zabika.ru 1

Слайд 2.


Современное производство топливных таблеток из низкообогащенного диоксида урана в 1973 году началось с пуска в эксплуатацию производства порошков. В 1976 году начался выпуск топливных таблеток для АЭС в промышленных масштабах. Дальнейшее техническое совершенствование технологии, повышение качества продукции было связано, в том числе, с пуском в 1984 году в эксплуатацию корпуса №600, где были созданы поточные линии получения порошков, прессования таблеток, их спекания, обработки и контроля. В настоящее время урановое производство АО «УМЗ» входит в десятку крупнейших в мире комплексов по производству топлива для энергетических установок.

Урановое производство АО «УМЗ» представлено следующей продукцией:

- закись-окись природного урана казахстанских месторождений;

- порошки диоксида урана керамического сорта;

- топливные таблетки для реакторов ВВЭР, РБМК, в том числе, с добавками выгорающих поглотителей – оксида эрбия и оксида гадолиния.

Урановое производство также оказывает услуги по переработке трудновскрываемых урансодержащих материалов (скрапов) с получением готовой продукции в соответствии со спецификацией заказчика.
Слайды 3-5 (технологические схемы)
Слайд 6.

АО «УМЗ» более 30 лет являлось поставщиком компонентов топлива для АЭС российского дизайна (порошков оксидов урана и топливных таблеток). Произведенные в АО «УМЗ» порошки оксидов урана и топливные таблетки снаряжались в ТВЭЛы в АО «МСЗ» и в АО «НЗХК». Около 50% топлива для реакторов типа РБМК содержало таблетки АО «УМЗ» и примерно 9% - для реакторов типа ВВЭР.

В связи с тем, что Россия, усиливая стремление выпускать компоненты ядерного топлива самостоятельно, чтобы снизить зависимость от импорта сырья (порошков диоксида урана и топливных таблеток) для производства ТВЭЛов, приняла политику создания независимых самодостаточных производств, объёмы заказов топливных таблеток и порошков диоксида урана на АО «УМЗ» постепенно снижались.


Сегодня АО «УМЗ» выбрало стратегию выхода на новые рынки с топливными таблетками собственного производства в рамках альянсов с мировыми энергетическими компаниями и производителями топлива.

Для обеспечения выполнения поставленных стратегических целей по выходу на новые рынки, АО «УМЗ» сегодня ведет сертификацию у многих мировых производителей ядерного топлива.

Сегодня порошки диоксида урана сертифицированы в компаниях: General Electric, NFI, GNF-A. Топливные таблетки сертифицированы в GE-Canada.

Ведется сертификация порошков диоксида урана и топливных таблеток у ведущих компаний-производителей топлива Японии, Южной Кореи, Швеции, Франции и Китая.

Слайд 7.

Логика развития энергетических технологий в мире показывает, что на ближайшие 100-200 лет только атомная энергетика готова дать ответ на обеспечение устойчивого развития стран, а также противостоять климатическим изменениям и способствовать сокращению выброса вредных газов в атмосферу. Экспертные оценки МАГАТЭ предполагают строительство к 2020 г. до 130 новых энергоблоков общей мощностью 430 ГВт и годовой выработкой электроэнергии до 3000 млрд. кВт-ч, что может составить до 30% мирового энергобаланса.

В этой связи одной из самых актуальных задач, решение которой будет способствовать успешному развитию атомной энергетики, является задача по повышению технико-экономических показателей АЭС за счет снижения себестоимости выработки электроэнергии.

Снижение себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на АЭС - это комплексный процесс, но основным направлением для этого является обеспечение более высоких глубин выгорания топлива. Из всех существующих на сегодняшний день направлений, обеспечивающих повышение выгорания топлива в коммерческих реакторах на тепловых нейтронах, например, увеличение обогащения по урану-235, улучшение использования топлива, включая модернизацию конструкций ТВС с целью минимизации утечки нейтронов, наиболее актуальными являются работы по модификации топливных таблеток и их микроструктуры.


Настоятельной потребностью сегодняшнего дня является обоснование перспективных видов топлива на основе UO2, обеспечивающего безопасную работу с выгоранием свыше 70 МВт сут/кг U как для действующих коммерческих тепловых реакторов, так как и для аналогичных реакторов поколения 3+.

