книги из ГПНТБ / Петросьянц А.М. Атомная энергетика зарубежных стран. США, Канада, Великобритания, Франция, ФРГ, Италия, Швеция, Швейцария, Япония

Реактор AGR в Уиндскейле интенсивно используют для проведения экспериментов но облучению топлива, графита и других материалов. Ведутся работы по улучше­ нию механических, физических и других свойств топли­ ва, чтобы увеличить срок его службы. С учетом этих изме­ нений изготовлено топливо для реакторов АЭС «Дандж- иесс-Б» и «Хинкли-Пойнт-Б». Реактор AGR в Уиндскейле частично загружался модифицированными топливными стержнями для получения опыта работы на них. Кроме того, проводятся исследования по улучшению оболочек топливных покрытий, изучено воздействие различных ингибиторов на реакцию графита с теплоносителем (угле­ кислым газом). Это дало возможность определит!» состав теплоносителя с хорошими ингибирующими характери­ стиками для промышленного реактора тина AGR.

Строительство АЭС с реакторами AGR продолжается довольно ускоренными темпами. Уже изготовлены ком­ плекты твэлов для первой загрузки реакторов АЭС «Данд- жнесс-Б» и «Хинкли-I 1ойнт-Б» (табл. 4.10).

Т а б л и ц а 4.10

Характеристика АЭС «Данджнеее-П» и «Хипкли-Поннт-П»

11а АЭС «Данджнесс-Б» и «Хинкли-Пойнт-Б» устанав­ ливаются по два реактора одинаковой мощности и анало­ гичной конструкции.

111

В области атомной энергетики УАЗ ведет, как мы видим, работы по эксплуатации существующих типов реакторов первого поколения (MK-I), по совершенствова­ нию их и переходу к реакторам типа AGR (iMK-11). УАЗ осуществляет переход и к более совершенным тепловым реакторам типа SGHWR и HTR, поощряет и проводит работу по созданию и эксплуатации реакторов-размно­ жителей на быстрых нейтронах типа 1JFR и PFR.

Курс, взятый руководящими научными кругами УАЗ в ранний период на создание и внедрение в английскую промышленность атомных электростанций с газоохла­ ждаемыми реакторами, не случаен. Английские ученые хотели решить сразу две задачи: получать в достаточном количестве плутоний (для военных целей) и одновременно электрическую энергию.

Для этих целей принятый в то время в Келикобритании тип газоохлаждаемого реактора с графитовым замед­ лителем и ядерным топливом в виде природного урана подходил как нельзя лучше.

Реакторы с газовым охлаждением и графитовым замед­ лителем сравнительно просты, с недорогим топливным циклом, используют природный уран без дополнитель­ ного обогащения. Скорость получения плутония в них достаточно высока (значительно больше, чем в водо-водя- пых реакторах). Так, в реакторе электрической мощностью 1000 Мет в год можно получить 500—600 кг плутония вместо 300 кг в реакторах, охлаждаемых обычной водой. Однако сооружение этих реакторов требует высоких капитальных затрат, что в настоящее время делает их недостаточно конкурентоспособными.

Но фактор получения большого количества плутония для военных целей терял свою привлекательность, когда дело шло к прямой конкуренции атомных электростанций с обычными тепловыми, работающими на органических видах топлива.

Переход на более совершенные типы реакторов для

лой водой и теплоносителем — обычной водой является, несомненно, шагом вперед для английской атомной энергетики. Тяжелая вода — один из лучших видов замед­

1 1 2

лителей быстрых нейтронов, при котором бесполезные потери их сводятся к минимуму. Но физическим данным реакторы с тяжеловодным замедлителем и теплоносителем являются наилучшими.

В тяжеловодных реакторах можно использовать не только природный, но и слабообогащенный уран, а также торий, что делает возможным решение проблемы топлив­ ных уран-ториевых ресурсов. Однако высокая стоимость тяжелой воды, а также большое количество ее, необходи­ мое для заливки в реактор, резко ограничивают примене­ ние реакторов такого типа. Во всяком случае, в мировой практике эти реакторы такого широкого распространения (кроме Канады), как реакторы водо-водяного типа, не получили.

Очевидно, указанные причины и привели к тому, что в Великобритании не приняли еще достаточно четкой программы по развитию национальной атомной энергетики. В качестве дополнительных препятствий послужили неприятности, выявившиеся в результате длительной эксплуатации магноксовых газоохлаждаемых реакторов

MK-I.

Установлено, что в среде горячего углекислого газа узлы реакторов, изготовляемые из мягкой стали, подвер­ гаются коррозии. Причем эти коррозионные явления настолько сильны, что приводят даже к опасному раз­ рушению стали. Коррозия стальных компонентов внутри реакторов иод воздействием горячей двуокиси углерода, как показали данные, намного превышает расчет­ ную.

