Кто активней, того и ТУК за границей

Кто активней, того и ТУК за границей

Масштабные планы Росатома по международному строительству АЭС возродили интерес организаций к производству ТУКов (сокращение от «транспортно-упаковочный комплект»). «Атомный эксперт» рассказывает о наиболее перспективных российских разработках этих контейнеров.

Когда мы начали готовить этот материал, выяснилось, что о новых современных ТУКах писать сложно: нужной информации в открытом доступе мало, многие разработчики не готовы говорить о перспективах — либо скрывают ноу-хау от конкурентов, либо просто заняты работой. Тем не менее, нам удалось собрать данные и проверить их с помощью специалистов ГК «Росатом». «АЭ» общался также с экстпертами, ФЦЯРБ, АЭМ, РФЯЦ-ВНИИЭФ, РФЯЦ-ВНИИТФ, КБСМ, но некоторые из них пожелали остаться неназванными.

Существующий парк контейнеров для реакторов российских АЭС соответствует нормам безопасности, которые действовали на момент их изготовления. К примеру, применяемые сегодня ТУК-13 для ВВЭР-1000 вполне жизнеспособны (статистика говорит, что за более чем 50 лет не было серьезных проблем с транспортировкой ОЯТ российскими контейнерами), однако они были сконструированы задолго до введения новых требований к безопасности — их производство закончилось в 1990 году. За последние годы сформировались новые подходы к обеспечению безопасности вывоза ОЯТ со станций, поскольку увеличились начальное обогащение 235U (до 4,95 %) и длина топливного столба, изменились режимы эксплуатации реакторов (среднее выгорание топлива возросло до 68 ГВт∙сут/кгU), появилось требование о двух барьерах безопасности, запрещено использовать жидкую нейтронную защиту. Кроме того, появились новые мощные реакторы ВВЭР-1200 и ВВЭР-ТОИ: построена Нововоронежская АЭС-2 (с реактором ВВЭР-1200), строится Ленинградская АЭС-2, ВВЭР-ТОИ будет на Курской АЭС-2. Все эти факторы поставили перед госкорпорацей новую задаче: создать ТУКи нового поколения, удовлетворяющие современным требованиям МАГАТЭ к упаковке ядерных материалов.

Вопрос о разработке новых контейнеров для перевозки отработавшего топлива с перспективой их использования для ВВЭР-1200 стал еще более актуальным в связи с амбициозными планами Росатома по строительству энергоблоков за рубежом.

В 2000-х годах Росатом начал активно продвигать АЭС с российскими реакторами в другие страны. Новый виток зарубежной экспансии наступил после того, как кризис 2008 года привел к падению экономической активности в стране и, соответственно, к снижению спроса на электроэнергию. Теперь фокус активности госкорпорации сместился на зарубежные стройки, причем большинство контрактов включают все стадии строительства АЭС, от проектирования до обращения с ОЯТ.

«Готовим» ТУК: от идеи до продукта

  • Формирование функциональных требований к контейнеру: габаритно-массовым характеристикам, возможности обслуживания.
  • Согласование ТЗ на конструкцию.
  • Разработка технического обоснования.
  • Разработка технического проекта (совокупности конструкторских документов с окончательным техническим решением и исходных данных для рабочей документации).
  • Описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовых деталей ТУКа, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и описание всех конструкторских схем. Окончательные технико-экономические расчеты.
  • Обоснование ядерной и радиационной безопасности, теплового состояния, герметичности и стойкости к тяжелым аварийным воздействиям.
  • Изготовление опытного ТУКа.
  • Проведение «бросковых» испытаний.
  • Сертификат-разрешение на конструкцию.
  • Изготовление «головного» образца ТУКа.
  • Проведение примерочных технологических испытаний («холодных») и испытаний с использованием реальных ОТВС(«горячих»).
  • Сертификат-разрешение на перевозку.
  • Оформление приказа о начале серийного выпуска.
  • При необходимости — сертификация ТУКа соответствующими органами зарубежных стран.

Согласно оценкам Росатома, по итогам 2017 года портфель зарубежных заказов госкорпорации на 10 лет вперед составит $137,3 млрд. Среди проектов с реакторами ВВЭР-1200 сегодня называют следующие АЭС: «ЭльДабаа», Египет; «Аккую», Турция; «Пакш-2», Венгрия; Белорусская; «Руппур», Бангладеш; «Ханхикиви-1», Финляндия. Для большинства из них потребуются ТУКи нового поколения.

Пока еще в России не изготовлен серийно ни один контейнер для перевозки ОЯТ с реакторов ВВЭР-1200 (изготовлен и сертифицирован для ОТВС реакторных установок ВВЭР-1000/1200 опытный образец ТУК-137Д, разработан и сертифицирован ТУК-137Т) и ВВЭР-ТОИ. Именно эта перспективная задача и дает повод для конкуренции среди отечественных разработчиков.

