Framatome (Франция) ввела в эксплуатацию пилотную установку мощностью 30 млн евро для нанесения хромовых покрытий на ядерное топливо

Репортаж от Wedoany，29 октября французский производитель ядерного оборудования Framatome ввел в эксплуатацию промышленную пилотную установку для нанесения хромовых покрытий на трубы оболочек ядерного топлива на заводе в Пембёфе (Paimbœuf) в регионе Пеи-де-ла-Луар, Франция. Инвестиции в проект составили около 30 млн евро, проектная годовая мощность превышает 100 тыс. труб оболочек. Установка использует процесс физического осаждения из паровой фазы и предназначена для промышленного освоения технологии усовершенствованного толерантного к авариям топлива PROtect (E-ATF). Планируется завершить промышленную квалификацию процесса к концу 2026 года и начать производство в начале 2027 года.

Новая установка построена на существующей площадке Framatome по производству компонентов ядерного топлива в Пембёфе и предназначена главным образом для нанесения хромовых покрытий на трубы оболочек из циркониевого сплава, используемые в тепловыделяющих сборках. В производственном процессе применяется технология физического осаждения из паровой фазы для формирования защитного хромового слоя на поверхности циркониевых труб. На установке будет проводиться технологическая валидация в условиях, приближенных к будущему серийному производству, с акцентом на оценку стабильности процесса нанесения хромовых покрытий и его промышленной применимости.

Проектная годовая мощность новой пилотной установки превышает 100 тыс. труб оболочек с хромовым покрытием; в дальнейшем масштабы обработки могут корректироваться в зависимости от развития технологии. Framatome планирует использовать эту установку для завершения промышленной валидации технологии хромовых покрытий и создания технологической базы для последующего серийного производства. Установленный предприятием срок завершения промышленной квалификации — конец 2026 года, целевой срок начала производства — начало 2027 года; в настоящее время достижение проектной мощности пока не подтверждено.

Технология PROtect E-ATF разработана совместно Framatome и Комиссариатом по атомной и альтернативным видам энергии Франции (CEA). Она основана главным образом на трубах оболочек из циркониевого сплава с хромовым покрытием и может комплектоваться таблетками уранового топлива с добавлением оксида хрома в соответствии с требованиями операторов АЭС. Согласно опубликованным Framatome результатам исследований, данная технология направлена на повышение стойкости материала оболочки к окислению и механических характеристик при высоких температурах, а также на снижение количества водорода, образующегося при отказе системы охлаждения. Разработка получила поддержку в рамках французского плана экономического восстановления и Министерства энергетики США.

Ранее данная топливная технология уже прошла этап фактических реакторных облучений. В 2019 году первые соответствующие топливные стержни начали проходить реакторные испытания на АЭС Гёсген в Швейцарии и на АЭС Vogtle в США. В 2021 году первая полная тепловыделяющая сборка PROtect E-ATF была загружена на АЭС Calvert Cliffs в США. В 2023 году Framatome совместно с Électricité de France (EDF) загрузила четыре пилотные тепловыделяющие сборки во французский энергоблок с реактором с водой под давлением.

В 2024 году топливные стержни PROtect E-ATF завершили третий 18-месячный топливный цикл на АЭС Vogtle в США, а суммарная продолжительность эксплуатации достигла 54 месяцев. В том же году данная технология прошла эксплуатационную валидацию на АЭС Гёсген в Швейцарии с достижением выгорания полноразмерных топливных стержней более 60 ГВт·сут/т урана. По данным Framatome, технологии семейства PROtect накопили опыт испытаний и эксплуатации на шести реакторах мира.

Текущая деятельность завода в Пембёфе включает производство циркониевых компонентов и труб оболочек для тепловыделяющих сборок. Новый пилотный процесс нанесения хромовых покрытий будет интегрирован с существующим производством труб оболочек для дальнейшей промышленной квалификации процесса. Framatome планирует начать производство после завершения квалификации, чтобы обеспечить производственные мощности для последующих коммерческих поставок топлива PROtect E-ATF.