Алексей Антяскин (aniskin1968) wrote,
Алексей Антяскин
aniskin1968

Categories:

НЗХК: как производят ядерное топливо в Новосибирске

Производство
Новосибирский завод химконцентратов — крупнейшее предприятие ядерно-топливного цикла России. Около 6% энергетических реакторов мира работают на топливе, изготовленном на НЗХК. Ещё завод известен как единственный в стране производитель металлического лития и соединений на его основе. Его продукция покрывает 70% от мирового потребления Лития-7. Предприятие входит в структуру топливной компании ТВЭЛ госкорпорации «Росатом».</p>

1. История НЗХК началась в 1948 году, когда площадку для автомобильного завода в Калининском районе Новосибирска передали под строительство предприятия оборонного назначения. В 1951-м здесь выпустили первую продукцию. Предполагалось, что основной задачей завода будет изготовление топливных элементов для советских АЭС и исследовательских реакторов, однако предприятие стремительно развивалось и осваивало новые направления. Сегодня это высокотехнологичный производственный комплекс, чья продукция востребована не только в России.




  • © img.geliophoto.com

2. Площадь предприятия — 120 гектаров. Здесь расположены 9 цехов, в которых трудятся 1350 человек. Основной вид деятельности завода — выпуск топлива и материалов для атомной отрасли. Ещё здесь производят литий и его соединения, а также цеолитные катализаторы для нефтегазопереработки и нефтехимии. НЗХК много раз становился обладателем престижных наград за качество продукции.



  • © img.geliophoto.com

3. Технологическая цепочка производства топливных таблеток для твэлов (тепловыделяющих элементов) начинается с изготовления порошка диоксида урана. Его делают из обогащённого гексафторида урана, который поступает на завод в стальных контейнерах.



  • © img.geliophoto.com

4. Чтобы получить диоксид урана, сырьё подвергают высокотемпературному пирогидролизу, обрабатывают гидроксидом аммония, а выпавший осадок отфильтровывают и обжигают.



  • © img.geliophoto.com

5. Производство ядерных топливных таблеток — долгий и сложный процесс, который включает подготовку пресс-порошка, прессование, спекание, шлифование и контроль качества.



  • © img.geliophoto.com

6. Порошок диоксида урана хранится в биконических контейнерах. В них же его перемешивают до однородной смеси с пластификатором с помощью смесительного станка. Добавка помогает таблетке лучше спрессовываться.



  • © img.geliophoto.com

7. Одна таблетка весом 5 грамм по энергии тепловыделения равна 640 килограммам древесины, 400 килограммам каменного угля, 360 кубическим метрам природного газа и 350 килограммам нефти.



  • © img.geliophoto.com

8. После прессования топливные таблетки попадают в печи, где их спекают в водородной восстановительной среде при температуре 1750 °C. На это уходит больше 20 часов.



  • © img.geliophoto.com

9. После охлаждения таблетки отправляются на шлифовку, это нужно для того чтобы подогнать их под размер трубчатой оболочки.



  • © img.geliophoto.com

10. Сотрудник готовит специальную тару для расфасовки таблеток.



  • © img.geliophoto.com

11. Последний этап — производственно-технический контроль. Таблетки ядерного керамического топлива осматривают, проверяют их плотность, содержание урана и примесей, а также термическую стабильность.



  • © img.geliophoto.com

12. В год на предприятии производят более 600 тонн топливных таблеток.



  • © img.geliophoto.com

13. Все работы ведутся в герметичных боксах через специальные перчатки.



  • © img.geliophoto.com

14. Это автоматизированная линия, на которой производят тепловыделяющие элементы. По сути, она представляет собой единый комплекс, в котором технологические и контрольные операции объединены со средствами сбора информации.



  • © img.geliophoto.com

15. Чтобы улучшить теплоотдачу оболочки твэла, его свободный объем заполняется гелием и герметизируется с помощью специальных заглушек.



  • © img.geliophoto.com

16. Здесь трубки заполняют таблетками диоксида урана.



  • © img.geliophoto.com

17. Твэл для водоохлаждаемых реакторов выглядит как тонкая трубчатая оболочка из циркониевого сплава. Его диаметр — 9 миллиметров, а длина — около 4 метров.



