Сайты предприятия  ▼

x
Виртуальный музей истории института

История института, галерея фотографий, виртуальная панорама музея

Сайт ЦКП института

Сайт центра коллективного пользования уникальным оборудованием "Состав структура и свойства конструкционных и функциональных материалов" ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей"

Сайт по конструкционным наноматериалам и нанотехнологиям

Конструкционные наноматериаллы и нанотехнологии ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей"

 
 
 

Skip Navigation LinksГлавнаяОб институтеДеятельностьНПК - Материалы и вопросы безопасности энергетических установок

Научно-производственный комплекс
«Материалы и вопросы безопасности энергетических установок»

 

 

 

Каштанов Александр Дмитриевич

 

Заместитель генерального директора по научной работе

Начальник  НПК "Материалы и вопросы безопасности энергетических установок"

Кандидат технических наук

 

 

Научно-производственный комплекс (НПК) «Материалы и вопросы безопасности энергетических установок» проводит научно-исследовательские и производственные работы в соответствии со стратегиями развития ГК «Росатом» и других отраслей, с которыми работает НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей», и исходя из требований к параметрам создаваемой техники.

 

 

Конструкционные материалы для атомной энергетики. Замкнутый топливный цикл

 


Конструкционные материалы для атомной энергетики

 

 

 

Основные направления деятельности НПК:

 

  • Разработка новых материалов (основных и сварочных), включая технологию их производства и контроля, исходя из необходимых требований главного  конструктора к параметрам установок в соответствии с Программой развития отрасли:

  • Оценка служебных характеристик новых материалов, включая сварные соединения, исходя из обеспечения необходимых требований главного конструктора к параметрам установок:

    • механические свойства материалов в диапазоне эксплуатационных температур с учетом проектного срока службы;
    • сопротивление разрушению при действии статических и циклических (по критерию зарождения и развития трещины) нагрузок на воздухе и при воздействии теплоносителя с учетом асимметрии, температуры и двух частотности приложения нагрузки;
    • длительная прочность и ползучесть.
  • Сопровождение изготовления атомного энергетического оборудования из новых материалов:

    • для плавучих энергетических блоков с реакторными установками КЛТ-40С, атомных ледоколов, а также применительно к морской технике;
    • для стационарных реакторных установок типа ВВЭР;
    • для стационарных реакторов и парогенераторов с теплоносителем натрий для энергоустановок БН-800 и БН-1200;
    • для энергоустановок стационарного типа БРЕСТ и СВБР-100;
    • для новых высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов применительно к космической технике;
    • для металлобетонных контейнеров, предназначенных для длительного хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива.
  • Сопровождение эксплуатации и продление срока службы атомного энергетического оборудования АЭУ различных типов и назначений:

 

Основные проекты НПК:

 

 

 

 

Материалы и технологии, разработанные коллективом НПК, обеспечили создание всех типов отечественных атомных энергетических установок: атомных реакторов для АЭС с водным теплоносителем типа ВВЭР и РБМК, для АЭС с натриевым теплоносителем типа БН-350, БН-600, БН-800 и БН-1200. Кроме того, разработаны материалы для атомных энергетических установок космического базирования, использующие принципы прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Созданы материалы и технологии для средств безопасной транспортировки, длительного хранения и утилизации отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов.

 

Материалы, созданные коллективом НПК, успешно работают в широком диапазоне температур.

 

Научные разработки и технологическая документация, созданные НПК, легли в основу нормативных документов Ростехнадзора («Правила и нормы в атомной энергетике»).

 

Не менее важным направлением работ НПК является создание материалов для судового машиностроения.

 

В первую очередь это разработки материалов и обеспечение создания надежной эксплуатации судовых валопроводов, рулевых устройств, мощных зубчатых передач для судовых редукторов, и турбозубчатых агрегатов, роторов и лопаточных агрегатов для паровых и  газовых турбин морского применения. Здесь также как и в других направлениях, использованы принципы разработки  сквозных промышленных технологий, систем контроля и обеспечения качества изготовления, а также создан комплекс специальных технологических мероприятий по повышению прочности и долговечности изделия при возрастании удельных эксплуатационных нагрузок на материал.

 

С учетом того, что традиционные материалы и технологии производства не всегда удовлетворяют  требованиям разработчиков новой техники, в НПК ведутся исследовательские работы в области новых технологий создания металлических материалов, обладающих специальными служебными характеристиками:

 

  • высокой антифрикционной способностью, износостойкостью, термостойкостью (для пар трения);
  • высокой прочностью, циклической  прочностью и термостойкостью;
  • высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах;
  • высокой радиационной стойкостью.

