Производство топливных элементов для АЭС

IMG_8454
На днях с внезапной проверкой посетил Новосибирский Завод Химических Концентратов (НЗКХ) где производят тепловыделяющие сборки (ТВС) для атомных электростанций.

Для начала вспомним, что такое атомный реактор, по сути – это большой чайник, который кипятит воду. Нагревание воды происходит под действием цепной ядерной реакции происходящей в ТВС. Вот такие сборки как раз и производят в Новосибирске.
IMG_8387

Экскурсию проводил сам начальник цеха Басихин Александр Олегович, когда то он пришел на завод рабочим, а теперь возглавляет цех. Плакат на котором видны различая сборок ТВС. Каждый раз разрабатывается новая сборка, с более усовершенствованными параметрами (жесткость, долговечность, защита), а старые технологии продаются в другие страны. Технологию производства текущей сборки продали китайцам, пока они осваивают производство, наши должны придумать новую сборку.
IMG_8381

Теперь отправляемся в самое начало технологической цепочки.
IMG_8390

Ходить только по дорожкам, все строго!
IMG_8426

И так, из Северска в Новосибирск доставляют обогащенный уран.
IMG_8439

Теперь его надо довести до состояния, когда из него можно будет делать топливные «таблетки». Для этого сырье нагревают, добавляют различные добавки и т.п.
IMG_8444

Все оборудование для этой стадии производства разработано и произведено на территории России.
IMG_8433

IMG_8445

На каждом рабочем месте должен быть порядок.
IMG_8436

Топливо, доведенное до нужной консистенции и состава, фасуют вот такие конусы.
IMG_8451

Теперь все надо хорошенько перемешать, конусы помещают в центрифуги и вращают сразу в двух плоскостях.
IMG_8453

Страшно подумать, что там в «кастрюльках».
IMG_8455

Теперь топливо загружают в пресс для формирования таблеток.
IMG_8475

IMG_8480

Из пресса выходят маленькие цилиндры – это и есть «ядерная таблетка».
IMG_8477

Вакуумный захват аккуратно перемешает таблетки в емкость.
IMG_8471

IMG_8465

Далее по транспортеру таблетки отправятся в печь для обжига. Когда не было транспортера, рабочим приходилось переносить таблетки по технологическим этапам вручную.
IMG_8488

Печь импортного производства так же позволяет исключить человека в процессе запекания таблетки. Запекание происходит за несколько этапов, на предварительном нагреве выгорают добавки, потом происходит запекание таблетки и охлаждение.
IMG_8495

Готовая таблетка имеет уже другой цвет и меньшие массу и размер (за счет выгорания пластификаторов).
IMG_8491

Теперь каждую таблетку визуально осмотрит девушка на предмет деформации, трещин, сколов. По словам начальника цеха в Новосибирском академгородке уже разрабатывается прибор для автоматического визуального осмотра таблеток.
IMG_8502

IMG_8512

Таблетки расфасовываются по контейнерам, контейнеры маркируются и отправляются в отдел, где снаряжают ядерные стержни. Белый цилиндр на контейнере – это чип в котором есть вся информация о содержимом контейнера (кол-во таблеток, масса, дата выпуска и т.п.), вся эта информация уже передана в производственное задание станка для снаряжения стержня, если вдруг информация с чипа и информация станка не совпадет, то работа станка автоматически остановится.
IMG_8521

Стержень представляет с собой циркониевый цилиндр (очень прочный и очень легкий), сначала его с одного конца запаивают.
IMG_8537

Затем автоматический станок снаряжает его необходимым количеством ядерных таблеток.
IMG_8529

Потом устанавливают в него пружину (она будет удерживать таблетки), откачивают воздух, закачивают газ гелий и запаивают со второго конца.
IMG_8531

Все происходит в автоматическом режиме. Каждую трубку перемещают по столу методом переката, что бы уменьшить механическое воздействие на стержень, даже малейшая царапина сможет нарушить прочность стержня.
IMG_8533

После снаряжения цилиндра начинается его проверка, каждый стержень проверяют на кучу параметров (качество сварки, царапины, устойчивость к сгибанию, отклонение диаметров и т.п.).
IMG_8546

IMG_8543

Вся информация отправляется на компьютер, а на каждый стержень ставят лазерную маркировку, поэтому отследить каждый стержень не составляет труда.
IMG_8548

Вот такой ежик разработанный и собранный в новосибирском академгородке проверят качество сварки на концах стержня без механического воздействия на сам стержень.
IMG_8557

IMG_8550

Теперь еще можно визуально осмотреть стержни и упаковывать в кассеты для отправки дальше по производству.
IMG_8572

IMG_8563

За один час эта линия может снаряжать до 60 стрежней, в случае отказа одного из узлов у сотрудников цеха есть 32 минуты, что бы не прерывать технологический процесс.
IMG_8562