Борьба за перспективность

Сейчас среди новых разработок все технические этапы подготовки к внедрению в транспортнологическую схему АЭС прошел ТУК-141О, разработанный ФЦЯРБ и Инженерным центром ядерных контейнеров (ИЦЯК) в рамках инвестиционного проекта по обновлению парков транспортноупаковочных комплектов. Уже изготовлен опытный контейнер, прошедший «холодные» испытанияна Калининской и Балаковской АЭС и осуществивший перевозку сборок ОЯТ с Балаковской АЭС на ПО «Маяк». Этот контейнер сертифицирован для российских АЭС с реакторами типа ВВЭР-1000. Подробно об этой разработке «АЭ» писал в номере 7 (октябрь 2017 года).

Для завоевания зарубежного рынка ТУК-141О нужно модифицировать и сертифицировать под зарубежный проект (если будет принято решение использовать именно его).

Другие организации также рассчитывают, что смогут поучаствовать в борьбе за зарубежные стройки. Саровский РФЯЦ-ВНИИЭФ работает над конструкцией ТУК-137. Изначально его конструкция с маркировками «Д» (на 20 ОТВС) и «Т» (на 18 ОТВС) была предназначена для вывоза и длительного хранения ОЯТ с атомных станций, где используются реакторы типа ВВЭР-1000/1200. Уже изготовлен и сертифицирован опытный образец ТУК-137Д, который прошел в 2017 году «холодные» испытания на ГХК. Ранее сотрудники института говорили, что с этим контейнером РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует выйти на международный рынок и обеспечивать потребности строящихся АЭС.

Еще одна конструкция контейнера, изготовленная «Ижорскими заводами», — двухцелевой ТУК-151, который также ранее предполагалось использовать для международных энергоблоков, в частности для АЭС «Аккую», — он разработан как для ВВЭР-1000, так и для ВВЭР-1200.

Судя по всему, формальным инициатором проекта обновления парка транспортировочных контейнеров стал ФЦЯРБ, который в октябре 2013 года выступил заказчикам открытого конкурентного выбора организации «для разработки, изготовления и поставки опытнопромышленного образца ТУК для транспортирования ОТВС реакторов ВВЭР-1000 с повышенным обогащением и выгоранием для целей лизинга». В марте 2014 года был сделан окончательный выбор наиболее перспективного проекта; в рамках процесса госзакупки (организатором выступил «Атомкомплект») в шорт-лист попали два образца: ТУК-141О от ИЦЯК и ТУК-137 от РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Победителем стал ИЦЯК, который обозначил стоимость производства опытного образца контейнера для ФЦЯРБ на уровне 53,8 млн руб. Саровский ТУК стоил на 20 % дороже (все это в ценах 2014 года).

Однако в то время существовали и другие перспективные разработки: РТ-5023 (РФЯЦВНИИТФ), ТУК-151 («Ижорские заводы»), ТУК-138 вместимостью 12 и 18 ОТВС (ВНИПИЭТ), ТУК-146 (КБСМ). Сравнительная характеристика проектов контейнеров представлена в Таблице 1. Разработки находятся на разных стадиях, некоторые прекращены. В отдельном блоке мы подробно даем информацию почти по каждому из этих проектов.

Дело за активными

Сегодня наиболее активно свои разработки продвигают ФЦЯРБ и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Это не значит, что другие организации не занимаются контейнерами нового поколения, просто они не афишируют это в силу разных причин.

Между этими конструкциями есть ряд принципиальных различий. Корпус ТУК-141О — это монолит, который льется из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Этот материал позволяет контейнеру соответствовать всем требованиям безопасности для перевозки ОЯТ — в случае аварии он сохраняет герметичность, не трескается, не хрупок, но пластичен.

Многие эксперты полагают, что победа ТУК-141О в основном связана с использованием чугуна. Сегодня порядка 50–60 % контрактов за рубежом выигрывают именно такие контейнеры (например, разработки немецких компаний GNS и Siempelkamp). Чугун намного дешевле высокопрочной стали. При технологии монолитного литья трудоемкость изготовления корпуса ниже. Но и металлические контейнеры популярны за рубежом, к примеру, TN компании Transnucleaire (контейнер РФЯЦ-ВНИИЭФ близок по конструкции к ним).

«Сегодня главное для российских разработчиков, желающих изготавливать контейнеры для зарубежных АЭС, — найти инвестиции и заказчика. Полностью готового контейнера для зарубежных проектов в России сейчас не существует», — говорит руководитель проектного офиса «Формирование системы обращения с ОЯТ» госкорпорации «Росатом» Константин Иванов. Так что у нескольких организаций есть шансы найти заказчика, в том числе и за рубежом, который бы заинтересовался их разработкой ТУКа.

