Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Контрольная работа

Экспорт ядерной продукции компании ОАО «ПО Электрохимический завод»

По дисциплине «Международные валютно-кредитные отношения»

Красноярск 2013г.

Краткая история развития технологий обогащения урана

Идея использовать гравитационные или центробежные силы для разделения газовых смесей с различными молекулярными массами была экспериментально проверена Бредигом еще в 1895 г. После открытия изотопов химических элементов Линдеман и Астон в 1919 г. предложили использовать центрифугу для разделения изотопов. В предвоенный период в США профессор Бимс с сотрудниками провели первые успешные экспериментальные исследования по разделению изотопов хлора в газовой центрифуге. В 1941 году немецкие ученые Мартин и Кун теоретически показали, что наибольшие перспективы может дать противоточная центрифуга, использующая тепловую конвекцию для осевой циркуляции газа внутри ротора.

В разработке теории разделения изотопов участвовали Нобелевские лауреаты Пауль Дирак, который совместно с Рудольфом Пайерсом и Клаусом Фуксом ввел понятие «работа разделения», и Гарольд Юрии, руководивший решением проблемы разделения изотопов в Манхеттенском проекте.

Обобщенная теория разделения изотопов урана, как методом газовой диффузии, так и с помощью противоточных центрифуг была опубликована в монографии К. Коэна в 1951 г.

В СССР исследования по разделению изотопов урана начались в 1943 году в созданном научно-исследовательском центре по урановой проблеме -- так называемой Лаборатории № 2 АН СССР.

В 1944 году к разработке методов разделения урана привлекается лаборатория электрических явлений при Уральском филиале Академии наук под руководством члена-корреспондента АН СССР И. К. Кикоина, который вскоре был назначен научным руководителем решения проблемы разделения изотопов.

В сентябре 1945 года на Техническом совете Специального комитета были заслушаны сообщения И. К. Кикоина и П. Л. Капицы, посвященные обогащению урана газодиффузионным методом, и сообщения Л. А. Арцимовича и А. Ф. Иоффе, предложившие обогащать уран электромагнитным методом.

В декабре 1945 года руководство разработкой газодиффузионного метода было возложено на И. К. Кикоина. Профессор И. Н. Вознесенский отвечал за инженерные решения, а академик С. Л. Соболев руководил расчетно-теоретическими работами.

В начале 1946 года научно-технический совет и руководство Первого главного управления сделали выбор в пользу газодиффузионного метода разделения изотопов урана.

С 1949 по 1962 год в Советском Союзе было пущено четыре диффузионных завода по обогащению урана: в Новоуральске на Уральском Электрохимическом комбинате, в Северске на Сибирском химическом комбинате, в Ангарске на Электролизном химическом комбинате и Электрохимический завод в Зеленогорске.

После войны в 1945 году к разработке технологии получения высокообогащенного урана были привлечены немецкие специалисты, получившие в этой области определенные результаты. На их основе в ОКБ «Кировского завода» была создана первая отечественная ГЦ, запатентованная в 1953 году.

В 1956 году немецкие исследователи Циппе, Шеффель и Штеенбек, возвратившись из Советского Союза, предложили фирме «Дегусса» конструкцию центрифуги, «действующей по другому принципу», на которую впоследствии в 1957 году получили основной патент.

Первый в мире опытный завод, оснащенный отечественными ГЦ, был пущен на Урале в 1957 году, а в 1962 году начал работать первый промышленный каскад ГЦ.

С июня 1964 года на Электрохимическом заводе началась эксплуатация газовых центрифуг.

Газодиффузионное оборудование

На ЭХЗ газодиффузионное оборудование остановлено 30 марта 1990 года.

В 1992 году в России газоцентрифужная технология полностью заменила энергоемкую газодиффузионную.

Основная деятельность «ПО «Электрохимический завод»

ОАО «ПО «Электрохимический завод» -- одно из предприятий разделительно-сублиматного комплекса Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» входит в контур управления Топливной компании Росатома «ТВЭЛ».