После проведения необходимых ремонтно-восстанови­ тельных работ и соответствующих исследований УАЭ вынуждено было дать указание снизить температуру

мого и последнего из числа эксплуатируемых магноксо­ вых реакторов (типа MK-I) в Уилфе. И заявлении, сделан­ ном главным подрядчиком АЭС консорциума HNDC, было указано, что АЭС в Уилфе не будет работать на полной мощности и проектных температурах из-за выявившейся

При температуре на 50° G ниже проектной. В этих усло­ виях электрическая мощность АЭС составит 900 Мет, что примерно на 20% ниже проектной. Это обстоятельство не могло не вызвать недоверия к газоохлаждаемым реак­ торам, в том числе и к усовершенствованным реакторам типа AGR.

В конце 1970 г. правительством Великобритании была создана специальная комиссия под руководством II. Винтера, в которую вошли руководители ЦЭУ и УАЭ для определения новой стратегии развития атомной энер­ гетики в Англии.

Эта комиссия, по сообщениям печати, представила доклад, в котором изложила основное направление раз­ вития атомной энергетики.

Предложения комиссии свелись к следующему. Все усилия должны быть сосредоточены на создании реак­ торов на быстрых нейтронах. Завершить строительство пяти атомных электростанций с реакторами с газовым охлаждением, находящихся в стадии строительства, и в последующем прекратить сооружение уран-графитовых реакторов с углекислым газом в качестве теплоносителя; перейти к строительству атомных энергетических реакто­ ров с водой под давлением или кипящих. В более долго­ срочной перспективе провести технические изыскания для отработки методов создания высокотемпературных реакто­ ров на быстрых нейтронах также с гелиевым теплоноси­ телем.

Эти предложения комиссии явились тяжелым ударом для всей системы ядерной промышленности Англии и мно­ гих компаний, вложивших большие капиталы в реакторы с газовым охлаждением. Считают, что на эту программу затрачено 1500 млн. фунтов стерлингов.

Принятие такого решения можно расценивать как капитуляцию газо-графитового направления в реакторостроении. Оно не могло не встревожить техническую общественность Великобритании, так как начиная с после­ военного периода английские научные и промышленные круги все свои усилия и средства направляли на развитие именно этого типа реакторов.

Решения комиссии были выработаны не сразу, а после 13-месячного изучения всей проблемы. По последним сообщениям печати, комиссия внесла некоторые изменения

114

реакторов. 11а ото решение, вероятно, повлияли, во-пер­ вых, соображения престижного характера, а во-вторых, необходимость сложной перестройки промышленности, нанятой производством всех видов реакторного оборудо­ вания для газоохлаждаемых систем.

Это решение, с нашей точки зрения, вполне законо­ мерно, ибо нельзя сбрасывать со счетов огромные усилия и огромный опыт, накопленный английской промышлен­ ностью при создании АЭС с газовым теплоносителем.

Комиссия также рекомендовала отказаться от даль­ нейшей разработки реакторов на тяжелой воде, считая, что на это понадобятся большие затраты и, кроме того,

комиссии для разработки рекомендаций по развитию атомной энергетики в Соединенном Королевстве ясно показывает, что атомная энергетика Англии находится на перепутье, и ото хорошо подтверждается ходом даль­ нейших событий.

В 1973 г. ЦЭУ Великобритании запросило согласие правительства выдать лицензию на строительство АЭС «Сайзузлл-Б» не с реактором AGR, как планировалось ранее, а с реактором другого типа — или тяжеловодным кипящим SGI1WR, или высокотемпературным 11TR, или с реактором на обычной воде. Мощность АЭС «Сайзу- элл-Б» в любом случае должна составить 2500 Мет. Это заявление * определяет четко отрицательную позицию ЦЭУ как заказчика к газо-графитовым реакторам, в том числе и к усовершенствованным реакторам тина AGR.

В статье «Ядерная энергетика Соединенного Королев­ ства» ** руководитель УАЭ Дж. Хилл указывает на важ­

с газовым охлаждением для оценки перспектив дальней­ шего развития и усовершенствования этой реакторной системы. Высокотемпературный реактор (НТВ) рассмат­ ривается УАЭ как дальнейшее улучшение системы реак­ торов с газовым охлаждением. Эксплуатация реактора

*Atomics, 1973, No. 933, р. 1.

**«17юлл. МАРАТУ», 1972, кн. 14, № 0, с. 48—53.

8* 115

«Драгой» позволила приобрести ценный опыт в этой обла­ сти, и в настоящее время УАЭ изучает возможность дальнейшего продолжения и расширения этих работ. В программу включены исследования топлива с пироли­ тическим покрытием*.

УАЭ изучает также различные тины водо-водяных реакторов, как кипящих, так и с водой под давлением, а также вариант кипящего реактора с трубами давления, так называемый паропроизводящий тяжеловодный реак­ тор SGHVVR.

Дж. Хилл подчеркивает, что трудно предсказать харак­ тер разработок реакторов на тепловых нейтронах в после­ дующие годы.

Отсюда очевидно, что всякая научно обоснованная программа развития атомной энергетики требует своей доработки и установления определенности, и в этом смысле нельзя отрицать, что атомная энергетика Велико­ британии переживает ответственный момент.