Если вдруг хотя бы одна проверка стержня выявит отклонения от нормы, стержень откладывается и позже он пройдет снова все этапы проверки но уже два раза и уже если на этапе повторной проверки хотя бы один из параметров снова не пройдет, то стержень отбраковывается.
Отбракованный стержень вскрывают и исследуют на каком этапе произошел сбой.
В текущий момент количество брака — 0,4%.
В момент посещения полочка для брака пустовала.
IMG_8579

А это цех металлообработки, в сам цех попасть не удалось (слишком много ноухау). В цеху изготавливают хвостовики для ТВС.
IMG_8583

Можно в чапаевых сыграть!
IMG_8594

Теперь наши стержни дошли до окончательно сборки ТВС.
Вот этот станок снова проверит все стержни на пригодность с еще большей тщательностью.
IMG_8603

На этом стенде Александр Олегович рассказал нам о новых ТВС – «квадрат» и в чем их преимущество перед зарубежными аналогами. У наших надежнее хвостовики, поэтому они служат дольше чем их зарубежные аналоги.
IMG_8607
Небольшое отступление: в мире существует два дизайна реакторов российский и зарубежный. В российском дизайне используются ТВС многогранного сечения, а в импортном дизайне сечение квадрат. А т.к. 80% всех реакторов в мире имеют зарубежный дизайн – это огромный рынок сбыта. На текущий момент на НЗКХ выпустили пробную партию ТВС с конструкцией квадрат, которые отправили для тестирования зарубежным заказчикам.

Каркасы ТВС, сами по себе красивые, можно дома поставить и любоваться!
IMG_8617

Каркас как видно состоит из решеток и каналов для управляющих стержней, сваренных между собой.
IMG_8625

IMG_8629

Для автоматической сварки на заводе установлен робот MOTOMAN, манипулятор которого имеет три степени свободы, благодаря источнику тока (серый ящик), разработанного в Томске, можно производить сварку без размещения второго электрода внутри каналов для управляющих стержней (что предотвращает их повреждение).
IMG_8631

На текущий момент робот работает в тестовом режиме и сварку пока производят люди (опять же при помощи томского источника тока).
IMG_8636

Теперь автомат заполнит ТВС топливными стержнями, всего необходимо установить 312 стержней.
IMG_8650

IMG_8656

IMG_8661

Остается закрепить наконечники и ТВС будет готова.
Дело в том что через ТВС постоянно проходят потоки воды под большим давлением и высокой температурой, а так как даже в реакторе АЭС может оставаться мусор (гайки, болты и т.п.) то от надежности хвостовика зависит целостность всей ТВС. На НЗХК используют самые современные хвостовики, они как фильтры задерживают мусор не давая ему разрушать ТВС.
IMG_8665

IMG_8673

IMG_8694

В цеху установлен макет ТВСки «в полный рост».
IMG_8676

Нижний наконечник. Наконечники выполнены литым способом без единого шва, что повышает его прочность. Так же видны штрих-коды на каждом стержне.
IMG_8679

Для финальной проверки ТВС устанавливают вертикально, тестируют на ряд параметров и можно упаковывать.
IMG_8690

Упакованные ТВС можно отправлять на АЭС.
IMG_8683

Посмотрим как делают оснастку. Ручная наборка оснастки – женский труд.
IMG_8706

IMG_8707

Инструмент для наборки, кто-то из рабочих предложил складывать в корпуса старых аптечек: удобно и дешево. Работника за такую инициативу – премировали.
IMG_8711

Сварочный аппарат EPSON автоматически сваривает оснастку.
IMG_8719

IMG_8725

Разные виды оснастки – из разных материалов. Современная оснастка самая легкая.
IMG_8726

Норма-контроль втроем!
IMG_8728

В музее завода есть фотография посетителей. Вот один заказчиков.
IMG_8742

НЗКХ выпускает уникальные ТВС, отвечающие все мировым стандартам. Постоянно разрабатываются новые конструкции, повышается качество сборки, надежность изделия. Внедряются последние научные разработки отечественных ученых.
Все ТВС рассчитаны на работу в течении 4-5 лет. Есть поверье у атомщиков «кто выпустит ТВС со сроком работы 7 лет – тот захватит мировой рынок», сейчас ТВС производства НЗКХ стоят 7 лет без нареканий.
Продукция 10-ого цеха НЗКХ поставляется не только на отечественные АЭС, но и за рубеж (Индия, Ирак, Китай и т.д.), с освоением нового типа ТВС (сечение квадрат) рынок сбыта может увеличиться в разы.
ТВС изготовленные на НЗКХ – это один из поводов для гордости за нашу страну.
Спасибо пресс-службе СХК за организацию поездки!

Источник


Хотите повысить доверие к вашей торговой марке, товару или услуге? Закажите у нас репортаж! Минимальный охват публикаций на наших ресурсах - 20.000 уникальных пользователей! Кликайте!

Поделитесь, пожалуйста, записью с друзьями. Спасибо!

Рекомендуем к просмотру...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

девять + 1 =