Электрохимический завод -- один из ведущих российских производителей обогащенного урана и поставщиков услуг по разделению изотопов урана, как для российской, так и мировой атомной энергетики.

К приоритетным направлениям деятельности ОАО «ПО «Электрохимический завод» относятся:

· производство ядерных материалов (обогащенного урана);

· производство изотопной продукции (стабильных изотопов);

· производство фтористоводородной кислоты и безводного фтористого водорода (HF) на основе переработки обедненного гексафторида урана (ОГФУ).

Объемы выпуска продукции и перспективы развития ОАО «ПО «Электрохимический завод» определяются Государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом».

Электрохимический завод -- добросовестный поставщик

ОАО «ПО «Электрохимический завод» подтвердило соответствие требованиям действующего законодательства РФ в области поставок продукции (работ, услуг) и внесено в Федеральный реестр добросовестных поставщиков (выписка из ФРДП).

Обогащение урана

ОАО «ПО «Электрохимический завод» предоставляет услуги по обогащению гексафторида урана по изотопу 235U с концентрацией до 5%. Продукция отвечает требованиям ТУ, спецификаций ASTM и контрактов с заказчиками.

Гексафторид урана (ГФУ), обогащенный изотопом 235U, поступает на предприятия, занимающиеся фабрикацией топлива, где из него получают порошки оксидного топлива. Затем порошки прессуются и спекаются в таблетки. Из них формируются тепловыделяющие элементы («твэлы»), которые непосредственно загружаются в активную зону реакторов атомных электростанций.

Внутри России обогащенный гексафторид урана поставляется в емкостях объемом 1 м3. Для иностранных потребителей продукция упаковывается в международные транспортные контейнеры типа 30В, которые сопровождаются пробоотборниками, необходимыми для анализа качества продукции.

Основные конкурентные преимущества газоцентрифужной технологии обогащения урана

На сегодняшний день самыми распространенными в мире технологиями промышленного обогащения урана являются газодиффузионная и центробежная. Однако при достижении одинаковой степени обогащения газоцентрфужная технология потребляет в десятки раз меньше электроэнергии. Это одно из наиболее важных преимуществ центробежного метода перед газодиффузионным. Кроме того, каскады газовых центрифуг намного быстрее перестраиваются на выпуск новой продукции.

Производство изотопной продукции

обогащение уран изотоп фтористый

ОАО «ПО «Электрохимический завод» -- крупнейший в мире производитель стабильных изотопов газоцентрифужным методом и входит в первую пятерку мировых производителей изотопов.

Производство представляет собой полный технологический цикл: от получения рабочего вещества, проведения процессов разделения стабильных изотопов на газовых центрифугах до получения из газообразных полупродуктов товарных форм стабильных изотопов, необходимых потребителям.

Применяемый метод разделения изотопов позволяет получать продукты с предельной степенью обогащения и высокой химической чистотой, дает ценовое конкурентное преимущество, а имеющийся производственный потенциал позволяет нарабатывать требуемую изотопную продукцию в больших количествах.

ОАО «ПО «Электрохимический завод» производит 95 изотопов 19 химических элементов. Объем выпускаемой за год изотопной продукции достигает сотен килограмм.

География поставок изотопной продукции сибирского предприятия обширна: Россия, США, Канада, Бразилия, Мексика, Германия, Франция, Испания, Голландия, Бельгия, Дания, Италия, Норвегия, Швеция, Польша, Венгрия, Финляндия, Корея, Тайвань, Китай, Япония, Индия, Иордания, Саудовская Аравия, Австралия, Узбекистан и другие страны.

Изотопная продукция ПО «ЭХЗ» широко используется в различных областях, в том числе в атомной энергетике, медицине и электронике, исследованиях по общей химии, физике, биотехнологиям, метеорологии, агрохимии и прочих направлениях научных исследований.

Развитие рынка изотопной продукции в значительной степени зависит от уровня развития и финансирования мировой и отечественной науки и ядерной медицины. Сегодня более 70% производимых в мире стабильных изотопов и более 50% радиоактивных используется в медицине. Всплеск интереса медиков к изотопам объясняется высокой эффективностью их применения в диагностике. Именно для диагностических целей используется сегодня около 98% изотопов, поступающих в медицинский сектор.

