Недавно Росатом провел успешные испытания конструкций высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР), о чем профильные журналисты успели отрапортовать. Но самая важная деталь осталась за кадром.
Для начала: отечественный ВТГР - это проект реактора на тепловых нейтронах с графитовым замедлителем, охлаждаемый гелием. В качестве топлива в нем планируется использовать микрогранулы из двуокиси урана, покрытые тонким слоем графита и карбида кремния для обеспечения прочности топлива и удержания продуктов деления. Далее микрогранулы смешиваются с графитовым порошком и прессуются в небольшие цилиндрические твэлы, которые затем размещаются внутри тепловыделяющей кассеты из графита со встроенными каналами для потока теплоносителя. Температура гелия на выходе из реактора - около 850 градусов.
В самой концепции ВТГР нет ничего нового. Похожие по конструкции опытные реакторы работали еще в США на АЭС Питч-Ботом (1966-1974) и Форт-Сент-Врен (1979-1989). Но для своего времени это были уникальные аппараты с массой проблем в эксплуатации - и только развитие технологий за последующие годы позволило вернуться к старой концепции и качественно ее переработать.
Вообще, ВТГР - это не про попытку повысить КПД АЭС до 50-60% (современные ВВЭР могут выдать только скромные 33%). В качестве реактора для АЭС ВТГР не годится:
1) Использование графита и керамических материалов существенно ограничивает скорость изменения мощности реактора - она еще меньше чем у АЭС с ВВЭР и РБМК, а потому АЭС с ВТГР сможет работать только в качестве базовой нагрузки в энергосистеме (около 35% от максимальной мощности электропотребления), да еще и с плохими показателями по маневренности. Ниша базовой нагрузки сейчас прочно занята ВВЭРами, а в будущем в ней планируется постепенный переход на БН для расширенного воспроизводства ядерного топлива.
2) Реактор все-таки на тепловых нейтронах, коэффициент воспроизводства топлива меньше 0,8 - а значит в составе топливного цикла будет потребителем ядерного топлива. Едоков в виде ВВЭР и так хватает.
Единственное стоящее назначение ВТГР - это источник высокотемпературного тепла для химического производства. На данный момент самая энергозатратная химия - это процесс Габера-Боша по синтезу аммиака из атмосферного азота и водорода для дальнейшего производства искусственных азотных удобрений. Процесс Габера-Боша настолько важен, что сегодня каждый второй человек на планете жив исключительно благодаря производству аммиака. Водород для этой цели создается при паровой конверсия метана как раз при температуре около 850 градусов - чем и продиктован выбор температуры на выходе из реактора. Да и сам синтез аммиака делается при 500-550 градусах. Все это хозяйство требует огромных затрат природного газа - так что неудивительно, что наша страна занимает второе место в мире по объемам производства аммиака.
ВТГР позволяет уйти от использования природного газа в качестве источника энергии для процесса Габера-Боша и использовать для этой цели уран и плутоний. Как только мы пройдем мировой пик добычи газа - синтез аммиака по нынешней схеме станет слишком дорогим удовольствием. Промышленная технология реакторов ВТГР позволит России обеспечить в будущем свою продовольственную безопасность и лидерство в части экспорта химической продукции.
Так что не только Газпром является "национальным достоянием". И не все в нашей стране сидят на ресурсной игле, как у нас привыкли рисовать ситуацию некоторые СМИ.
Военно - инженерный клуб (с)
