Фото: © rosatom.ru. В Удмуртии, на Чепецком механическом заводе (АО «ЧМЗ», предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») состоялся запуск нового производства циркониевой губки. До настоящего времени ЧМЗ — единственный в России завод по выпуску циркониевой продукции — производил в качестве материала для своих изделий только электролитический циркониевый порошок по фторидной технологии. Новое производство предполагает в два раза меньше технологических операций, снижается потребление сырья, материалов, энергоресурсов, существенно уменьшается объём отходов, при этом обеспечивается высокая чистота циркония (в части содержания гафния). «Освоение производства циркониевой губки — знаковая веха для развития циркониевого производства в топливном дивизионе Росатома. 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», — отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова.
Запуск нового производства на Чепецком механическом заводе стал результатом масштабной многолетней работы и широкой отраслевой кооперации. Путь создания собственного производства циркониевой губки потребовал решения многих задач, с которыми российские ученые, конструкторы и промышленность столкнулись впервые. Полный технологический цикл и все оборудование производства циркониевой губки разработаны и изготовлены российскими организациями. В ходе освоения технологии разработано более 100 новых технических решений, зарегистрировано 17 изобретений и патентов.
Важнейшим этапом проекта стало освоение последнего — двенадцатого технологического передела — ректификационного разделения хлоридов циркония и гафния. На площадке ЧМЗ был построен и введен в эксплуатацию уникальный для России производственный объект — установка разделения хлоридов циркония и гафния. Высота установки более 80 метров, в составе установки — 147 единиц оборудования, более 2000 датчиков контрольно-измерительных приборов и автоматики, обогреваемые технологические трубопроводы общей длиной более 2000 метров. Оборудование позволяет получить тетрахлорид циркония крайне высокой чистоты (с содержанием гафния менее 100 ppm), что является важным параметром для эффективной эксплуатации ядерного топлива.В ходе создания установки впервые в России была освоена технология изготовления оборудования из импортного 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.
Справка:
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.
Технология производства циркониевой губки – сложный 12-ступенчатый процесс, требующий тонкой настройки. Процессы идут в расплаве солей металлов при температуре более 600 градусов. Руду растворяют, переводят в газ, очищают от примесей (в том числе гафния), затем получают твердое вещество, которое доочищают и получают губку. В технологическом процессе участвует порядка 20 химических элементов. Расплав солей металлов – очень агрессивная среда, что предъявляет особые требования к материалам, из которых изготавливается оборудование (трубопроводы, узлы, запорная арматура и пр.).
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.
Источники: https://sdelanounas.ru/, https://www.ng.ru/
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
