The floating nuclear power unit ‘Akademik Lomonosov’ © OKBM Afrikantov

In recent years, there has been a growing interest across the world in the designs of small nuclear power plants (SNPP) with small reactors of various types. The Russian Federation has amassed ample experience in regulating the safety of marine nuclear power installations, in particular, in the course of the oversight and supervision over icebreakers operation.

The regulatory legal framework for regulating the safety of vessels and other watercraft with nuclear reactors, developed relying on this experience, takes into consideration the recommendations of the IAEA and IMO, the provisions of relevant international conventions and the requirements of national shipping regulations, and was used as a groundwork to put in operation the world’s first floating nuclear unit ‘Akademik Lomonosov’ which is in essence a floating nuclear power plant. However, the regulatory legal framework used for the floating SNPP is not applicable to the land-based small nuclear power plants because of a great number of requirements specific to stationary nuclear facilities.

Currently, the most promising Russian design of a land-based small nuclear power plant is that of a plant with the RITM-200 reactor system. The design is to be implemented in the framework of the comprehensive national programme ‘Development of Equipment, Technologies and Scientific Research in the Field of Atomic Energy in the Russian Federation for the Period up to 2024’ endorsed by the Russian President decree No. 270 of 16.04.2020.

General view of the SNPP with RITM-200 reactor © OKBM Afrikantov

The RITM-200 reactor plant has a unique integral configuration so that the core and the primary circuit components are placed directly inside the steam generation unit. The steam generation unit is quite compact and is fully assembled at factory, which ensures high-quality assembly and simplifies the unit transportation to the SNPP site.

Being a scientific and technical support organisation for Rostechnadzor, starting with 2019, SEC NRS has been providing a pre-licensing tracking of the land-based SNPP designs, including the RITM-200 facility. Thus, it looked at the safety philosophy of the land-based SNPP with the RITM-200 reactor, and made a preliminary assessment of the compliance of RITM-200 design solutions with the requirements of relevant nuclear regulations. The key objective of the study was to assess the adequacy of the existing regulatory requirements for regulation of nuclear, radiological and industrial safety of SNPP with RITM-200 reactor facility. The analysis has confirmed that the documents regulating the safety of large NPPs are suitable for regulating the RITM-200 SNPP safety. The analysis also identified the RITM-200 SNPP design features that may require amendments in the current federal nuclear safety rules and regulations and the improvement of relevant standards. At the same time, the designers were advised of the areas requiring further demonstration of the RITM-200 SNPP safety or changes in the design documentation.

Contact: Denis Mistryugov, SEC NRS, mistryugov@secnrs.ru
Source: ETSON

Компании «Global Nuclear Fuel» (GNF) и «X–energy» должны сотрудничать в производстве ядерного топлива с высоким содержанием низкообогащенного урана (HALEU), состоящего из трехструктурных изотропных частиц (TRISO), которое они рассчитывают производить по более низким ценам, чем другие потенциальные производители.

Две компании объявили о подписании группового соглашения о разработке топлива для его потенциальной поставки в Министерство обороны США для микрореакторов и в Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) для удовлетворения потребностей в ядерной тепловой энергии. С использованием действующего коммерческого производственного оборудования для производства частиц TRISO компания
«X-energy» и лицензированный завод по производству ядерного топлива компании GNF в Уилмингтоне (штат Северная Каролина), ожидается, что в соответствии с соглашением будут производить топливо с частицами TRISO значительно более высокого качества и по ценам, которые значительно ниже, чем у других потенциальных производителей.

Частицы TRISO являются надежной формой топлива, хорошо подходящей для военных и космических применений, но экономическая жизнеспособность топлива на рынке в прошлом была ограничена чрезвычайно высокой и ненужной стоимостью работы с ураном HALEU на объекте категории I. Объект классифицируется как высшая стратегическая значимость, используемая Комиссией ядерного регулирования США для специальных ядерных материалов и объектов, которыми она обладает. Требования физической безопасности различаются в зависимости от категории, при этом к средствам категории I применяются самые строгие требования.

Использование уже эксплуатируемого современного оборудования компанией «X-energy» на лицензионной установке компании GNF меняет динамику развертывания реактора на топливе TRISO.

В компании «GE Hitachi Nuclear Energy» сообщили, что объединение технических знаний и опыта компании «X-energy» в качестве единственного действующего производителя топлива TRISO и лицензированной операционной установки компании GNF, а также полувекового опыта и лидерства в области коммерческого топлива делают эту команду значительной.