Потребность в новых транспортно-упаковочных комплектах в связи с реализацией международных проектов действительно существует, подтверждает К. Иванов. Правда, не сиюминутная: АЭС строится не менее шести лет, потом идет облучение первой загрузки топлива — это еще 4–5 лет, далее начинается его выдержка в бассейне до транспортировки — около 5 лет. Время для изготовления контейнера есть, но начинать работу нужно сейчас, так как иностранный регулятор, оценивая проект АЭС, хочет видеть всю цепочку обращения с ОЯТ, хочет знать, где и как будет храниться топливо, в чем оно будет транспортироваться.

Кроме того, проектировщики станций должны знать, с каким контейнером им придется работать, и учитывать это при выборе оборудования, которое будет применяться на станциях (ГПМ, передаточная тележка, демпфирующие устройства и др.), габаритов шахты, размеров шлюза для передачи в реакторный зал контейнеров. Пока же проектировщики иностранных станций с реакторами ВВЭР-1000, ВВЭР-1200, ВВЭР-ТОИ имеют полную информацию только по ТУК-13.

И у ТУК-141О, и у ТУК-137 есть преимущества. Последний, к примеру, имеет двухцелевой вариант (маркированный «Д»), что немаловажно для иностранных АЭС. Есть заказчики, которые предполагают длительно хранить отработавшее топливо у себя, а не вывозить. Ранее газета «Страна Росатом» цитировала гендиректора ФЦЯРБ Андрея Голинея, сказавшего, что «во всех новых проектах Росатома по сооружению АЭС за рубежом — в Турции, Египте, Бангладеш — нужны будут накопительные площадки для ТУКов».

И здесь преимущество у саровских конструкций, одна из которых «заточена» и под транспортировку, и под хранение. Также, как уверяют в РФЯЦ-ВНИИЭФ, у ТУК-137 более высокие тепловые характеристики. То есть туда можно загрузить более горячие ТВС, имеющие большее выгорание или меньшее время выдержки, что сказывается на снижении времени их хранения в бассейне выдержки АЭС.

Во ФЦЯРБ сообщили, что планируют модифицировать ТУК-141О под двухцелевой в случае заключения первого контракта на использование их продукции за рубежом.

Еще одно различие двух перспективных транспортно-упаковочных комплектов — способы обращения с ними. В России используется преимущественно вертикальное обращение с ТУКами (горизонтальное — только на НВАЭС-2, опыта вывоза топлива с нее еще нет), но на ряде зарубежных АЭС практикуется схема передачи ТУКов в реакторный зал в горизонтальном положении. ТУК-141О, «заточенный» под российские АЭС, может быть перемещен только вертикально, а ТУК-137 приспособлен и для горизонтального перемещения.

Несомненное преимущество контейнера ФЦЯРБ и ИЦЯК — то, что он уже опробован в действии, получил сертификацию и готов к применению. Речь идет об одобрении документации по серийному производству данных ТУКов в рамках инвестпроекта обновления парка контейнеров для вывоза ОЯТ с ВВЭР-1000 (ожидается до конца 2017 года).

«То, что сейчас идет активная конкуренция между разработчиками за выход на иностранные рынки, мы только приветствуем. Это заставляет организации активно работать и не успокаиваться на достигнутых результатах. Ведь если в проекте какой-нибудь АЭС победит один ТУК, это не значит, что на других зарубежных АЭС не может быть другого вида контейнеров», — резюмирует К. Иванов.

Обзор проектов ТУКов

ТУК-151

Разработчики и изготовители: АО «Атомпроект» и «Ижорские заводы»

Материал корпуса контейнера: сталь 09Н2МФБА

Зарубежный аналог: семейство ТN

История разработки: В ноябре 2015 года «Ижорские заводы» завершили изготовление опытного образца ТУК-151 — контейнера нового поколения для транспортировки и хранения ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 атомных электростанций.
Этот модернизированный контейнер двухцелевой: он, как уже было сказано, предназначен как для хранения, так и для транспортировки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС). Он представляет собой герметичный толстостенный сосуд с крышками. На внутренней поверхности корпуса предусмотрены шпонки для фиксирования установки чехла с ОТВС. На корпусе устанавливается оболочка нейтронной защиты.
Наружный диаметр — около 2,5 метров, длина — около 6 метров, вес в загруженном состоянии (с ОТВС) — 116 тонн.
Технические особенности: ТУК-151 имеет ряд принципиальных отличий от своих предшественников.
Во-первых, корпус контейнера выполнен не из нержавеющей стали, как в предыдущей модели (ТК-13), а из низколегированной стали с плакированной внутренней поверхностью, обладающей повышенными прочностными свойствами и стойкостью к хрупкому разрушению при низких температурах в условиях динамических нагрузок.
Во-вторых, жидкая нейтронная защита заменена на твердую на основе силоксанового каучука. Структура нового защитного материала разработана НИИСК по заказу «Ижорских заводов»; он гораздо надежнее защищает контейнер от излучения, выделяемого ОТВС, говорится в материалах компании. Контейнер позволяет транспортировать 18 ОТВС (ТК-13 вмещал 12 ОТВС).

