MBIR首台蒸汽发生器交付
摘要
ZiO-Podolsk已向在俄罗斯季米特洛夫格勒建设的150 MWt多用途钠冷快中子MBIR反应堆交付首台蒸汽发生器。该堆计划于2027年至2028年调试和启动,将用于第四代反应堆、替代冷却剂、混合氧化物燃料及闭式核燃料循环技术研究。

ZiO-Podolsk(隶属于Rosatom机械工程事业部)已制造并交付两台蒸汽发生器中的首台,用于正在乌里扬诺夫斯克州(Ulyanovsk Oblast)季米特洛夫格勒(Dimitrovgrad)的Research Institute of Atomic Reactors(NIIAR—Nauchno Issledovatelskii Institut Atomnikh Reaktorov)建设的Multipurpose Fast-Neutron Research Reactor(MBIR—Mnogotselevoi Bistrii Issledovatelskii Reaktor)。
这座热功率为150 MWt的多用途钠冷快中子MBIR反应堆将成为全球同类设施中规模最大的一座。预计未来50年,它将为核工业提供现代化、技术先进的研究基础设施。综合调试和首次物理启动的目标时间仍为2027年至2028年。
MBIR蒸汽发生器是高度专业化的工程设备。MBIR采用复杂的三回路传热方案,第一回路和第二回路均使用钠冷却剂,以应对反应堆堆芯的极端温度。
蒸汽发生器是第二回路(钠回路)与第三回路(汽水回路)之间的桥梁,将液态钠的热能传递给水,使水转化为高压蒸汽,进而驱动汽轮机发电。
MBIR倒置式蒸汽发生器的热工水力特性需要通过专门的实验验证,以确保其在极端运行负荷下的安全性。该设备由三个并联模块组成,每个模块长度均超过9米、重9吨。
该设备的设计与BOR-60反应堆装置的蒸汽发生器类似,后者自1969年以来一直在NIIAR运行。BOR-60是一座钠冷快堆,也是俄罗斯国内需求最旺盛的试验装置之一,用于试验燃料循环、钠冷却剂技术以及快中子反应堆的各种设计和工程解决方案。
NIIAR设施建设管理局技术副主管兼总工程师Svyatoslav Novikov表示:“BOR-60蒸汽发生器已证明其是一种可靠且技术先进的设备。它是一种倒置式蒸汽发生器——钠冷却剂在换热管内流动,给水供应和过热蒸汽引出则通过管间空间进行。良好的运行经验是为新建MBIR反应堆选择类似蒸汽发生器设计的关键原因之一。”
随着反应堆容器已安装到位,这些主要换热器的引入使该设施距离完成系统回路集成又近了一步。今年迄今,除这两台……
今年,除这台蒸汽发生器外,交付厂址的设备还包括反应堆中间回路的两台换热器和一座呼吸罐;用于清洗乏燃料组件中残留钠的换热器和容器设备;四台凝结水泵;汽轮机组的三台低压加热器;以及汽轮机辅助换热设备。按照计划,预计到年底还将交付一台汽轮机、另一台蒸汽发生器以及汽轮机组的储存设备。
与目前运行的装置相比,在MBIR开展研究所需的时间将缩短数倍。该设施将配备三个独立回路通道,除主要的钠冷却系统外,还可试验铅、铅铋或氦等替代冷却剂。这使其成为验证第四代反应堆设计的主要实验台。MBIR将使用混合氧化物(MOX)燃料,并成为试验闭式核燃料循环技术的主要研究中心。
该设施围绕International Research Centre(MTsI—Mezhdunarodnovo Tsentra Isledovanii)Consortium建设。参与方拥有优先开展本国民用核能计划发展所需实验的机会。已加入该联盟、预留反应堆能力以开展全球材料科学和物理实验以及医用同位素生产的合作伙伴包括:
- Rosatom State Corporation(俄罗斯)
- Joint Institute for Nuclear Research(JINR)
- Nuclear Physics Institute of the Academy of Sciences of Uzbekistan
- Shanghai ZDAN International Co(中国)
- Arab Atomic Energy Agency(AAEA)
- Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences(ASIPP)
- Vietnam Atomic Energy Institute(Vinatom)
这些机构已依法签约成为主要参与方;与此同时,这一更广泛的平台及其咨询委员会还吸纳了来自20多个国家的研究人员、企业和观察员。国际原子能机构(IAEA)和African Commission on Nuclear Energy(AFCONE)以顾问身份参与。