Говоря о политике в области реакторостроения, ми­ нистр торговли и промышленности Великобритании под­ черкнул, что правительство Великобритании намерено интенсифицировать строительство АЭС, насколько позво­ лит технический прогресс, условия окружающей среды, состояние промышленности и потребности в новых генери­ рующих мощностях.

В области реакторостроения правительство Англии намечает ускорить разработку реактора на быстрых ней­ тронах с натриевым охлаждением, который рассматри­ вается как основной проект в долгосрочной программе по ядерной энергетике. Кроме того, в ближайшие пять лет будет выделено 15 млн. фунтов стерлингов на разработку узлов такого реактора. Полагают, что в конце 70-х годов будет заказана первая промышленная АЭС с реактором на быстрых нейтронах, а в 80-х годах заказы на такие станции будут превышать число заказов на АЭС с реак­ торами других типов.

Правительство также предполагает начать программу разработки специального проекта реактора и узлов для него, изучать возможности создания реактора SC11WB на основе сотрудничества с другими странами, получить надежные данные о безопасности реактора с обычной водой.

* Appl. Atomics, 1972, No. 1, р. 898.

116

В точение 18 месяцеп все эти исследования должны достичь такой стадии, когда можно будет размещать заказы.

Что касается структуры английской атомной промыш­ ленности, то предложения правительства сводятся к уси­ лению консолидации современной атомной промышленно­ сти, причем ведущую роль в научной разработке будет играть УАЗ, а фирма BNFL — в разработке и изготовле­ нии ядерного топлива. Английская атомная промышлен­ ность должна иметь достаточную техническую поддержку, чтобы участвовать в международных,особенно европейских, проектах по атомной промышленности, а также принятии решений относительно заказа новых АЗС в ближайшие 18 месяцев *.

Зто заявление министра Великобритании как бы подтверждает выводы комиссии Винтера. Кроме того, министром было заявлено об организации Совета по ядерной энергетике в качестве координирующего и контроли­ рующего органа. Одной из особо важных рекомендаций комиссии Винтера следует считать предлагаемую ею реорганизацию промышленности, занятой сооружением АЭС. Для концентрации сил и средств предполагается объединение двух английских консорциумов «Врнтиш нуклеар дизай знд коистракшн» и «Нуклеар пауэр групп».

Английские руководящие деятели, в том числе и УАЗ, считают ранее действовавшую концепцию о необходимости иметь четыре или пять отдельных проектных и строи­ тельных организаций в Соединенном Королевстве ошибоч­ ной. Эта концепция привела к слишком большому коли­ честву различных конструкций, затруднений, а также к задержке строительства и значительному увеличению строительных расходов **.

Английское реакторостроение пострадало от раздроб­ ленности и вытекающей из этого неравномерности загруз­ ки заказами отдельных компаний, фирм, а также от изме­ нений в программах строительства АЗС.

В марте 1973 г. министр торговли и промышленности Соединенного Королевства II. Уолкер сделал новое заяв­ ление в Палате общин но поводу реорганизации ядерной промышленности. Проведенные широкие консультации, отметил он, подтвердили, что в стране должна существо­

* Appl. Atomics, 1072, No. 880, р. I 2.

** «1>юлл. МАГЛТО», 1072, кп. 14, .V; 0, с. 48.

117

5. АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ФРАНЦИИ

Франция является одной их тех высокоразвитых стран, которая внесла большой вклад в развитие мировой науки, техники и культуры. Это во Франции А. Беккерель открыл естественную радиоактивность урана. Это во Франции М. Склодовская и II. Кюри открыли радиоактивные эле­ менты. Это во Франции Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили искусственную ^-радиоактивность. Француз­ скиеученые на подступах к овладению атомной энергией многое сделали для исследования внутриядерных про­ цессов и позднее для создания атомных электростанций. Прерванные во время второй мировой войны работы в области атомной энергии были вновь возобновлены после освобождения Франции.

Для Франции характерно высокое потребление элек­ троэнергии, которое удваивается каждые 10 лет. Так, выработка электроэнергии в 1961 г. составила

76,6 млрд, квт-ч, а в 1971 г.—147,4 млрд, квтп-ч. Топлив­ ные энергетические ресурсы Франции весьма ограничены, гидроэнергетические ресурсы практически исчерпаны, угольные месторождения истощены, а возможная шахтная разработка нерентабельна из-за высоких производствен­ ных расходов. Все попытки найти нефть пока что не увен­ чались успехом, а обнаруженные запасы природного газа весьма невелики.

Уже в 1950 г. 30% энергетических потребностей Франции покрывалось за счет импортных поставок, доля которых все возрастает: в 1968 г.—60%, а в 1975 г., по предположению, она достигнет 75%.

В этой обстановке использование атомной энергии для получения электрической приобретает для Франции важ­ ное значение, тем более, что она контролирует до 10% мировых запасов природного урана.

Как и в Великобритании, во Франции осуществление программы ндерной энергетики началось в 50-х годах

119