рейтинг блогов

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске

топ 100 блогов gelio06.02.2024 НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске

Новосибирский завод химконцентратов (НЗХК) входит в состав компании ТВЭЛ и относится к топливному дивизиону Росатома. ТВЭЛ — монополист по поставке ядерного топлива для российских АЭС, судовых и исследовательских реакторов страны. Росатом контролирует всю цепочку работы АЭС — от добычи ураносодержащей руды и постройки атомных станций до регулярной поставки топлива. А на НЗХК это топливо производят.

В цехах НЗХК выпускают таблетки из спрессованного диоксида урана, укладывают их в трубки из циркониевого сплава и собирают в тепловыделяющие сборки (ТВС), которые затем отправляются на атомные станции. Завод выпускает ТВС для реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР 1200, которые Росатом строит в России, Европе, Азии и на Ближнем Востоке. Часть ТВС производятся для распространённых на западе серии PWR, а также для исследовательских реакторов. Росатом — оператор 20% всех исследовательских реакторов в мире.

В 2023 году Новосибирский завод химконцентратов отметил 75-летний юбилей. Каждый шестой реактор в мире работает на ядерном топливе ТВЭЛ. Кроме ядерного топлива, на заводе выпускают самый чистый в мире литий, а Литий-7 закрывает 70% мирового потребления.



1. Ядерное топливо — это не просто вещество, которое перерабатывается в реакторе и генерирует тепловую энергию. Это сложное техническое устройство, которое позволяет реализовать процесс ядерного деления. То есть нельзя просто взять уран и «залить» его в «бак» реактора — всё гораздо сложнее.

В качестве ядерного топлива используют тепловыделяющие сборки (ТВС) — это кассеты, которые состоят из нескольких сотен тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) и несущего каркаса. Если проще — это приблизительно 300 тонкостенных трубок диаметром 9 мм и длиной около 4 метров, которые собраны в единую конструкцию. А каждая трубка заполнена таблетками из спрессованного диоксида урана и заварена с двух сторон. Именно такие ТВС — конечный продукт Новосибирского завода химконцентратов.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



2. Урановая руда для производства топлива добывается в Забайкальском крае и Казахстане. На добывающих предприятиях получают сухой урановый концентрат — «жёлтый кек». Затем концентрат очищают от примесей (аффинаж) и переводят в гексафторид урана с природным содержанием изотопа U-235. В таком виде продукт приходит на обогатительный комбинат — и, наконец, отправляется на НЗХК. На заводе из сырья делают ядерное топливо и собирают ТВС для атомных станций.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



3. Внутри ТВЭЛ находятся топливные таблетки — прессованный и шлифованный диоксид урана. Вес одной таблетки — 4,5-5 грамм. По эффективности она заменяет 900 кг каменного угля, 750 м³ газа или 650 кг нефти.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



4. На первом этапе производят порошок диоксида урана. Важно получить однородную по составу и физическому состоянию партию гранулированного пресс-порошка — для этого в финале техпроцесса прессуют «шашку», а затем дробят её и разделяют на фракции. Получившийся пресс-порошок используют для изготовления топливных таблеток.

Изготовление начинают со смешивания пластификатора, порошков алюминия и диоксида урана. На НЗХК впервые в истории начали процесс «сухого» прессования топливных таблеток — это обеспечивает ядерную и экологическую безопасность производства. Затем таблетки 20 часов спекаются в водородной восстановительной среде при температуре 1750 °C. Готовые таблетки калибруют, шлифуют поверхность. После этого они готовы к сборке.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



5. Готовые топливные таблетки помещают в тонкостенные трубки из циркониевого сплава. По краям трубку герметизируют заглушками и заваривают. В результате получается ТВЭЛ — тепловыделяющий элемент, готовый к сборке в ТВС.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



6. Установка для загрузки таблеток диоксида урана в трубку ТВЭЛ.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



7. НЗХК производит 600 тонн топливных таблеток в год. На заводе есть оборудование для полного цикла изготовления — от подготовки сырья до выпуска готовых ТВС для отправки на АЭС.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



