Planta de concentrados químicos de Novosibirsk
La planta de concentrados químicos de Novosibirsk es la empresa más grande en el ciclo del combustible nuclear ruso. Alrededor del 6% de los reactores de potencia del mundo funcionan con combustible producido en NZHK. La planta también es conocida como el único fabricante del país de litio metal y compuestos basados en él. Sus productos cubren el 70% del consumo mundial de Li-7. La empresa está incluida en la estructura de la compañía de combustible TVEL de la Corporación Estatal de Rosatom.
El área de la empresa es de 120 hectáreas. Hay 9 talleres, que emplean a 1.350 personas. La principal actividad de la planta es la producción de combustible y materiales para la industria nuclear. Aquí también se producen litio y sus compuestos, así como catalizadores de zeolita para refinación de petróleo y gas y petroquímica.
La cadena tecnológica de producción de pellets de combustible para barras de combustible (elementos de combustible) comienza con la fabricación de polvo de dióxido de uranio. Está hecho de hexafluoruro de uranio enriquecido, que ingresa a la planta en contenedores de acero.
Para obtener dióxido de uranio, las materias primas se someten a pirohidrólisis a alta temperatura, se tratan con hidróxido de amonio y el precipitado precipitado se filtra y calcina.
La producción de pellets de combustible nuclear es un proceso largo y complicado, que incluye la preparación de polvo de prensa, prensado, sinterización, trituración y control de calidad.
El polvo de dióxido de uranio se almacena en recipientes bicónicos. En ellos, se agita hasta obtener una mezcla homogénea con un plastificante utilizando una máquina mezcladora. El aditivo ayuda a la tableta a presionar mejor.
Una tableta que pesa 5 gramos de disipación de calor es 640 kilogramos de madera, 400 kilogramos de carbón, 360 metros cúbicos de gas natural y 350 kilogramos de petróleo.
Después del prensado, los pellets de combustible entran en los hornos, donde se sinterizan en un medio reductor de hidrógeno a una temperatura de 1750 ° C Lleva más de 20 horas.
Después de enfriar, las tabletas se envían para moler, es necesario para ajustarlas al tamaño de la carcasa tubular.
El empleado prepara un envase especial para empaquetar tabletas.
La última etapa es la producción y el control técnico. Las tabletas de combustible de cerámica nuclear inspeccionan, verifican su densidad, el contenido de uranio e impurezas, así como la estabilidad térmica.
En el año la compañía produce más de 600 toneladas de pellets de combustible.
Todo el trabajo se realiza en cajas selladas mediante guantes especiales.
Esta es una línea automatizada que produce elementos combustibles. De hecho, es un complejo único en el que las operaciones tecnológicas y de control se combinan con herramientas de recopilación de información.
Para mejorar la transferencia de calor de la carcasa del revestimiento de combustible, su volumen libre se llena con helio y se sella con tapones especiales.
Aquí los tubos están llenos de tabletas de dióxido de uranio.
TVEL para reactores enfriados por agua se ve como una delgada cubierta tubular de aleación de circonio. Su diámetro es de 9 milímetros, y su longitud es de unos 4 metros.
Se necesita TVEL para generar energía calorífica y provocar el autocalentamiento del gránulo de uranio.
Los tubos terminados se trasladan a contenedores especiales en contenedores de transporte.
La siguiente etapa es la producción de ensamblajes de combustible (TVS). Estos trabajos se realizan en stands automatizados instalados en línea.
Normalmente, los conjuntos de combustible tienen la forma de un hexágono, diferentes modelos difieren entre sí en el diseño del marco y otros componentes.
Canales y rejillas espaciadoras, en las cuales se instalará el “paquete” de 312 barras de combustible.
Este es el proceso de soldadura de canales y rejillas espaciadoras.
Una moderna planta de energía nuclear en el núcleo del reactor con una capacidad de 1000 MW opera simultáneamente 163 conjuntos de combustible que contienen aproximadamente 50 mil barras de combustible que contienen aproximadamente 80 toneladas de uranio.
La vida útil de un conjunto de combustible en el reactor es de 4-5 años. Durante este tiempo, el diseño genera energía térmica, que es suficiente para obtener unos 200 millones de KW · horas de electricidad. En un mes, 1 millón de apartamentos gastan tanto.
El control de la radiación es una de las etapas obligatorias del ciclo de producción.
Después de una revisión exhaustiva, los conjuntos de combustible están listos para el transporte.
Los productos de la planta se envían a los consumidores en contenedores protegidos: dos conjuntos de combustible en cada uno.
Hoy en día, la planta produce ensamblajes de combustible no solo para los reactores VVER-1000 y VVER-1200 de diseño ruso, sino también para las unidades de potencia PWR, que se utilizan activamente en el oeste. Las centrales nucleares en Bulgaria, Ucrania, India, Irán, China y Suecia están trabajando en el combustible nuclear producido en NZHK, y los envíos a los Estados Unidos están a punto de comenzar.
NZHK no solo cubre las necesidades de la industria de la energía nuclear, sino que también desarrolla la producción no nuclear. La clave es la producción de litio y sus compuestos.
Para que el litio muestre sus propiedades beneficiosas de la manera más completa, debe limpiarse bien de impurezas naturales y artificiales.
La pureza del litio producido en Novosibirsk es del 99,999%; este es el mejor indicador del mundo.
Además del litio metálico habitual, la planta produce cloruro de litio granulado y es el mayor de los dos fabricantes mundiales de litio-7. Por cierto, el litio es el metal más ligero conocido por la ciencia. De todos los metales, tiene la densidad más baja, casi dos veces más baja que la densidad del agua.
Los productos de litio son adquiridos por fabricantes de fuentes de corriente química (baterías de litio y baterías recargables), empresas metalúrgicas y empresas de la industria química. El litio-7 se utiliza en la energía nuclear como reactivo químico y como aditivo para el refrigerante primario de los reactores de tipo PWR.
Otra dirección de la planta es la producción de catalizadores de zeolita para petroquímica y procesamiento de petróleo y gas.
Otra área importante fue la producción de combustible nuclear para reactores de investigación. Se utiliza en centros científicos y académicos en Rusia y en el extranjero.
Las barras de combustible de una nueva generación con poco enriquecimiento en el isótopo U-235 tienen una gran demanda.
Desde el inicio de la producción, 40,000 conjuntos de combustible de 56 modificaciones diferentes, diseñados para reactores de investigación de diversos tipos, se han fabricado en NZHK.
