新西伯利亚化学浓缩厂探秘 这里生产核电站必需的燃料组件
新西伯利亚化学浓缩厂是俄罗斯核燃料体系中规模最大的企业。
世界上约有6%的核电站都使用这里生产的核燃料棒,该公司也是俄罗斯唯一的锂及其化合物的制造商,产品占世界消费量的70%,是俄罗斯国家核电公司Rosatom旗下重要部门。
该厂始建于1948年,当时在新西伯利亚卡里宁斯基地区建立了一家核工厂,主要产品用于国防用途。1951年,第一批产品在这里下线。建立该厂的主要任务是为苏联核电站和科学研究用途的反应堆制造燃料棒,但企业的规模迅速扩大,并有了全新的发展方向。今天,这里是一座高科技工业综合体,产品不仅可以满足俄罗斯的需求,还出口到国外。
企业战地面积120公顷,拥有9个车间,员工达到1350人。主要产品是核燃料棒、锂及其化合物、石油和天然气加工使用的沸石催化剂。该公司很多产品都获得过质量奖项,拥有很好的声誉。
核燃料棒芯块的制造技术始于二氧化铀粉末,而它由六氟化铀制造。这是盛放有六氟化铀的钢质容器,吊运至车间。
为了获得二氧化铀,将原料进行高温热水解,用氢氧化铵处理,并将沉淀物过滤并煅烧。
核燃料棒芯块的生产是一个漫长而复杂的过程,包括制备粉末,压制,烧结,研磨和质量控制等诸多工序。
二氧化铀粉末储存在双锥形容器中,使用混合机将其搅拌直至与增塑剂均匀混合,这种添加剂可帮助其在压力作用下成型。
一枚重5克的芯块蕴含的能量相当于640千克木材、400千克煤炭、360立方米天然气或350千克石油。
然后将芯块送如烧结炉,在1750℃高温下,在氢还原介质中烧结,这个过程需要20多个小时。
待芯块充分冷却后,还要进行必要的研磨,以便它们能够装入管状的壳体。
工人正在准备用于包装芯块的特殊容器。
最后的阶段,对核燃料芯块进行检查,主要项目有密度、铀含量、热稳定性等。
该公司每年可以制造600多吨核燃料芯块。
核燃料芯块的检验工作都是在密封箱中进行,工人通过特殊手套进行操作。
这是核燃料棒的自动化生产线。
这里的管子都装满了二氧化铀的芯块。
为了提高燃料棒的传热性能,内部还要填充氦气,并进行密封。
用于压水反应堆的核燃料棒就是一个薄的锆合金管状物,直径为9mm,长度约4米。
在核反应堆中,芯块中的二氧化铀发生裂变反应产生热量。
核燃料棒要采用这种特殊容器进行运输。
公司拥有现代化的质量管理体系,密切监控员工的工作环境、安全条件和健康指数。
接下来是核燃料组件的生产,这些工作在自动化支架上进行。
通常,核燃料组件都是六边形的,不同型号的核燃料组件有不同的规格。
这是核燃料组件的栅格,将安装312根核燃料棒。
正在焊接核燃料组件的栅格。
现代核电厂一座容量为1000兆瓦的反应堆堆芯中,同时运行163个燃料组件,其中有50000个含有约80吨铀的芯块。
一个燃料组件的使用寿命为4~5年,其产生的热量足够产生约2亿千瓦时的电力,相当于100万套公寓一个月的用电量。
辐射监测是整个生产过程中必须进行的检测手段。
经过检验合格的核燃料组件即将启运。
工厂会提供这种特殊的保护型容器运送核燃料组件,每个容器可以装运两套核燃料组件。
今天,该工厂不仅为俄罗斯VVER-1000和VVER-1200反应堆生产核燃料组件,还为PWR核反应堆生产核燃料组件。保加利亚、乌克兰、印度、伊朗、中国和瑞典的核电厂正在考虑采购这里生产的核燃料,同时,美国也即将购买这里的核燃料组件。
新西伯利亚化学浓缩厂不仅满足核电工业的需求,还开发了非核电的项目,这就是锂及其化合物的生产。
为了使锂最有效地发挥特性,必须清除各种杂质。
新西伯利亚生产的锂纯度为99.999%,这是世界上最高的指标。
除了金属锂之外,该厂还生产氯化锂电池,这是世界上两家最大规模的锂电池生产商之一。顺便说一下,锂是已知最轻的金属,密度相当于水的一半。
锂金属在充电电池、冶金、化工等领域有着广泛的应用,锂-7是核电中的重要原料,PWR型核反应堆一次冷却剂的添加剂。
该工厂的另一个重要项目就是生产石油和天然气生产的沸石催化剂。
这里的沸石产品不仅提供给俄罗斯,还出口到东欧、中东地区,瑞典、印尼和越南都有进口。
同时,这里还为俄罗斯和国外的科学研究机构研制和生产核燃料。
目前,市场对铀-235含量低的新一代燃料棒需求量很大。
新西伯利亚化学浓缩厂共生产过56种不同规格的核燃料组件,总数量超过40000套。
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