 

Научно-производственный комплекс имеет большой опыт проведения испытаний конструкционных материалов и элементов конструкций в различных средах, в широком диапазоне температур, в том числе высокотемпературных испытаний тугоплавких материалов и сплавов в вакууме и среде инертного газа различного состава. Имеется уникальный опыт  проведения широкого спектра исследований по влиянию нейтронного облучения на изменение служебных характеристик конструкционных материалов,  который  обеспечивает  продление ресурса корпусов реакторов и внутрикорпусного оборудования АЭУ.

 

Направление методического и материаловедческого обеспечения безопасной эксплуатации оборудования АЭУ является одним из ведущих направлений  научно-производственного комплекса "Материалы и вопросы безопасности энергетических установок". В течение многих лет исследования и разработки специалистов этого направления сохраняют лидирующие позиции в области обеспечения безопасной эксплуатации и продления ресурса элементов и оборудования атомных энергетических установок (АЭУ) различных типов. Эффективная деятельность в части решения широкого спектра научно-методических и материаловедческих задач обеспечивается силами  лабораторий НПК лаборатории прочности и ресурса энергетического оборудования и лаборатории сопровождения эксплуатации АЭУ. Основными направлениями деятельности этих лабораторий являются:

 

  • Разработка новых концепций и подходов для оценки прочности и долговечности конструкционных материалов с позиций механики разрушения;
  • Разработка методик и нормативных документов для оценки целостности и срока службы основного оборудования АЭУ и прогнозирования изменения служебных характеристик конструкционных материалов АЭС с учетом условий их эксплуатации;
  • Анализ текущего состояния и экспертные оценки состояния оборудования АЭУ, оценка остаточного ресурса и разработка компенсирующих мероприятий, обеспечивающих продление срока службы;
  • Экспертиза причин повреждения и разрушения элементов оборудования АЭУ, разработка конструктивно-технологических мероприятий и технических средств для их предотвращения;
  • Разработка оригинальных программных приложений и интегрируемых в среду ANSYS средств для анализа напряженно-деформированного состояния и развития дефектов в элементах оборудования АЭУ.

 

На базе экспериментально полученных закономерностей поведения материалов при совместном воздействии длительных статических и циклических тепловых и механических нагрузок, нейтронного облучения и коррозионной среды разработаны модели повреждаемости материалов в составе АЭУ. На основе накопленного опыта и знаний разрабатываются методики и нормативные документы:

 

  • для оценки целостности и срока службы оборудования АЭУ;
  • для прогнозирования изменения служебных характеристик материалов с учетом условий эксплуатации;
  • на экспертизу состояния оборудования АЭУ;
  • на оценку его остаточного ресурса;
  • на разработку конструктивно-технологических мероприятий и технических средств обеспечения продления срока службы.

 

НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» обеспечивает материаловедческое сопровождение эксплуатации и продления срока службы оборудования АЭУ практически на всех АЭС России и Украины. Новые разработки «Прометей» востребованы при строительстве АЭС нового поколения повышенной безопасности и ресурса типа ВВЭР проекта АЭС-2006 и ВВЭР-ТОИ, плавучей АЭС с реакторной установкой типа КЛТ-40С, транспортных АЭУ, включая атомные ледоколы нового поколения.

 

В процессе длительной работы в области атомной энергетики сформировались прочные творческие и деловые связи  НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» с основными организациями ГК «Росатом».

 

По заказу Головной эксплуатирующей организации ОАО «Концерн Росэнергоатом» институт выполняет работы по сопровождению эксплуатации и обоснованию возможности продления срока службы действующих реакторных установок.

 

По заказам конструкторских организаций (ОАО «ОКБМ Африкантов», ОАО ОКБ «Гидропресс», ОАО «НИКИЭТ») выполняет работы по сопровождению проектирования новых АЭС; тесно взаимодействует с проектными организациями и заводами-изготовителями реакторного оборудования, а также научными центрами, такими как ОАО «ГНЦ НИИАР», ГНЦ РФ ФЭИ, ФГБУ НИЦ «Курчатовский институт».

 

Опыт работы специалистов НПК в области атомной энергетики востребован в области создания нового нефтехимического оборудования.

 

В НПК создан компьютерно-программный комплекс, обеспечивающий информационную и расчетную поддержку всех научных разработок.

 

Научно-технический уровень разработок, высокопрофессиональный, квалифицированный персонал вызывают интерес на международном уровне. Специалисты НПК выполняли и выполняют работы по контрактам с фирмами Финляндии, Венгрии, Германии, Франции, Испании, Индии, Китая и др., а также по международным проектам.

 

Международные конференции по материаловедческим проблемам в области атомной энергетики, проводимые НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» стали традиционными и получили высокую оценку МАГАТЭ и специалистов многих стран мира.