АО «УМЗ» имеет большой опыт в изготовлении топливных таблеток с характеристиками, отвечающими требованиям различных потребителей. Кроме этого, ученые и специалисты АО «УМЗ» имеют опытно-технологические разработки (многие из которых в настоящее время запатентованы) по изготовлению перспективных видов топливных таблеток с улучшенными характеристиками, как для тепловых энергетических реакторов, так и быстрых реакторов 4-го поколения (нитридное топливо).

Не является секретом тот факт, что АО НАК «Казатомпром» планирует упрочить свои позиции на рынке производства ядерного топлива. В настоящее время АО «УМЗ» имеет реальную базу для такой возможности - выхода на топливные рынки с топливными таблетками, имеющими высокую конкурентоспособность.
Слайд 8.

С этой целью в АО «УМЗ» проводятся исследования, направленные на улучшение эксплуатационных характеристик керамического топлива из диоксида урана, а именно:

- исследования по модификации микроструктуры топлива UO2 (увеличение размера зерна до 50 мкм);

- исследования по оптимизации теплофизических и термомеханических характеристик топлива UO2 (повышение теплопроводности и пластичности).

В АО «УМЗ» накоплен достаточно обширный научно-производственный опыт по микролегированию топливных таблеток UO2 с целью улучшения их микроструктуры, в частности, увеличения размера зерна, заметно снижающего выход газовых продуктов деления (ГПД) в условиях облучения при высоких выгораниях топлива.

Реализованный в АО «УМЗ» метод получения порошка UO2 по ADU-процессу позволяет проводить жидкостное микролегирование UO2 с целью активации роста зерна в топливных таблетках. При таком способе легирования, легирующие добавки вводятся в незначительном количестве, не нарушающем ядерную чистоту топлива, то есть в приделах допуска, ограниченного стандартными спецификациями на ядерное топливо UO2. Кроме этого, АО «УМЗ» имеет разработки по получению композитных видов топлива с повышенной теплопроводностью (уран-бериллиевое и уран-гадолиниевое топливо. Такое топливо считается перспективным, так как снижение рабочей температуры топливного сердечника также позволяет значительно снижать выход ГПД под оболочку ТВЭЛа и увеличивать глубину выгорания топлива.

Слайд 9.

С целью проведения аттестации перспективных видов топлива производства АО «УМЗ» - обязательного этапа для выхода с новыми видами топлива на рынок, в 2009 году НАК «Казатомпром»/АО «УМЗ» вошли в международный Проект Реактор Халден (HPR). Казахстан стал семнадцатой страной – членом этого международного Проекта наряду с такими ведущими представителями Проекта как АREVA, Westinghouse, General Electric и др. В рамках этого авторитетного Проекта, который работает уже в течение 52 лет, проводятся квалификационные испытания новых видов топлива для легководных коммерческих реакторов. Эта своеобразная «обкатка» новых видов топлива для выхода его на топливный рынок, заключающаяся в проведении реакторных испытаний топлива на экспериментальном Реакторе Халден (реактор на кипящей воде HBWR).

В рамках HRP с января 2010г начаты квалификационные испытания (эксперимент IFA-716 по номенклатуре HRP) двух видов перспективных видов топлива производства АО «УМЗ», то есть реакторные испытания топливных таблеток UO2 c большим размером зерна и таблеток уран-бериллиевого топлива (УБТ).

В частности, в эксперименте IFA-716 задействованы и перспективные таблетки UO2 с размером зерна 50 мкм производства AREVA. Отличительной особенностью данного топлива является тот факт, что в отличие от таблеток АО «УМЗ», полученный эффект роста зерна на уровне 50 мкм достигается за счет сухого смешения диоксида урана и легирующей добавки. При использованном способе изготовления таблеток нарушается ядерная чистоты топлива, при этом количество легирующего компонента в таких таблетках превышает допустимые концентрации в 15-20 раз. Помимо оценки эксплуатационных характеристик перспективных топливных таблеток, в ходе реакторных испытаний также будет получен ответ на вопрос: топливо какого производителя имеет преимущество?

В соответствии с намеченной программой аттестации перспективных видов топлива производства АО «УМЗ» на слайде (слайд 9) показаны ее основные этапы.

По результатам данных исследований будет принято решение о возможности коммерческого применения данного топлива.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!