Сертификация: Сертификацию ТУК-151 пока не прошел.
«Ижорские заводы» не представили информацию о параметрах своего ТУКа в ответ на запрос «Атомного эксперта», поэтому мы взяли данные о проекте из открытых источников завода.

ТУК-137Т

Разработчики и изготовители: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Материал корпуса контейнера: коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т, сталь 20, свинцовистая бронза БрС30

Зарубежный аналог: семейство ТN

История создания: РФЯЦ-ВНИИЭФ с начала 1990-х годов активно развивает направление деятельности в интересах атомной энергетики.
Для создания транспортных упаковочных комплектов разработана концепция в соответствии с единой технической политикой (идентичные конструкции и технология изготовления, в том числе вспомогательное оборудование). Данный подход ориентирован на управление стоимостью, снижение капитальных и эксплуатационных затрат при создании ТУКов, а также ускорение проектирования и строительства (модернизации) инфраструктуры, разработки и изготовления, плюс снижение себестоимости при серийном производстве.
За основу для разработки ТУК-137Т была взята конструкция ТУК-109Т, созданного в рамках договора с Горно-химическим комбинатом и проекта «сухого» хранилища для ОЯТ. Этот контейнер прошел бросковые (сертификационные) испытания на соответствие требованиям правил НП-053–04. ТУК-137Т разработан на основании федеральной целевой программы, с учетом необходимости замены контейнерного парка для реакторов ВВЭР-1000.
На ТУК-137Т разработан технический проект, включающий расчеты обоснования радиационной защиты, ядерной безопасности, теплового состояния, прочности и герметичности конструкции контейнера.

Сертификация: Получен сертификат-разрешение на конструкцию. 

Технические особенности: Конструкция ТУК-137Т разрабатывалась с учетом действующей технологической цепочки обращения с ОЯТ реакторов типа ВВЭР-1000 на АЭС, ГХК и ПО «Маяк». ТУК-137Т — отраслевая разработка, не зависящая от импортных комплектующих. Его конструкция оптимизирована под имеющееся оборудование предприятий машиностроения и не требует специального дорогостоящего оборудования для механической обработки.
Для транспортирования ТУК-137Т возможно использовать ж/д транспортер ТК-У-141, предназначенный для перевозки чугунного контейнера ТУК-141О. В отличие от конкурентов, ТУК-137Т без каких-либо доработок позволяет вывозить как серийные ОТВС с серийных энергоблоков АЭС с РУ ВВЭР-1000, так и чехловые ОТВС с 5-го блока Нововоронежской АЭС с РУ ВВЭР-1000. В конструкции ТУК-137Т предусмотрено размещение 18 ОТВС с увеличенной высотой топливного столба ОТВС — 3730 мм.
Техническое задание на ТУК-137Т было согласовано со всеми потенциальными заказчиками, включая Росатом, Росэнергоатом, ГХК и ПО «Маяк».
Основной в серии ТУК-137 разработки РФЯЦ-ВНИИЭФ — двухцелевой ТУК-137Д. Его вместимость — 20 ОТВС РУ ВВЭР-1000/1200. Следует отметить, что ТВС для реактора ВВЭР-1200 еще нет, но в проектах создаваемых АЭС заложены ее характеристики; при этом разработчики ТВС нацелены на увеличение ее ураноемкости.
За последние годы произошло увеличение массы урана в ТВС для ВВЭР-1000 на 9 %, до порядка 524 кг (выросла и глубина выгорания). Эксплуатация ТУК-13 показала, что он может «пережить» такое увеличение от базового расчета: вносились только изменения в сертификат-разрешение, проводилось его улучшение для соответствия нормам безопасности перевозки ОЯТ. Но сама конструкция не менялась. Соответственно, параметры (запас), заложенные в ТУК-137Д, позволяют сделать вывод, что его конструкция также не будет меняться.
В сентябре 2017 года были проведены «холодные» испытания двухцелевого ТУК-137Д на «мокром» хранилище ИХЗ ГХК, подтвердившие его соответствие массово-габаритным и присоединительным размерам используемого оборудования и возможность использования для вывоза ОТВС РУ ВВЭР-1000/1200 на хранение в Железногорск.