  • © img.geliophoto.com

18. Твэл нужен чтобы генерировать тепловую энергию и вызывать саморазогрев урановой таблетки.



  • © img.geliophoto.com

19. Готовые трубки перемещают в специальных в транспортных контейнерах.



  • © img.geliophoto.com

20. На предприятии действует современная система менеджмента качества. Здесь пристально следят за окружающей средой, безопасность труда и здоровьем сотрудников.



  • © img.geliophoto.com

21. Следующий этап — производство тепловыделяющих сборок (ТВС). Эти работы ведутся на автоматизированных стендах, установленных в линию.



  • © img.geliophoto.com

22. Обычно ТВС имеют форму шестигранника, разные модели отличаются друг от друга конструкцией каркаса и других составляющих.



  • © img.geliophoto.com

23. Каналы и дистанционирующие решётки, в которые затем установят «пучок» из 312 твэлов.



  • © img.geliophoto.com

24. Так выглядит процесс сварки каналов и дистанционирующих решёток.



  • © img.geliophoto.com

25. На современной АЭС в активной зоне реактора мощностью 1000 МВт одновременно работает 163 ТВС, содержащих около 50 тысяч твэлов, в которых находится около 80 тонн урана.



  • © img.geliophoto.com

26. Срок службы одной ТВС в реакторе — 4-5 лет. За это время конструкция вырабатывает тепловую энергию, которой достаточно, чтобы получить около 200 миллионов КВт·часов электроэнергии. За месяц столько расходует 1 миллион квартир.



  • © img.geliophoto.com

27. Радиационный контроль — один из обязательных этапов производственного цикла.



  • © img.geliophoto.com

28. После тщательной проверки тепловыделяющие сборки готовы к транспортировке.



  • © img.geliophoto.com

29. Продукция завода отправляется к потребителям в защищённых контейнерах — по две ТВС в каждом.



  • © img.geliophoto.com

30. Сегодня завод производит тепловыделяющие сборки не только для реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 российского дизайна, но и для энергоблоков PWR, которые активно используются на западе. На ядерном топливе, изготовленном на НЗХК, работают АЭС в Болгарии, Украине, Индии, Иране, Китае и Швеции, а скоро должны начаться поставки в США.



  • © img.geliophoto.com

31. НЗХК не только покрывает нужды атомно-энергетической отрасли, но и развивает неядерные производства. Ключевое из них — производство лития и его соединений.



  • © img.geliophoto.com

32. Чтобы литий проявлял свои полезные свойства наиболее полно, он должен быть хорошо очищен от природных и техногенных примесей.



  • © img.geliophoto.com

33. Чистота лития, производимого в Новосибирске, составляет 99.999% — это лучший показатель в мире.



  • © img.geliophoto.com

34. Кроме привычного металлического лития завод производит гранулированный хлористый литий и является крупнейшим из двух мировых производителей Лития-7. Кстати, литий это самый лёгкий металл, известный науке. Из всех металлов у него самая низкая плотность, почти в два раза ниже плотности воды.



  • © img.geliophoto.com

35. Литиевую продукцию закупают производители химических источников тока (литиевых батареек и аккумуляторов), металлургические предприятия и компании химической отрасли. Литий-7 используется в ядерной энергетике как химический реагент и как добавка в теплоноситель первого контура реакторов типа PWR.



  • © img.geliophoto.com

36. Ещё одно направление работы завода — производство цеолитных катализаторов для нефтехимии и нефтегазопереработки.



  • © img.geliophoto.com

37. Цеолитную продукцию, которая используется для получения моторных топлив, поставляют в российские регионы, страны Восточной Европы, на Ближний Восток, а также в Швецию, Индонезию и Вьетнам.



  • © img.geliophoto.com

38. Другим важным направлением стало производство ядерного топлива для исследовательских реакторов. Оно используется в научных и академических центрах в России и за рубежом.



  • © img.geliophoto.com

39. Высоким спросом пользуются твэлы нового поколения с пониженным обогащением по изотопу урана-235.



  • © img.geliophoto.com

40. Всего с начала производства на НЗХК изготовили 40 тысяч тепловыделяющих сборок 56-ти разных модификаций, предназначенных для исследовательских реакторов разных типов.



  • © img.geliophoto.com

Tags: обзоры
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments