«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Атомная энергетика

Передовые технологические решения в области ядерной энергетики и безопасности

Пассивные каталитические рекомбинаторы водорода

Предназначены для обеспечения водородной взрывозащиты блоков атомных станций (АЭС) путем снижения концентрации водорода до безопасного уровня.

Актуальность и область применения

В нормальных режимах эксплуатации, включая проектные аварии со сравнительно медленными процессами генерации водорода в результате радиолиза воды в активной зоне реактора и в приямке контайнмента, обеспечение водородной безопасности АЭС решается проектными средствами – системами поддержания водно-химического режима, газовых сдувок, спецгазоочистки и т.д.

Однако в случае запроектных аварий со значительными повреждениями активной зоны реактора вплоть до ее расплавления и взаимодействия расплава с бетонными конструкциями, когда скорость выделения водорода может достигать несколько сотен грамм в секунду, требуются принципиально новые методы и технические решения, обеспечивающие пожаро-взрывобезопасность и целостность защитной оболочки АЭС.

В настоящее время в России на 10 АЭС эксплуатируется 33 энергоблока. Системой дожигания водорода оснащены следующие АЭС:

  • Кольская АЭС – 4 энергоблока;
  • Ростовская АЭС – 2 энергоблока;
  • Балаковская АЭС – 4 энергоблока;
  • Нововоронежская АЭС – 2 энергоблока;
  • Калининская АЭС – 3 энергоблока.

90% этого оборудования поставлено фирмой AREVA. Требуется разработка российского импортозамещающего оборудования. Актуальность данной разработки возрастает с учетом перспектив выхода России на зарубежные рынки.

Технология

Высокая эффективность и производительность пассивных рекомбинаторов водорода (ПКРВ) основана на возможности быстрого транспорта водородосодержащей газовой смеси к каталитически активной поверхности и возникновения конвективной циркуляции в результате нагрева газа при экзотермической реакции окисления.

Высокая каталитическая активность применяемых элементов обеспечивает возможность самопроизвольного начала и развития эффективного процесса рекомбинации при достаточно низких концентрациях водорода – менее 1,0 об. % и температурах окружающей воздушной среды ~ 20°С.

Преимущества

Разрабатываемые пассивные каталитические рекомбинаторы водорода должны обеспечить:

  • повышение производительности (скорости рекомбинации) на 50-100% по сравнению с отечественными аналогами;
  • расширение рабочего диапазона концентраций водорода
  • исключение «поджига» водорода при его высоких концентрациях в помещении.

Технологический задел

Лаборатория располагает комплексом оборудования, необходимым для реализации проекта. В состав лаборатории входят производственные помещения с парком механического оборудования, который насчитывает около 300 единиц. В ГНЦ РФ-ФЭИ имеются отдел технического контроля, конструкторское и технологическое бюро, служба подготовки производства, действует система обеспечения качества выполняемых работ.

Предложения по сотрудничеству:

Создание консорциума предприятий для проведения ОКР и создания производства.