Сертификация: ТУК-137Т разработан и сертифицирован, опытный образец ТУК-137Д изготовлен и сертифицирован для ОТВС реакторных установок ВВЭР1000/1200.

ТУК-146

Разработчики и изготовители: ОАО «КБСМ» и «АЭМ-Технологии»

Материал корпуса контейнера: высокопрочный чугун с шаровидной формой графита

Зарубежный аналог: семейство CASTOR

История создания: КБСМ — первая организация в России, которая разработала, изготовила и внедрила в эксплуатацию двухцелевые транспортные упаковочные комплекты. В настоящее время эксплуатируются: ТУК-109, ТУК-108/1, ТУК-120, ТУК-123. Данный ТУК характеризуется использованием контейнеров металло-бетонного типа.
В 2011 году было разработано, согласовано и утверждено Техническое задание на создание контейнера для длительного хранения и транспортирования ОЯТ реакторов ВВЭР-1000/1200.
В основу разработки нового контейнера ТУК-146 легли следующие принципы: корпус должен быть чугунным и изготавливаться из отечественных материалов на российских предприятиях; в нем должна использоваться твердая нейтронная защита. Вместимость ТУКа должна быть увеличена, его конструкция и технология обращения — максимально адаптированы к технологическому оборудованию на действующих АЭС и ГХК. Он должен хранить и транспортировать как существующие виды ТВС, так и перспективные, с повышенными характеристиками. Срок хранения ОЯТ в контейнере — не менее 50 лет.

Технические особенности: В ноябре 2013 года на территории Петрозаводского филиала «АЭМ-технологии» были проведены предварительные и приемочные испытания опытного образца ТУК-146. Их результаты комиссия признала успешными и рекомендовала провести испытания контейнера в аварийных условиях транспортирования. В декабре 2013 года межведомственная комиссия с участием представителей ГК «Росатом» на испытательной станции КБСМ провела испытания на соответствие требованиям НП-053–04: бросок контейнера с высоты девяти метров и бросок с высоты одного метра на штырь. Для броска с высоты девяти метров была выбрана схема падения ТУКа на угол (так называемый центральный удар). При этом варианте падения происходят максимальные деформации демпфирующих элементов и, как следствие, наносится максимальный ущерб упаковке. В результате падения были зафиксированы частичное разрушение кожуха ЗДУ и деформация наружной оболочки в оголовке контейнера.
После броска с высоты девяти метров был проведен бросок контейнера на штырь с высоты одного метра. В результате падения произошло смятие наружной обечайки внутрь корпуса контейнера, при этом целостность прочного чугунного корпуса сохранилась.
Проверка герметичности, проведенная после бросковых испытаний, показала, что контейнер сохранил герметичность; осмотр внутренних элементов контейнера не выявил каких-либо деформаций или изменений геометрии составных частей. Проведенные расчеты показали, что с учетом полученных повреждений радиационная безопасность в аварийных ситуациях обеспечивается.
Таким образом, контейнер ТУК-146, созданный в рамках инновационного проекта, может быть использован для хранения и транспортирования ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 и соответствует современным требованиям безопасности.

Сертификация: Нет. С 2014 года работы по проекту ТУК-146 не проводились.

РТ-5023

Разработчики и изготовители: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ»

Материал корпуса контейнера: сталь 09Г2С

Зарубежный аналог: нет.

История создания: С конца 1990-х годов специалисты федерального ядерного центра ВНИИТФ по заказу ПО «Маяк» и ГХК и в инициативном порядке участвовали в расчетных исследованиях и конструкторских проработках современного ТУК для ОЯТ ВВЭР-1000.
По исходным данным ГХК в РФЯЦВНИИТФ было разработано техническое предложение на ТУК для транспортирования и долговременного хранения 18 ОТВС энергетических реакторов ВВЭР-1000, включая новые типы ОТВС с повышенным обогащением и выгоранием.
Технические особенности: К отличительным особенностям новой разработки относятся: твердая нейтронная защита, применение бораля в конструкции чехла (совместная разработка с Уральским отделением РАН РФ), позволяющие не допустить превышения массы загруженного ТУКа сверх 120 тонн. Так, применение чехла с шестигранными трубами из борсодержащего алюминия и нейтронного материала на основе магний-фосфатной керамики с порошковым наполнителем позволяет уменьшить массу загруженного ТУКа до 115 тонн.
Проведенные исследования показали реальную возможность создания отечественного ТУКа, полностью удовлетворяющего всем современным требованиям, для транспортирования 18 ОТВС реактора ВВЭР-1000, включая новые типы ОТВС с повышенным обогащением и выгоранием.
Техническое предложение было утверждено научным руководителем РФЯЦ-ВНИИТФ, согласовано с ПО «Маяк» и одобрено при определенных допущениях ГХК.
При обосновании проектируемого ТУКа был использован опыт проведения подобных работ, приобретенный при сертификации ТУК-84/1 разработки федерального ядерного центра ВНИИТФ для ОТВС реактора 1-й очереди Белоярской АЭС.

