Росатом совершил циркониевый прорыв

Росатом запустил уникальную для России производственную линию. Фото пресс-службы ТВЭЛ

Госкорпорация Росатом запустила на своем предприятии – Чепецком механическом заводе (ЧМЗ) в Глазове (Удмуртия) – промышленное производство циркониевой губки. Это прорывная для России полностью отечественная технология, позволяющая нарастить экспорт ядерного топлива: материал необходим для производства топлива для реакторов зарубежного дизайна. До сегодняшнего дня в мире было всего четыре производителя циркониевых губок – Франция, Индия, Китай и США. Теперь в ответ на запрос рынка у Росатома есть собственное производство данного материала, что позволит изготавливать ядерное топливо в полном соответствии с требованиями зарубежных заказчиков.

Открытие новой производственной линии прошло с участием генерального директора Росатома Алексея Лихачева и Натальи Никипеловой, президента АО «ТВЭЛ» – топливного подразделения госкорпорации. «Освоение производства циркониевой губки – знаковая веха для развития циркониевого производства в топливном дивизионе Росатома, – подчеркнула Наталья Никипелова. – Создание собственной российской технологии с нуля и строительство нового производства – это огромное достижение наших ученых и производственников, настоящий трудовой подвиг, важный вклад в повышение нашей глобальной конкурентоспособности. Циркониевая губка может широко применяться в производстве топлива для всех основных энергетических реакторов, как российского, так и зарубежного дизайна».

ЧМЗ является единственным в России заводом по выпуску циркониевой продукции полного цикла – от руды до готовых изделий. Новая технология позволит повысить рентабельность и конкурентоспособность продукции. До сих пор предприятие производило в качестве материала для своих изделий только электролитический циркониевый порошок по фторидной технологии. Циркониевая губка – новый, но уже распространенный в мировой практике конструкционный материал для производства ядерного топлива. Исторически за рубежом циркониевые конструкционные материалы производят только из губки, а в России используется электролитический порошок. Но по сравнению со фторидной технологией производство губок содержит в два раза меньше технологических операций, требует меньше электроэнергии, снижает потребление сырья, материалов, намного уменьшает объем отходов. При этом обеспечивается высокая чистота циркония в части содержания гафния.

Запуск нового производства на ЧМЗ стал результатом масштабной многолетней работы и широкой отраслевой кооперации. Использовался опыт не только атомной отрасли, но и в целом страны: к примеру, анализировалась технология изготовления титановой губки. Российским ученым, конструкторам и промышленности пришлось освоить путь создания собственного производства циркониевой губки, решая по ходу многочисленные сложные задачи: в ходе освоения технологии разработано более 100 новых технических решений, зарегистрировано 17 изобретений и патентов. В настоящий момент весь технологический цикл и все оборудование производства циркониевой губки разработаны и изготовлены российскими организациями.

На ключевой стадии проект предполагал освоение последнего, двенадцатого технологического передела – ректификационного разделения хлоридов циркония и гафния. На площадке ЧМЗ был построен и введен в эксплуатацию не имеющий аналогов в России производственный объект – установка разделения хлоридов циркония и гафния. Высота установки – более 80 м: это самый высокий строительный объект не только в Удмуртии, но и во всем Приволжском федеральном округе, сравнимый с 27-этажным зданием. В ее составе 147 единиц оборудования, более 2000 датчиков контрольно-измерительных приборов и автоматики, обогреваемые технологические трубопроводы общей длиной более 2000 м.

Фото пресс-службы ТВЭЛ

В проекте использованы современные цифровые решения. Безопасность работы установки обеспечивает автоматизированная система, контроль ведется в режиме онлайн с 13 автоматизированных рабочих мест. В процессе проектирования и монтажа технологической башни разделения хлоридов циркония и гафния было использовано 3D-моделирование, позволившее еще на начальных этапах исключить нестыковки в рабочей проектной документации.

Внедренная в России технология разделения хлоридов циркония и гафния позволила получить тетрахлорид циркония крайне высокой чистоты – с содержанием гафния менее 100 ppm. Это является важным параметром для эффективной эксплуатации ядерного топлива.

В ходе создания установки впервые в России была освоена технология изготовления оборудования из никель-хром-молибденового сплава, разработаны, испытаны и изготовлены насосы для перекачки расплавов и тепло-, массообменные аппараты, подобрана трубопроводная арматура, решены вопросы измерения расхода и уровня расплавов хлоридов в оборудовании, сообщают в ТВЭЛ.

Ожидается, что циркониевая губка высокой чистоты циркония в части содержания гафния будет востребована за рубежом. Для выхода с этим продуктом на мировой рынок российские атомщики пройдут международную квалификацию.