Rosatom has created the first design elements for a high-temperature gas-cooled reactor using domestically produced carbon material.

Материал выдержал реакторные испытания при температурах до 1300 °С

В рамках комплексного проекта электроэнергетического дивизиона «Росатома» по разработке технологических решений для создания атомной энерготехнологической станции (АЭТС) на базе высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) разработаны и изготовлены полноразмерные элементы конструкции реактора из углерод-углеродного композиционного материала.

В ходе исследований, начавшихся в 2023 году, специалисты АО «ОКБМ Африкантов» (машиностроительный дивизион «Росатома») совместно с организацией-соисполнителем изучили основные свойства различных марок углерод-углеродного композита. В том числе, на площадке АО «ИРМ» (Заречный, Научный дивизион «Росатома») были проведены реакторные испытания при температурах до 1300 °С и исследования физико-механических и теплофизических свойств облученных образцов углеродного материала. По результатам исследований углеродный материал на основе стандартной углеродной ткани производства композитного дивизиона «Росатома» признан оптимальным для изготовления элементов конструкции реактора ВТГР.

Применение углерод-углеродного композиционного материала, отличающегося стабильными физико-механическими свойствами в широком диапазоне температур (от комнатной температуры до 1600 °C) и высокой радиационной стойкостью (в том числе в агрессивных средах) дает значительные преимущества – позволяет повысить надежность и снизить массогабаритные характеристики реакторных установок.

На завершающем этапе конструкторы и технологи отработали методы промышленного изготовления и создали полноразмерные макеты отдельных элементов конструкции, таких как опорный элемент высотой 1650 мм (комплект которых служит опорой для активной зоны из графитовых ТВС) и рабочий орган системы управления и защиты (длинномерная гибкая конструкция, собираемая из отдельных секций высотой 500 мм каждая).

«Важно подчеркнуть, что отработка технологии изготовления элементов конструкции реактора ВТГР велась с использованием имеющегося на площадке технологического партнера промышленного оборудования. Это позволит в дальнейшем применять полученный опыт не только для изготовления иных элементов конструкции реактора ВТГР, но и использовать технологию в других инновационных проектах российской атомной отрасли», – отметил куратор проекта со стороны АО «Концерн Росэнергоатом» Федор Григорьев.

Отработка технологии создания элементов конструкции реактора ВТГР из углеродного композита – не только очередной значимый этап реализации проекта по разработке технологических решения для создания АЭТС с ВТГР и ХТЧ, но и важный шаг вперед в области современных и эффективных материалов для атомной энергетики будущего.

Для справки:

Разработка реактора ВТГР, а также конструктивных, технологических и компоновочных решений по реакторной установке, системе передачи тепла и вспомогательным системам ведется пулом отраслевых предприятий во главе с АО «ОКБМ Африкантов» с 2021 года по заказу Электроэнергетического дивизиона Госкорпорации «Росатом» в рамках инвестиционного проекта по разработке технологических решений для создания атомной энерготехнологической станции (АЭТС) с реактором ВТГР и химико-технологической частью (ХТЧ) для производства водородсодержащих продуктов и аммиака.

Реакторная установка ВТГР (тепловая мощность 200 МВт) обеспечивает выработку в активной зоне реактора высокопотенциального тепла (температура гелиевого теплоносителя на выходе из а.з. составляет 850 °C) для генерации перегретого пара (температура пара 750 °C) и передачи его промышленному потребителю.

Водородная энергетика – одно из приоритетных направлений научно-технологического развития «Росатома». Госкорпорация – один из технологических лидеров мировой экономики, поддерживает глобальную экологическую повестку перехода на низкоуглеродные технологии и реализует стратегическую программу по развитию водородной энергетики в России, которая включает развитие собственных технологических компетенций на всей цепочке поставок водорода и водородсодержащих продуктов, начиная от перспективных методов его производства, таких как электролиз, и заканчивая хранением и транспортировкой до локальных и зарубежных потребителей. Крупнейшие предприятия «Росатома» сегодня разрабатывают эффективные и конкурентоспособные на международном уровне решения в этой области, в том числе новые передовые электролизные системы.

Электроэнергетический дивизион «Росатома» является крупнейшим производителем низкоуглеродной электроэнергии в России. Управляющая компания дивизиона – АО «Концерн Росэнергоатом» – эксплуатирует 11 действующих атомных станций, включая единственную в мире плавучую атомную теплоэлектростанцию (ПАТЭС). 36 энергоблоков суммарной мощностью 28,5 ГВт вырабатывают уже около 20 % электроэнергии в России. Предприятия дивизиона обеспечивают полный комплекс услуг по вводу, ремонту, сервисному обслуживанию и подготовке персонала для атомных энергоблоков; нарабатывают изотопы для медицины, сельского хозяйства и микроэлектроники; в его контуре активно развиваются новые направления деятельности (развитие сети зарядной инфраструктуры для электромобилей, биогазовые станции, производство промышленных роботов и др.) rosenergoatom.ru

Электроэнергетический дивизион с 2021 года реализует масштабный инвестиционный проект по разработке технологий водородной энергетики для крупномасштабного производства и потребления водорода и водородсодержащих продуктов. В рамках комплексного проекта ведется разработка технологических решений для создания атомной энерготехнологической станции (АЭТС) с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (ВТГР) и химико-технологической частью (ХТЧ) для производства водородсодержащих продуктов и аммиака (включая разработку технологии производства топлива ВТГР и технологии конверсии метана), разработка линейки высокоэффективных электролизных установок, топливных элементов, систем хранения и транспортировки водорода, а также проводятся исследования по системному обеспечению функционирования и безопасности водородной энергетики.