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日志

 
 

【转载】俄罗斯核燃料生产揭秘  

2014-03-21 15:32:35|  分类: 百科 军事 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自巡航者《俄罗斯核燃料生产揭秘》

       “新西伯利亚化学浓缩厂”开放式股份公司Открытое акционерное общество “Новосибирский завод химконцентратов”是世界领先的核燃料产商,不仅为俄罗斯,也为世界上14个国家的100多座核反应堆、研究堆提供产品,同时也是是俄罗斯唯一的锂金属及其盐类的制造商。隶属于属于“俄罗斯联邦原子能机构”下属TVEL燃料公司。2011年前9个月的初步结果:收入 20651 万卢布,出口10607万美元。
       近日,俄罗斯一个网友参观了该企业,并发布了一组照片,让我们去看看这里是如何生产核燃料的。

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       这就是该公司为VVER-1000反应堆提供的标准燃料组件FA-2,左为示意图,中图为实际外型,右图为燃料棒的结构俄罗斯核燃料生产揭秘 - 巡航者 - 军工.科技.新知

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工厂全貌

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车间的屋顶,有大量通风系统

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生产燃料棒和研究堆燃料组件的车间

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采用超临界高温水解工艺生产二氧化铀粉末

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装载六氟化铀的容器

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生产监控室,将二氧化铀粉末造粒成燃料球

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造粒车间,大家可以看见那几台造粒机,内部将增塑剂与二氧化铀粉末混合制成颗粒

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已经完成的二氧化铀燃料颗粒,还有一道工序

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这是烧结炉的火焰,这是后一道工序,将前面完成的颗粒进行在氢气氛保护下1750度的烧结,退火,最后制成陶瓷颗粒

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陶瓷核燃料颗粒的生产和检验。此时的一颗小小燃料颗粒,其中包含的4.5克核燃料能量相当于400公斤煤,360立方米天然气或350公斤石油。

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操作人员带着特制的手套,在有防护设施的操作箱里进行所有工作。

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将处理好的颗粒进行包装,采用特制的容器

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生产的燃料棒和核电厂的燃料组件车间

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核燃料棒的生产完全自动化

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这就是标准的核燃料棒,长4米的锆合金管内部充满了二氧化铀燃料颗粒。

       为改善VVER-1000反应堆的燃料循环,使燃料组件在堆内使用时间达到5年、平均卸料燃耗约为55-60GWd/tU,俄罗斯设计了新一代VVER-1000燃料组件。该组件的主要特点是:燃料棒包壳、导向管、中心管、格架和刚性框架(Stiff Frame)均采用了新型锆合金E635,与E110合金(锆-1%铌)比较,E635合金在抗腐蚀、抗吸氢、抗生长、抗蠕变等性能方面都优于E110合金,因此,E635合金适合于做长循环、高燃耗组件的结构材料。

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正在移动集装箱运输的成品燃料元件

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下面我们看见的就是水-水1000(VVER-1000)核反应堆的 燃料组件(FA)的生产

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确保每根燃料棒安装了紧固件

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将燃料棒焊接安装在隔离框架上,每个框架安装312根燃料棒,成为一个标准的FA 燃料组件

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技术员在检查

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自动化的生产线

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正在装配组件

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QA正在进行检验

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每根棒上都喷涂条形码

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正在检查间距是否合格

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成品FA就是酱紫的

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控制和包装成品燃料组件

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成品组件采用双容器包装和运输

:水-水1000反应堆(俄文:Водо-водяной энергетический реактор,英文音译:Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor; 英语:Water-Water Energetic Reactor)。苏联时代开发的的两种主要民用核反应堆型是RBMK和VVER,前者是石墨慢化的压力管沸水堆,也就是著名的切尔诺贝利核事故的堆型。后者是符合世界潮流的压水堆。
       第一代VVER是功率较小的VVER-210和VVER-365,没有批量建造。第二代VVER是VVER-440,440代表的是440MW功率,带有两个子型号VVER-440/V230和VVER-440/V213,形成了标准化。但是这个系列的安全性不怎么高,V230甚至没有应急堆芯冷却系统(ECCS),V213虽然有ECCS但是标准设计中却没有安全壳。
       第三代是VVER-1000,是在VVER-440/V213基础上发展而来的,增加了许多安全系统,并且终于有了标配的安全壳,后来也在其基础上研制了改进后的VVER-1200和VVER-1500。该系统的主要先进性包括:广泛使用高可靠性的非能动性安全系统不需外部电源的运行允许在发生事故时反应堆设备在没有运行人员的干预下能在一段时间内冷却下来大约需要24~72 小时;堆芯燃料产生热效率较低使得事故演变较慢而使必须的措施有可能进行甚至是在事件进展的超过设计基准的情况下;设计通用的运行系统并考虑可能使用能动性安全系统;使用双层安全壳内层密封壳和外层壳能够抵挡像飞机撞击和爆炸这样的外部冲击;管理超过设计基准事故的防备系统在加强安全的同时 核电站设计者对降低建造和运行费用采取了有效措施可由以下几种方法来增强经济效益;通过改善设备及空间的安排减少非能动性系统中混凝土金属阀泵和电缆的消耗量减少能动性系统的数量;由于堆芯功率密度的降低和每堆芯寿期更大数量的更换燃料对给定富集度的燃料增加了燃耗;长的核电站服役寿期50~60 年。
       VVER-1000在苏联主要是V-320型,改用西方控制系统后形成了V-428,又称为AES-91,向中国出口并参与了2002年的芬兰核电站竞标。更先进的是VVER-1000/V-392,又被称为AES-92,卖给了印度,俄罗斯新建的核电站也有采用,同时也参与了三门和阳江核电站的竞标,当然最后无悬念地失败了。VVER-1200 AES-2006就是在AES-92的基础上研制的。
       所有VVER都有一个特点,其蒸汽发生器是卧式的,这与西方压水堆通行的立式蒸汽发生器不同。VVER家族当中还有热电联产堆VK-300,但它已经变成了沸水堆,是从VK-50发展而来的,但采用VVER-1000的反应堆容器。俄罗斯一度和法国人联合开发中等功率堆VVER-640/V-407,但是后来研制计划放弃了,转向了大功率的VVER-1200和VVER-1500。

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中国田湾核电站采用的就是俄罗斯的VVER-1000反应堆 

附:另外一个俄罗斯网友在今年早些时间发布的图片,但是拍摄质量和水平都不如本文所发,大家可以对比参考

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