Топливо TRISO с покрытием, которое используется в высокотемпературных реакторах (HTR), имеет ядро урана, покрытое тремя слоями пиролитического углерода и одним слоем карбида кремния. Эти покрытия заключают в капсулу все продукты деления, эффективно давая каждой частице TRISO свою собственную защитную оболочку. Компания «X-energy» производит частицы TRISO на экспериментальной топливной установке в Ок-риджской национальной лаборатории и продолжает использовать технологию топлива TRISO, разработанную в рамках Программы повышения квалификации топлива для усовершенствованных газовых реакторов Министерства энергетики США (МЭ) на основе двух действующих соглашений о сотрудничестве с МЭ. Компания также разрабатывает реактор Xe-100 тепловой мощностью 200 МВт (электрической мощностью 75 МВт), в котором будет использоваться шаровое топливо, содержащее топливные частицы TRISO, и ранее запросила гарантию займа Министерства энергетики для коммерциализации цепочки поставок топлива на основе TRISO.

По данным Всемирной ядерной ассоциации, основной завод по производству топлива для реакторов HTR находится в Баотоу (Китай) и производит 300 тыс. топливных шариков в год для строящегося реактора HTR-PM в Шидаоване. Японская компания «Nuclear Fuel Industries Ltd» (NFI) также имеет производство топлива для реакторов HTR мощностью 400 кг U/год в Токае. Ранее в этом году компания «X-energy» подписала меморандум о взаимопонимании с этой компанией, чтобы создать партнерство для поставки оборудования для производства ядерного топлива TRISO, планируя пересылку коммерческого оборудования с завода компании NFI (Tokai Works) на завод по производству топлива TRISO компании «X-energy» в Ок-Ридже. Ранее она также согласилась сотрудничать с корпорацией «Centrus Energy Corp.» по предварительному проектированию установки по производству топлива TRISO.

Компания «BWX Technologies» в октябре объявила о перезапуске и планах расширения существующей линии по производству топлива TRISO на своем предприятии в Линчбурге (штат Вирджиния).

Источник: World Nuclear News, 7.11.2019

Организация «UK Research and Innovation» (UKRI) предоставила первоначальное финансирование для консорциума компаний, проектирующих АЭС нового типа в Великобритании. Компания «Rolls-Royce» и ее партнеры заявили, что британская программа малых модульных реакторов (SMR) может внести 100 млрд фунтов стерлингов (128 млрд долларов) в экономику Великобритании и открыть глобальный экспортный рынок.

Консорциум включает в себя компании «Assystem», «Atkins», «BAM Nuttall», «Laing O’Rourke», «Nuclear AMRC», «Rolls-Royce», «Wood», Национальную ядерную лабораторию и Институт сварки. Компания «Rolls-Royce» сообщила, что первоначальные совместные инвестиции в размере 18 млн фунтов стерлингов (23,04 млн долл.) от организации UKRI были подтверждены и заключены как контракт и будут согласованы с компаниями, работающими в области атомной энергетики, гражданского строительства и обрабатывающей промышленности, которые работают над предварительным проектированием в течение четырех лет. Работа консорциума с правительством показывает, что предпринимаются действия по декарбонизации экономики и удовлетворению насущных и растущих потребностей общества в энергии. Это очень позитивный шаг вперед к следующему этапу программы.

По оценке компании «Rolls-Royce», целевая стоимость каждой станции составляет 1,8 млрд фунтов стерлингов (2,3 млрд долл.) к моменту постройки пяти, и возможна дальнейшая экономия. Каждая электростанция сможет работать в течение 60 лет и обеспечивать 440 МВт электроэнергии.

Совместные начальные инвестиции будут использованы для развития значительных возможностей, предоставляемых программой, для подготовки регулирующего процесса оценки общего дизайна в Великобритании и для принятия окончательного решения о нововведениях. О намерении правительства поддержать программу было объявлено в июле.

Организация UKRI заявляет, что первоначальные совместные государственные и частные инвестиции в размере 36 млн фунтов стерлингов (46,08 млн долл.), а также инвестиции в размере 18 млн фунтов стерлингов (23,04 млн долл.) из Фонда промышленной стратегии, позволят консорциуму продолжить разработку своего проекта.

Источник: World Nuclear News, 7.11.2019

Американская компания «GE Hitachi Nuclear Energy» (GEH) объявила о сотрудничестве в области потенциального применения технологии малых модульных реакторов BWRX-300 в Польше. Компания GEH из Северной Каролины подписала Меморандум о взаимопонимании с польской компанией «Synthos SA», производителем синтетического каучука и одним из крупнейших в стране производителей химического сырья.

Компания GEH спроектировала водяной реактор BWRX-300 электрической мощностью 300 МВт с естественной циркуляцией и пассивным охлаждением. Реактор будет конкурентоспособным по цене с газом, возобновляемыми источниками энергии и другими формами производства электроэнергии. Компания «Synthos» заинтересована в технологии малых модульных реакторов (SMR) и пропаганде вариантов экологически чистой энергии для Польши. Использование малых модульных реакторов для производства чистой энергии повысит шансы отказаться от угля и окажет положительное влияние на промышленность Польши.