8. Трубки ТВЭЛ размещаются в ТВС на определённом расстоянии друг от друга. Чтобы соблюдать это расстояние, используют дистанционирующие решётки со специальными металлическими ячейками. Каждая ячейка — это шестигранная призма с полукруглыми выступами, направленными внутрь. Такая конструкция позволяет вставить трубку «с натягом» и получить более жёсткое соединение и надёжную конструкцию — это важно при транспортировке и эксплуатации готовой ТВС.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



9. Сборка дистанционирующих решёток во многом происходит вручную — оператор заполняет их ячейками, в которые затем вставляются ТВЭЛ.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



10. Финальный этап сборки решётки — контроль расположения ячеек.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



11. Сборка ТВС. Каждая трубка ТВЭЛ вставляется в определённую ячейку. В ТВС входит примерно 300 ТВЭЛ. А на современной АЭС в активной зоне реактора мощностью 1000 МВт одновременно работает 163 ТВС, содержащих около 50 тысяч ТВЭЛ, в которых находится около 80 тонн урана.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



12. На участке сборки ТВС находятся в разной стадии готовности. Когда все ТВЭЛ занимают свои места в дистанционирующих решётках, сверху и снизу к каркасу присоединяется головка и хвостовик для закрепления ТВС в корпусе реактора и организации потока теплоносителя.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



13. Линия для загрузки ТВЭЛ в дистанционирующие решётки.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



14. Постепенно ТВЭЛ заполняют все ячейки на определённом расстоянии друг от друга.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



15. Конструкция герметизируется и заваривается. Перед этим свободное пространство заполняют гелием под давлением 2 МПа — это повышает равномерность распределения тепла и устойчивость оболочки.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



16. Финальный контроль готовой ТВС.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



17. Готовые ТВС отправляются на атомные электростанции в защищённых контейнерах — по две в каждом. Завод выпускает ТВС для реакторов ВВЭР-1000, ВВЭР 1200 и PWR. Каждая шестая АЭС в мире работает на топливе НЗХК. Тепловыделяющие сборки служат по 4-5 лет.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



18. Кроме топлива для АЭС, завод выпускает ещё несколько линеек продукции. Одно из направлений — производство лития. Главное преимущество лития НЗХК — химическая чистота. По этому параметру завод занимает первое место в мире — выпускает литий с чистотой 99,999%. Литий закупают производители батареек и аккумуляторов, металлургические предприятия и компании химической отрасли.

НЗХК — крупнейший из двух мировых производителей Лития-7, который используют как реагент для ядерной энергетики и добавку в теплоноситель первого контура реакторов типа PWR. Продукция завода покрывает 70% мирового потребления Лития-7.

НЗХК — производство ядерного топлива в Новосибирске



Мой instagram: @stepanovslava


Оставить комментарий

Предыдущие записи блогера :
Архив записей в блогах:
Сейчас в кабинете у нас сидит 6 человек и только я один не окольцован. Задумался над этим немного. Как говорит Оля lelik63 - "я бегу от реальности". Интересно, от какой такой реальности я бегу? Что мне надо на первой встречной жениться и быстрей заводить семью ибо уже года ...
Здравствуйте уважаемые Намедни тут увидел Указ президента Казахстана Касым-Жомарта Токаева о переименовании столицы из Нур-Султана в Астану Ну что же. Эту будет уже 6(!) переименование в не очень долгой истории этого красивого города. Наверное, это мировой рекорд исходя из количеств ...
(С) Фотография Федотова ( matholimp ) Валерия Павловича 2 декабря 2022 года с https://prohodimcy.livejournal.com/3298372.html . В продолжение https://voda-78-ru.livejournal.com/171631.html и ...
Наверное, логично бы было начать отчет о Сумах со злачных туристических мест, но я начну нелогично хронологически, т.е. от начала приезда в город и до перемещения к центру, где и находятся эти основные туристические достопримечательности. Сумы - город с населением 265 тыс. жителей, я ...
Эти люди восхитительны. Они никогда не отчаиваются, не устают, не разочаровываются и не останавливаются. Один вариант не прошел, второй, сотый – не имеет никакого значения. Всё равно будет следующий, пока не сработает. А если ничего не сработает, так хоть погреемся. С денацификацией и ...