВВЭР-1000. Содержание делящихся изотопов урана в топливе запала и бланкета не превышает 20% во всех режимах; • снижается наработка актиноидов и плутония, определяющих долговре- менную радиационную опасность отходов; • обеспечивается значительный выигрыш в объемах обогащения, изготов- ления твэлов и объемах хранилищ отработавшего топлива; • улучшаются экономические показатели топливного цикла ВВЭР-Т; • создается возможность эффективной утилизации излишков оружейного урана и плутония. Присутствие тория в активной зоне обеспечивает эффективность и безопасность процесса при полной загрузке реактора ТВС с плутонием. Каждый такой реактор за 40-летний срок эксплуа- тации позволит утилизировать 28 т оружейного и 6 т реакторного плутония. ТПУ ФТФ

ОТКРЫТЫЙ ТОРИЕВЫЙ ЯТЦ ЗАДАЧИ СЕРИЙНЫЕ ЛЕГКОВОДНЫЕ РЕАКТОРЫ (неизменная конструкция) УТИЛИЗАЦИЯ оружейного Pu и ВОУ МИНИМИЗАЦИЯ КОЛИЧЕСТВ нечётно - чётных нуклидов В ОБОРОТЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ДЛИННЫХ И СВЕРХДЛИННЫХ (8 - 10 лет) КАМПАНИЙ (предельный флюенс, предельная глубина выгорания) НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА (топливные микроэлементы, аморфные сплавы, SiC- покрытия) ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМ ЗАГРУЗКИ и ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТОПЛИВА (режим движения топлива) РАЗРАБОТКА МОНАЦИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (Th - дешевый попутный материал) ЛИКВИДАЦИЯ ДЕФИЦИТА ЗАПАЗДЫ - ВАЮЩИХ НЕЙТРОНОВ (комбинация U 233, U235, Pu239) ТПУ ФТФ

ОТКРЫТЫЙ ТОРИЕВЫЙ ЯТЦ СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ВАРИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ФТОРИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАДИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛО - ВЕДЕНИЕ ФИЗИКА АКТИВНОЙ ЗОНЫ, НУКЛИДНАЯ КИНЕТИКА ТОРИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ, Th - U и Th - Pu СПЛАВЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РЕАКТОР, ПУЧКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ОПТИМИЗИРОВАННЫЕ СХЕМЫ ДВИЖЕНИЯ ТОПЛИВА ОКСИДНОЕ ТОПЛИВО, КЕРАМИЧЕСКИЕ И АМОРФНЫЕ ПОКРЫТИЯ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТПУ ФТФ

ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 6 - ГРУППОВОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ Ø использование 4-группового приближения приводит к погрешности определения эффективного коэффициента размножения, как функции времени, в интервалах между частичными перегрузками и перестановками топлива до 14 %; • Ø длительность цикла выгорания топлива, • определяемая условием kэфф 1, • гдеkэфф – эффективный коэффициент • размножения нейтронов, в 4-х и • 6-групповом приближениях оказывается • практически неизменной, но момент • достижения минимально допустимого • запаса реактивности в 4-групповом • приближении оказывается завышенным • в опасною сторону; • Ø использование более чем 6 групп не приводит к оправданному увеличению точности расчета, хотя затраты • счетного времени существенно возрастают; • Ø 6-групповое приближение оказывается оптимальным с точки зрения детализации процесса энерговыделения • в активной зоне и возможности решения задач спектрального регулирования. ТПУ ФТФ

ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПАКЕТ ПРОГРАММ V.S.O.P. ОПТИМАЛЬНАЯ СХЕМА ДВИЖЕНИЯ ТОПЛИВА В РАДИАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ МИНИМУМ ПЕРЕСТАНОВОК ТВС МАКСИМУМ СООТВЕТСТВИЯ НУКЛИДНОГО СОСТАВА В ПРЕДЕЛАХ КОЛЬЦЕВОГО СЕКТОРА ДВИЖЕНИЕ ОТ ПЕРЕФЕРИИ К ЦЕНТРУ АЗПРИ ПЕРЕМЕШИВАНИИ В АЗИМУТАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ ТПУ ФТФ

КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАГРУЗКА ВВЭР - 1000 ТПУ ФТФ

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАМПАНИИ Стартовая загрузка Выгрузка, переработка, хранение Th23219,4 т Th23278,2 т 1 - ый цикл выгорания 52,22 ГВт*сут./т, 1400 эфф. сут. U233296,4 кг U2352,8 т U235272 кг Pu23937,4 кг Pu2394,52 т Pu24140,6 кг 38 ТВС 52,2 ГВт*сут/т Подпитка 2 - ой цикл выгорания 20,15 ГВт*сут./т, 518 эфф. сут. Th23218,9 т Th23218,612 т U233328кг U235265,6 кг Pu23950,4 кг Pu2392,862 т Pu24151,6 кг 38 ТВС 72,37 ГВт*сут/т ТПУ ФТФ

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАМПАНИИ Выгрузка, переработка, хранение Подпитка Th23218,5 т Th23218,612 т 3 - ий цикл выгорания 25,21 ГВт*сут./т, 647 эфф. сут. U233361 кг U235219,4 кг Pu23961,2 кг Pu2392,862 т Pu24161,5 кг 38 ТВС 97,58 ГВт*сут/т Подпитка 4 - ый цикл выгорания 28,34 ГВт*сут./т, 725 эфф. сут. Th23217,8 т Th23218,612 т U233424 кг U235105 кг Pu239342 кг Pu2392,862 т Pu241 205,8 кг 38 ТВС 125,9 ГВт*сут/т ТПУ ФТФ

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАМПАНИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЛЕДУЮЩЕЙ КАМПАНИИ Th232 54,05 т U233 964,4 кг U23521 кг Pu2393,67 т Pu241 704,67 кг ТПУ ФТФ

БАЛАНСЫ МАСС ОСНОВНЫХ НУКЛИДОВ ТПУ ФТФ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИКЛА ВЫГОРАНИЯ ТПУ ФТФ

РЕЗЮМЕ • Ø после 4-ого (равновесного) цикла выгорание в выгружаемых ТВС, которые • отработали все 4 цикла, достигает значения 125,9 ГВтсут./т. Глубина выгорания • Pu составляет 97,3; 96,4; 95,7 и 81 % для каждого цикла, соответственно; • комбинированная “стартовая” загрузка обеспечивает значительный (35,6 %) запас реактивности и возможность организации сверхдлинной (более 3200 эфф. сут.) кампании; • Ø комбинация топливных композиций (Th,Pu)O2 и (Th,235U)O2 решает проблему • дефицита запаздывающих нейтронов, возникающую в случае загрузки только • торий-плутониевыми композициями: 0,672 – 0,346 – 0,210 % • (урановая – комбинированная – торий-плутониевая загрузка); • Ø комбинированная загрузка увеличивает эффективность топливоиспользования, • степень ядерной и экологической безопасности; • Ø для стандартной конструкции ВВЭР-1000 водно-топливное отношение • составляет 1,8. В случае стандартного UO2 топлива максимум k достигается • при значении отношения около 2,5. С учетом существования предела • линейной тепловой нагрузки значение 1,8 выбрано как оптимальное. В случае • комбинированной загрузки максимум kдостигается призначительно большем • водно-топливном отношении. Это обеспечивает возможностьпоиска и • внедрения более совершенных конструкций топливных элементов. ТПУ ФТФ

ТПУ ФТФ

ТПУ ФТФ

Presentation Transcript