Сертификация: Нет. Техническое предложение остается на стадии проработки. В настоящее время работы остановлены из-за отсутствия финансирования.

ТУК-138

В АО «ФЦНИВТ СНПО „Элерон“ — „ВНИПИЭТ“» не ответили на запрос «АЭ». Информация в открытых источниках также недоступна. Технические характеристики ТУК-138 на 18 ОТВС представлены в Таблице 1.


Поделитесь новостью с друзьями

Масштабные планы Росатома по международному строительству АЭС возродили интерес организаций к производству ТУКов (сокращение от «транспортно-упаковочный комплект»). «Атомный эксперт» рассказывает о наиболее перспективных российских разработках этих контейнеров.

Когда мы начали готовить этот материал, выяснилось, что о новых современных ТУКах писать сложно: нужной информации в открытом доступе мало, многие разработчики не готовы говорить о перспективах — либо скрывают ноу-хау от конкурентов, либо просто заняты работой. Тем не менее, нам удалось собрать данные и проверить их с помощью специалистов ГК «Росатом». «АЭ» общался также с экстпертами, ФЦЯРБ, АЭМ, РФЯЦ-ВНИИЭФ, РФЯЦ-ВНИИТФ, КБСМ, но некоторые из них пожелали остаться неназванными.

Существующий парк контейнеров для реакторов российских АЭС соответствует нормам безопасности, которые действовали на момент их изготовления. К примеру, применяемые сегодня ТУК-13 для ВВЭР-1000 вполне жизнеспособны (статистика говорит, что за более чем 50 лет не было серьезных проблем с транспортировкой ОЯТ российскими контейнерами), однако они были сконструированы задолго до введения новых требований к безопасности — их производство закончилось в 1990 году. За последние годы сформировались новые подходы к обеспечению безопасности вывоза ОЯТ со станций, поскольку увеличились начальное обогащение 235U (до 4,95 %) и длина топливного столба, изменились режимы эксплуатации реакторов (среднее выгорание топлива возросло до 68 ГВт∙сут/кгU), появилось требование о двух барьерах безопасности, запрещено использовать жидкую нейтронную защиту. Кроме того, появились новые мощные реакторы ВВЭР-1200 и ВВЭР-ТОИ: построена Нововоронежская АЭС-2 (с реактором ВВЭР-1200), строится Ленинградская АЭС-2, ВВЭР-ТОИ будет на Курской АЭС-2. Все эти факторы поставили перед госкорпорацей новую задаче: создать ТУКи нового поколения, удовлетворяющие современным требованиям МАГАТЭ к упаковке ядерных материалов. Вопрос о разработке новых контейнеров для перевозки отработавшего топлива с перспективой их использования для ВВЭР-1200 стал еще более актуальным в связи с амбициозными планами Росатома по строительству энергоблоков за рубежом. В 2000-х годах Росатом начал активно продвигать АЭС с российскими реакторами в другие страны. Новый виток зарубежной экспансии наступил после того, как кризис 2008 года привел к падению экономической активности в стране и, соответственно, к снижению спроса на электроэнергию. Теперь фокус активности госкорпорации сместился на зарубежные стройки, причем большинство контрактов включают все стадии строительства АЭС, от проектирования до обращения с ОЯТ. Согласно оценкам Росатома, по итогам 2017 года портфель зарубежных заказов госкорпорации на 10 лет вперед составит $137,3 млрд. Среди проектов с реакторами ВВЭР-1200 сегодня называют следующие АЭС: «ЭльДабаа», Египет; «Аккую», Турция; «Пакш-2», Венгрия; Белорусская; «Руппур», Бангладеш; «Ханхикиви-1», Финляндия. Для большинства из них потребуются ТУКи нового поколения. Пока еще в России не изготовлен серийно ни один контейнер для перевозки ОЯТ с реакторов ВВЭР-1200 (изготовлен и сертифицирован для ОТВС реакторных установок ВВЭР-1000/1200 опытный образец ТУК-137Д, разработан и сертифицирован ТУК-137Т) и ВВЭР-ТОИ. Именно эта перспективная задача и дает повод для конкуренции среди отечественных разработчиков. Борьба за перспективность Сейчас среди новых разработок все технические этапы подготовки к внедрению в транспортнологическую схему АЭС прошел ТУК-141О, разработанный ФЦЯРБ и Инженерным центром ядерных контейнеров (ИЦЯК) в рамках инвестиционного проекта по обновлению парков транспортноупаковочных комплектов. Уже изготовлен опытный контейнер, прошедший «холодные» испытанияна Калининской и Балаковской АЭС и осуществивший перевозку сборок ОЯТ с Балаковской АЭС на ПО «Маяк». Этот контейнер сертифицирован для российских АЭС с реакторами типа ВВЭР-1000. Подробно об этой разработке «АЭ» писал в номере 7 (октябрь 2017 года). Для завоевания зарубежного рынка ТУК-141О нужно модифицировать и сертифицировать под зарубежный проект (если будет принято решение использовать именно его). Другие организации также рассчитывают, что смогут поучаствовать в борьбе за зарубежные стройки. Саровский РФЯЦ-ВНИИЭФ работает над конструкцией ТУК-137. Изначально его конструкция с маркировками «Д» (на 20 ОТВС) и «Т» (на 18 ОТВС) была предназначена для вывоза и длительного хранения ОЯТ с атомных станций, где используются реакторы типа ВВЭР-1000/1200. Уже изготовлен и сертифицирован опытный образец ТУК-137Д, который прошел в 2017 году «холодные» испытания на ГХК. Ранее сотрудники института говорили, что с этим контейнером РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует выйти на международный рынок и обеспечивать потребности строящихся АЭС. Еще одна конструкция контейнера, изготовленная «Ижорскими заводами», — двухцелевой ТУК-151, который также ранее предполагалось использовать для международных энергоблоков, в частности для АЭС «Аккую», — он разработан как для ВВЭР-1000, так и для ВВЭР-1200. Судя по всему, формальным инициатором проекта обновления парка транспортировочных контейнеров стал ФЦЯРБ, который в октябре 2013 года выступил заказчикам открытого конкурентного выбора организации «для разработки, изготовления и поставки опытнопромышленного образца ТУК для транспортирования ОТВС реакторов