俄罗斯研制开发采用液态金属衬层的创新型OS-5氮化物燃料组件,可提升快中子反应堆运行效率与安全性,为BN-1200M及闭式燃料循环奠定技术基础。
OS-5燃料组件的制造是一项大型工作计划的一部分,旨在提高BREST-OD-300快中子反应堆所用铀钚混合氮化物(SNUPP)核燃料的效率。自2014年以来,Rosatom一直在BN-600反应堆中进行SNUPP燃料的试点工业运行,并对辐照后的燃料元件进行堆后研究。
Bochvar研究所副所长Mikhail Skupov表示,“BREST-OD-300首炉燃料的第一代SNUPP燃料已通过验证,其燃耗可达重原子的6%。我们的目标是逐步将燃耗深度提高到平均值12%。为了在BN-600反应堆中试验SNUPP燃料的最大极限参数,我们的科学家已经应用了许多非标准的创新解决方案,例如辐照组件中的特殊可移动容器。带有液态金属衬层的OS-5燃料元件是一种革命性的技术解决方案,也是快堆氮化燃料发展的又一重要步骤。正是有了这种组件,我们才有望实现未来快堆燃料的设计目标指标。”。
BREST-OD-300快堆是Rosatom突破(Proryv)项目的组成部分,旨在实现闭式核燃料循环。这座30 MWe机组将成为Siberian化工联合园区试点示范能源综合体的核心设施。该综合体将通过铀钚混合氮化物核燃料制备/再制备装置及乏燃料后处理设施,在厂址示范闭式核燃料循环技术。
示范装置的初期运行将以性能为重点,约10年后以商业为导向。按照计划,如果300 MWe(700 MWt)机组取得成功,随后将推出1200 MWe(2800 MWt)的型号BN-1200,现在被称为BN-1200M。
与此同时,Rosatom宣布位于Krasnoyarsk Krai地区Zheleznogorsk的采矿与化学联合企业(MCC)已被确定为BN-1200M快中子反应堆MOX燃料工业生产的优先工厂。
选择MCC是由于该公司在确保Beloyarsk核电站运行的BN-800快中子反应堆的MOX燃料实现有节奏供应方面拥有成功经验。
BN-1200M反应堆的建设准备工作已在Beloyarsk核电站启动。2025年计划启动该厂MOX燃料生产新厂区建设的设计文件编制工作,预计于2026年开展设施许可认证。为确保反应堆的物理启动,首批满载反应堆初始装料量的MOX燃料组件计划于2033年交付使用。
钠冷BN系列快堆是Rosatom突破项目的一部分,该项目旨在开发具有闭式燃料循环的快堆,其混合氧化物(MOX)燃料将被后处理和循环利用。除了1980年开始运行的Beloyarsk 3号机组的BN-600反应堆外,Beloyarsk 4号机组789 MWe的BN-800快堆也于2016年10月投入商业运行。这些是为更大型的BN-1200反应堆提供燃料和设计特征的示范机组,BN-1200反应堆将成为Beloyarsk核电站的5号机组。