Реактор BWRX-300 основан на конструкции экономичного упрощенного реактора с кипящей водой (Economic Simplified Boiling Water Reactor – ESBWR) электрической мощностью 1520 МВт компании GEH. В реакторе BWRX-300 используются основы проектирования и лицензирования реактора ESBWR, который в 2014 г. получил сертификат Комиссии ядерного регулирования США (NRC) на конструкцию. В мае 2019 г. компания GEH инициировала рассмотрение проекта реактора BWRX-300 Канадской комиссией по ядерной безопасности.

Компания GEH ожидает, что для реактора BWRX-300 потребуется снижение капитальных затрат до 60% на мегаватт по сравнению с другими конструкциями реакторов SMR с водяным охлаждением или существующими конструкциями больших ядерных реакторов. Это десятая эволюция конструкции первого реактора с кипящей водой компании GE, поскольку она начала коммерциализацию ядерных реакторов в 1955 г.

Польша планирует построить свою первую крупную АЭС. Согласно проекту энергетической политики, опубликованному Министерством энергетики Польши в ноябре 2018 г. для общественного обсуждения, АЭС электрической мощностью 1,0–1,5 ГВт будет введена в эксплуатацию к 2033 г. Документ предусматривает, что к 2043 г. будут введены в эксплуатацию 6 реакторов общей электрической мощностью 6–9 ГВт, что составит около 10% поставок электроэнергии в Польше. Выбор места для первой АЭС будет сделан в 2020 г., также как выбор технологии и генерального подрядчика.

Источник: World Nuclear News, 22.10.2019

Канадская комиссия по ядерной безопасности (CNSC) завершила первый этап обзора проекта небольшого модульного реактора ARC-100 компании-поставщика «ARC–Nuclear Canada». Эта конструкция является третьим усовершенствованным реактором. Комиссия CNSC завершила первый этап регулирующего предварительного лицензирования.

Обзор проекта комиссией CNSC перед лицензированием является дополнительным этапом для оценки проекта АЭС на основе технологии реактора. Это не обязательная часть процесса лицензирования для новой АЭС, но она направлена на проверку приемлемости конструкции с учетом требований и ожиданий канадских органов по ядерному регулированию.

Обзор включает три этапа, включая предлицензионную оценку соответствия регулирующим требованиям, оценку любых потенциальных фундаментальных барьеров на пути лицензирования и последующий этап, позволяющий поставщику реагировать на выводы второго этапа. Эти выводы будут учтены при любой последующей заявке на лицензию на строительство, что повысит эффективность технических проверок. Продолжительность каждого обзора оценивается на основе предложенного поставщиком графика. Первый этап обзора обычно занимает 12–18 месяцев, а второй этап – 24 месяца.

С сентября 2017 г. комиссия CNSC рассмотрела конструкцию малого модульного реактора ARC-100. Комиссия CNSC заявила, что в технический обзор были включены четыре пакета из 19 основных областей, а также ознакомительные сессии, запросы на дополнительную информацию и технические обсуждения.

По заключению комиссии CNSC, компания ARC понимает и правильно интерпретирует регулирующие требования комиссии CNSC для проектирования АЭС в Канаде. В некоторых случаях, из-за уникальных характеристик конструкции, компания ARC предлагает альтернативные подходы и методологии для решения основной задачи регулирующих требований комиссии CNSC. По сообщению комиссии CNSC, проверка конструкции показала, что компании ARC необходимо предоставить дополнительную информацию о процессах своей системы управления и программе исследований и разработок, если она решит перейти ко второму этапу. Предполагается, что эти проблемы будут решены и будут рассмотрены на будущих этапах проверок конструкции поставщика.

Компания ARC разрабатывает интегрированный быстрый реактор ARC-100 с натриевым теплоносителем электрической мощностью 100 МВт с активной зоной с металлическим урановым сплавом. В марте 2017 г. компания подписала соглашение с компанией «GE Hitachi Nuclear Energy» (GEH) о сотрудничестве в области разработки и лицензирования и использует запатентованную технологию реактора PRISM компании GEH. Оба проекта – PRISM и ARC-100 – основаны на прототипном реакторе-размножителе с натриевым теплоносителем (Experimental Breeder Reactor-II – EBR-II), который работал в Аргоннской национальной лаборатории США с 1961 г. и был окончательно закрыт в 1994 г.

Это третий обзор усовершенствованной конструкции реактора, проведенный комиссией CNSC, двумя другими являются Интегральный реактор на расплавах солей (Integral Molten Salt Reactor) компании «Terrestrial Energy» и высокотемпературный газовый реактор MMR-5 и MMR-10 корпорации «Ultra Safe Nuclear Corporation».

Источник: World Nuclear News, 2.10.2019