ВВЭР-1000 с повышенным обогащением и выгоранием для целей лизинга». В марте 2014 года был сделан окончательный выбор наиболее перспективного проекта; в рамках процесса госзакупки (организатором выступил «Атомкомплект») в шорт-лист попали два образца: ТУК-141О от ИЦЯК и ТУК-137 от РФЯЦ-ВНИИЭФ. Победителем стал ИЦЯК, который обозначил стоимость производства опытного образца контейнера для ФЦЯРБ на уровне 53,8 млн руб. Саровский ТУК стоил на 20 % дороже (все это в ценах 2014 года). Однако в то время существовали и другие перспективные разработки: РТ-5023 (РФЯЦВНИИТФ), ТУК-151 («Ижорские заводы»), ТУК-138 вместимостью 12 и 18 ОТВС (ВНИПИЭТ), ТУК-146 (КБСМ). Сравнительная характеристика проектов контейнеров представлена в Таблице 1. Разработки находятся на разных стадиях, некоторые прекращены. В отдельном блоке мы подробно даем информацию почти по каждому из этих проектов. Дело за активными Сегодня наиболее активно свои разработки продвигают ФЦЯРБ и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Это не значит, что другие организации не занимаются контейнерами нового поколения, просто они не афишируют это в силу разных причин. Между этими конструкциями есть ряд принципиальных различий. Корпус ТУК-141О — это монолит, который льется из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Этот материал позволяет контейнеру соответствовать всем требованиям безопасности для перевозки ОЯТ — в случае аварии он сохраняет герметичность, не трескается, не хрупок, но пластичен. Многие эксперты полагают, что победа ТУК-141О в основном связана с использованием чугуна. Сегодня порядка 50–60 % контрактов за рубежом выигрывают именно такие контейнеры (например, разработки немецких компаний GNS и Siempelkamp). Чугун намного дешевле высокопрочной стали. При технологии монолитного литья трудоемкость изготовления корпуса ниже. Но и металлические контейнеры популярны за рубежом, к примеру, TN компании Transnucleaire (контейнер РФЯЦ-ВНИИЭФ близок по конструкции к ним). «Сегодня главное для российских разработчиков, желающих изготавливать контейнеры для зарубежных АЭС, — найти инвестиции и заказчика. Полностью готового контейнера для зарубежных проектов в России сейчас не существует», — говорит руководитель проектного офиса «Формирование системы обращения с ОЯТ» госкорпорации «Росатом» Константин Иванов. Так что у нескольких организаций есть шансы найти заказчика, в том числе и за рубежом, который бы заинтересовался их разработкой ТУКа. Потребность в новых транспортно-упаковочных комплектах в связи с реализацией международных проектов действительно существует, подтверждает К. Иванов. Правда, не сиюминутная: АЭС строится не менее шести лет, потом идет облучение первой загрузки топлива — это еще 4–5 лет, далее начинается его выдержка в бассейне до транспортировки — около 5 лет. Время для изготовления контейнера есть, но начинать работу нужно сейчас, так как иностранный регулятор, оценивая проект АЭС, хочет видеть всю цепочку обращения с ОЯТ, хочет знать, где и как будет храниться топливо, в чем оно будет транспортироваться. Кроме того, проектировщики станций должны знать, с каким контейнером им придется работать, и учитывать это при выборе оборудования, которое будет применяться на станциях (ГПМ, передаточная тележка, демпфирующие устройства и др.), габаритов шахты, размеров шлюза для передачи в реакторный зал контейнеров. Пока же проектировщики иностранных станций с реакторами ВВЭР-1000, ВВЭР-1200, ВВЭР-ТОИ имеют полную информацию только по ТУК-13. И у ТУК-141О, и у ТУК-137 есть преимущества. Последний, к примеру, имеет двухцелевой вариант (маркированный «Д»), что немаловажно для иностранных АЭС. Есть заказчики, которые предполагают длительно хранить отработавшее топливо у себя, а не вывозить. Ранее газета «Страна Росатом» цитировала гендиректора ФЦЯРБ Андрея Голинея, сказавшего, что «во всех новых проектах Росатома по сооружению АЭС за рубежом — в Турции, Египте, Бангладеш — нужны будут накопительные площадки для ТУКов». И здесь преимущество у саровских конструкций, одна из которых «заточена» и под транспортировку, и под хранение. Также, как уверяют в РФЯЦ-ВНИИЭФ, у ТУК-137 более высокие тепловые характеристики. То есть туда можно загрузить более горячие ТВС, имеющие большее выгорание или меньшее время выдержки, что сказывается на снижении времени их хранения в бассейне выдержки АЭС. Во ФЦЯРБ сообщили, что планируют модифицировать ТУК-141О под двухцелевой в случае заключения первого контракта на использование их продукции за рубежом. Еще одно различие двух перспективных транспортно-упаковочных комплектов — способы обращения с ними. В России используется преимущественно вертикальное обращение с ТУКами (горизонтальное — только на НВАЭС-2, опыта вывоза топлива с нее еще нет), но на ряде зарубежных АЭС практикуется схема передачи ТУКов в реакторный зал в горизонтальном положении. ТУК-141О, «заточенный» под российские АЭС, может быть перемещен только вертикально, а ТУК-137 приспособлен и для горизонтального перемещения. Несомненное преимущество контейнера ФЦЯРБ и ИЦЯК — то, что он уже опробован в действии, получил сертификацию и готов к применению. Речь идет об одобрении документации по серийному производству данных ТУКов в рамках инвестпроекта обновления парка контейнеров для вывоза ОЯТ с ВВЭР-1000 (ожидается до конца 2017 года). «То, что сейчас идет активная конкуренция между разработчиками за выход на иностранные рынки, мы только приветствуем. Это заставляет организации активно работать и не успокаиваться на достигнутых результатах. Ведь если в проекте какой-нибудь АЭС победит один ТУК, это не значит, что на других зарубежных АЭС не может быть другого вида контейнеров», — резюмирует К. Иванов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


