Ученые из Научного и Топливного дивизионов «Росатома» успешно завершили эксперимент «Маневр-1», в котором исследовались параметры ядерного топлива для реакторов ВВЭР-1200 в режиме суточного маневрирования мощностью реакторной установки.

Испытания проводились в исследовательском реакторе МИР на площадке димитровградского НИИ атомных реакторов (АО «ГНЦ НИИАР», входит в научный дивизион) по заказу АО «ТВЭЛ» (управляющая компания Топливного дивизиона «Росатома»). Объектом исследования стали тепловыделяющие элементы в различном исполнении по топливной композиции (с интегрированным в топливо выгорающим поглотителем и без него). Сценарий проведения испытаний в исследовательском реакторе обеспечил полную имитацию эксплуатации ядерного топлива в режиме суточного маневрирования мощностью энергоблока ВВЭР-1200 в 18-месячном топливном цикле.

Результаты эксперимента будут использованы для дополнительной верификации проектных кодов и подтверждения надежности ядерного топлива в суточном графике несения маневренной нагрузки. В ходе испытаний моделировалась работа реактора в режиме маневрирования, представляющего собой суточный цикл изменения тепловой мощности реактора в диапазоне от 100% до 40% от номинального значения. Этапы изменения мощности соответствовали стандартным фазам суточного потребления электроэнергии в энергосистеме: ночная разгрузка (семь часов работы на мощности 40%), утренняя нагрузка (четыре часа на мощности 100%), дневная разгрузка (четыре часа на мощности 40%), а также вечерняя нагрузка (девять часов на мощности 100%). Реакторные испытания продолжались в течение 224 эффективных суток, за это время было выполнено 218 циклов снижения-увеличения мощности.

По итогам реакторных испытаний и послереакторных исследований российское ядерное топливо полностью подтвердило свою работоспособность в режиме суточного маневрирования мощностью. Эксплуатация в маневренном режиме не оказала существенного влияния на его основные характеристики (внешний вид, геометрия, температура топлива, давление газа внутри твэла, коррозийное состояние оболочек и др.), все испытанные тепловыделяющие элементы сохранили герметичность.

«Результаты исследования подтвердили, что ядерное топливо производства «Росатома» полностью сохраняет целостность и работоспособность в условиях многократного быстрого изменения линейной мощности твэла. Это еще один шаг на пути к обоснованию эксплуатации российских реакторов большой мощности в маневренном режиме. Наши отраслевые исследования по повышению эффективности атомной генерации вызывают значительный интерес со стороны зарубежных операторов АЭС российского дизайна. В частности, для реакторов ВВЭР-1200 – это обоснование эксплуатации в маневренном режиме, для реакторов ВВЭР-1000 – обоснование эксплуатации энергоблока на повышенной мощности до 107% от номинальной», отметил старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов.

В мировой практике атомные электростанции, как правило, эксплуатируются в режиме базовой нагрузки, а баланс потребления и спроса в энергосистеме регулируется за счет высокоманевренной генерации (газовой и гидроэнергетики), а также перетоков электроэнергии. Маневрирование мощностью атомных энергоблоков актуально для отдельных региональных или национальных энергосистем с высокой долей атомной генерации (например, в энергопрофицитных регионах это поможет более равномерно загружать все генерирующие мощности).

В отдельных странах, где растет доля возобновляемой энергетики, мощность которых не регулируется и зависит только от погоды, но при этом нет развитой гидрогенерации или высокоманевренных газовых электростанций, маневрирование мощностью АЭС может одним из решений для более эффективного балансирования энергосистемы в целом. Ожидается, что маневрирование мощностью поможет повысить гибкость и эффективность энергосистем, и в конечном итоге – стать еще одним фактором конкурентоспособности атомной энергетики.