Разработка новых видов топлива и конструкционных материалов

эффективной эксплуатации

2. Разработка новых и совершенствование имеющихся конструкционных материалов.

3. Совершенствование технологии получения конструкционных материалов и изготовления топливных кассет

4. Разработка методик и развитие расчетных кодов

и безопасную
эксплуатацию

ТВС унифицированных элементов конструкции
Разработка конструкции ТВС с интенсификаторами теплообмена
Оснащение ТВС антидебризным фильтром
Создание разборной конструкции ТВС.

2. Разработка конструкционных материалов и технологий их получения, отвечающих современным требованиям по условиям эксплуатации и безопасности АЭС.

3. Улучшение свойств топливной композиции с целью обеспечения безопасной эксплуатации до выгорания 72 Мвт·сут/кгU в условиях повышения мощности АЭС и с учетом реализации маневренных режимов.

4. Повышение обогащения топлива.

эфф.часов 30000
Максимальное обогащение, % 4.4
Загрузка топлива в ТВС, кг 494.5
Максимальное выгорание, Мвтсут/кгU 55

ТВСА

ТВС-2

мм)
топливная таблетка 7,6/1,2 мм
масса UO2 в кассете 524,1 кг
антивибрационная решетка
АДФ
разборность и ремонтопригодность

ТВСА-PLUS

ТВС-2М

Ядерное топливо ВВЭР-1000

Современное состояние

7,8/0 мм
масса UO2 в кассете 546 кг
8 (12) дистанционирующих решеток
3 перемешивающих решетки
антивибрационная решетка
АДФ
разборность и ремонтопригодность

Эксплуатируется в варианте с 8 ДР с 2006 г.

Современное состояние

Ядерное топливо ВВЭР-1000

ТВСА-АЛЬФА

мм,
Унифицированная головка

Перспективные ТВС
Унифицированная головка
12 ДР, ПР, АДФ
Топливный столб – 3680 мм
Таблетка ∅7,8/0 мм
Загрузка UO2 - 568,4 кг
Топливный цикл
3х510
5х333
Ожидаемый эффект от внедрения: увеличение длительности кампании на 9 %, или снижение количества ТВС подпитки на 6 шт. (относительно ТВСА-PLUS, ТВС-2М)

ТВСА-PLUS
АДФ,
Топливный столб – 3680 мм

ТВСA-АЛЬФА
ПР, АДФ, 12 ДР
таблетка ∅7,8/0 мм

Перспективы развития

18 твэлов 7,6/0,0
1 ТВСА-5М - 7,60/1,2 +18 твэлов 7,8/0,0

- твэлы 7,8/0,0 или 7,6/0,0 (4,4 %)

- твэлы 7,6/1,2 (4,4 %)

- твэлы 7,6/1,2 (4,95 %)

21-я топливная загрузка
на блоке №1 Калининской АЭС (2005-2006 год)

6 ТВСА-АЛЬФА - 7,80 / 0,0
1 ТВСА-5М - 7,60/1,2 + 18 твэлов 7,6/0,0 ( 60,3 МВт*сут/кгU)
1 ТВСА-5М - 7,60/1,2 + 18 твэлов 7,8/0,0 ( 59,3 МВт*сут/кгU)

Картограмма размещения ТВС в 25-й топливной загрузке
на блоке №1 Калининской АЭС (2009-2010 год)

лет эксплуатации

2 ТЦ

5ТЦ

тепловых потоков за счет применения решеток-интенсификаторов
Усовершенствованные циркониевые сплавы
Топливо с увеличенным зерном

Требования ТЗ на
АЭС-2006:
Тепловая мощность 3200 МВт (Твх=298,8 °С, массовое паросодержание до 13%)
Топливные циклы 5×1 год/ 3×1,5 года при выгорании по ТВС до 70 МВт·сут/кгU
Маневрирование мощностью

Ядерное топливо ВВЭР:
проект АЭС-2006

трубы ТВСА и ТВС-2, уголки жесткости ТВСА;
Э110 – оболочки и заглушки твэлов, дистанционирующие решетки;
Э125 – чехлы 5-го блока ВВЭР-1000 НВАЭС

ТВСА

Оболочечные трубы

Направляю-щие каналы

Уголки жесткости

ТВС-2

Дистанциони-рующие решетки

Области применения разработок и исследований

и предложены сплавы Э110М, Э635М и Э125 в качестве материалов оболочек твэлов и комплектующих ТВС.
Для реализации комплекса НИОКР по обоснованию и внедрению сплавов Э110М, Э635М и Э125 в качестве материалов оболочек твэлов и комплектующих ТВС разработана программа «Обеспечение конкурентоспособными циркониевыми материалами развивающейся атомной отрасли России».

Развитие циркониевых материалов

Э125 опт. в реакторе ВВЭР-1000 с 2011 года.

Развитие циркониевых материалов

зерен

Понижение выхода г.п.д. при скачках
мощности (RIA, Condition 2)

Повышение порога PCI

Топливо высокого выгорания UO , (U,Gd)O

2

2

высокого выгорания UO , (U,Gd)O

2

2

твэлов

RIA
LOCA

RAMP

Испытание твэлов нового поколения

(таблетки с ц.о. 1,2 мм, таблетки без ц.о., крупное зерно, утоненная оболочка)

снижение концентрации борной кислоты

Получения данных для лимитной кривой по допустимому скачку линейной мощности

Испытание твэлов нового поколения

с утоненными оболочками и таблетками без ЦО и с твэгами.
Критериальные эксперименты с отработавшими твэлами ВВЭР с утоненными оболочками и таблетками без ЦО и с твэгами на импульсном реакторе (БИГР).

RIA

Испытание твэлов нового поколения

LOCA в паро-водяной петле реактора МИР с отработавшими твэлами ВВЭР с утоненными оболочками и таблетками без ЦО.

LOCA

Испытание твэлов нового поколения

и
совершенствование
расчетных кодов

Развитие
циркониевых
сплавов

Разработка
топливных
композиций