«Готовим» ТУК: от идеи
до продукта
1. Формирование функциональных требований
к контейнеру: габаритно-массовым характе-
ристикам, возможности обслуживания.
2. Согласование ТЗ на конструкцию.
3. Разработка технического обоснования.
4. Разработка технического проекта (совокуп-
ности конструкторских документов с оконча-
тельным техническим решением и исходных
данных для рабочей документации).
5. Описание и расчет параметров основных
сборочных единиц и базовых деталей ТУКа,
описание принципов его работы, обосно-
вание выбора материалов и описание всех
конструкторских схем. Окончательные техни-
ко-экономические расчеты.
6. Обоснование ядерной и радиационной
безопасности, теплового состояния, герме-
тичности и стойкости к тяжелым аварийным
воздействиям.
7. Изготовление опытного ТУКа.
8. Проведение «бросковых» испытаний.
9. Сертификат-разрешение на конструкцию.
10. Изготовление «головного» образца ТУКа.
11. Проведение примерочных технологических
испытаний («холодных») и испытаний с исполь-
зованием реальных ОТВС («горячих»).
12. Сертификат-разрешение на перевозку.
13. Оформление приказа о начале серийного
выпуска.
14. При необходимости — сертификация ТУКа
соответствующими органами зарубежных
стран.

">


Вопрос директору
Внимание!
Не используйте в тексте вопроса персональные данные третьих лиц (фамилии, имена, телефоны и др), а также сведения о предприятии, которые могут носить секретный характер.
Отправляя данную форму, я соглашаюсь с тем, что передаваемые персональные данные будут храниться и обрабатываться в соответствии с законом ФЗ N 152 «О персональных данных»

© 2008–2016 АО ФЦЯРБ