Управление ядерной энергии Министерства энергетики США сообщило о значительной модернизации испытательного контура на жидком металле в Аргоннской национальной лаборатории. Эта установка, известная как Mechanisms Engineering Test Loop (METL), является крупнейшим в США испытательным стендом для быстрых реакторов с натриевым теплоносителем.
Установка METL, введенная в эксплуатацию в 2018 году, представляет собой экспериментальный комплекс среднего масштаба, работающий с жидким металлом. Она подает очищенный натрий реакторного качества в различные испытательные сосуды для тестирования компонентов, предназначенных для работы в условиях, приближенных к реальной среде усовершенствованного реактора. METL позволяет испытывать компоненты и системы малого и среднего размера, способствуя развитию передовых технологий в области жидкометаллических теплоносителей.
Представители Аргоннской национальной лаборатории подчеркивают, что испытания различных компонентов в METL имеют решающее значение для будущего усовершенствованных быстрых реакторов. По их словам, это должно предоставить бесценные данные о производительности и снизить риск отказов во время эксплуатации будущих атомных станций.
В рамках недавней модернизации специалисты Аргоннской национальной лаборатории успешно заменили устаревшую холодную ловушку в установке METL. Министерство энергетики США (DOE) отмечает, что это первая подобная операция в стране за более чем 30 лет. Холодная ловушка является неотъемлемой частью конструкции любого реактора с жидкометаллическим теплоносителем, поскольку она помогает отфильтровывать оксидные примеси из натрия, используемого для охлаждения реактора. Без контроля эти примеси могут вызвать ускоренную коррозию систем и снижение скорости потока теплоносителя, что приведет к ухудшению рабочих характеристик.
Замена устройства была необходима для соответствия проектным требованиям будущих экспериментов. Как заявляют в Министерстве энергетики США, эта операция также играет ключевую роль в восстановлении американского опыта по замене компонентов натриевых контуров.
При работе с установкой METL используются методы сварки, аналогичные тем, что применяются при обслуживании любого усовершенствованного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Перед заменой натрий в старой холодной ловушке был заморожен, после чего ее вырезали из системы. Затем к натриевому трубопроводу приварили новую холодную ловушку. Перед проведением этих работ Аргоннская национальная лаборатория консультировалась с Комиссариатом по альтернативным источникам энергии и атомной энергии Франции (CEA).
Весь процесс замены занял две недели, чему предшествовали месяцы планирования. Примечательно, что остальная часть испытательного контура в это время оставалась горячей, с расплавленным натрием, и продолжала функционировать.
Мэтью Везеред, ведущий инженер-ядерщик Аргоннской национальной лаборатории, считает происходящее волнующим событием. По его словам, команда METL возрождает и развивает ключевые методы эксплуатации и технического обслуживания, чтобы обеспечить возможность развертывания американских реакторов с натриевым охлаждением в ближайшем будущем.
Замена холодной ловушки финансировалась через Национальный центр инноваций в реакторах (NRIC) Министерства энергетики США. Этот центр поддерживает эксплуатацию и техническое обслуживание установки METL и работает над созданием или усовершенствованием инфраструктуры министерства для успешного внедрения передовых ядерных технологий.
В планах METL – расширение испытательных возможностей в 2026 году путем активации пятого испытательного сосуда, что позволит проводить дополнительные тесты с жидким металлом.