Производство фтористоводородных продуктов на основе переработки ОГФУ

ОАО «ПО «Электрохимический завод» первым в России освоило промышленную переработку обедненного гексафторида урана (ОГФУ) в закись-окись урана и решило в масштабах собственного производства проблему утилизации ОГФУ, использовав для этих целей технологию, предложенную французскими атомщиками.

Технологический процесс обесфторивания ОГФУ прошел проверку временем на установках «W-1» и «W-2», действующих на французском ядерном объекте в г. Пьеррлатте (группа компаний AREVA), и доказал свою эффективность. Первая подобная российская установка получила название «W-ЭХЗ» (введена в эксплуатацию в декабре 2009 года).

Успешное сотрудничество специалистов ПО «ЭХЗ» с коллегами из французских компаний AREVA NC и SGN, которые отвечали за проектные и инжиниринговые работы, а также инженерами фирм Boccard, CIFAL, Euriware, Girod Sisa, Mecachimie, MEGIAS, NEU позволило в сжатые сроки создать высокоавтоматизированное производство, требующее присутствия человека в основном только для контроля, отвечающее современным требованиям радиационной и экологической безопасности.

Перевод отвальных запасов урана из гексафторида в закись-окись дает возможность безопасного долговременного хранения энергетического ресурса до тех пор, пока он не будет востребован новыми энергетическими технологиями. Вложение средств в переработку ОГФУ -- это инвестиции в здоровье, безопасность и энергообеспеченность будущих поколений.

Промышленная переработка ОГФУ

ОАО «Производственное объединение «Электрохимический завод» первым в России освоило промышленную переработку обедненного гексафторида урана (ОГФУ).

Уникальная для российской атомной отрасли установка «W-ЭХЗ», способная переводить химически опасный обедненный гексафторид урана в максимально безопасную для долговременного хранения форму -- закись-окись урана, помогла предприятию решить в масштабах собственного производства проблему утилизации ОГФУ.

ОГФУ -- ценный энергетический ресурс

На урановом топливе, обогащенном изотопом 235U, сегодня работает большинство атомных энергетических реакторов. Для того, чтобы уран можно было использовать в реакторах АЭС, его обогащают по изотопу 235U.

Для обогащения урана Электрохимический завод, как и другие разделительные предприятия Росатома, использует современные высокоскоростные газовые центрифуги.

При обогащении урана образуется и обедненный уран, в котором содержание изотопа 235U ниже, чем в природе.

Например, при получении 1 кг обогащенного урана с содержанием 4% 235U потребуется 8 кг природного урана; при этом образуется 7 кг обедненного урана, содержащего 0,24% 235U.

Обогащенный урановый продукт (ОУП) по 235U до 5%, направляется заказчику. Обедненный гексафторид урана (ОГФУ), или «хвосты», с меньшим содержанием 235U, чем в природе, помещается в специальные стальные емкости или контейнеры и хранится на складах предприятия.

Обедненный уран, независимо от химической формы (гексафторид, закись-окись, металл), в основном состоит из 238U. А это -- готовый к применению материал для изготовления зон воспроизводства реакторов на быстрых нейтронах (в перспективе они заменят действующие реакторы на тепловых нейтронах).

ОГФУ образуется в больших количествах во всех странах, где обогащают уран (Великобритания, Германия, Китай, Нидерланды, Россия, США, Франция, Япония). В нашей стране в соответствии с законом Российской Федерации об использовании атомной энергии (№ 170-ФЗ от 21 ноября 1995 г.) и заключением экспертов Международного агентства по атомной энергии -- МАГАТЭ (ISBN 92-64-195254, 2001) обедненный гексафторид урана рассматривается как ценный энергетический ресурс и потенциальный источник фтора при получении озонобезопасных хладонов и других органических продуктов.

Перспективы использования ОГФУ

Современная атомная энергетика, основанная на разомкнутом, или открытом, ядерно-топливном цикле, использует в основном изотоп 235U, которого в природном уране всего 0,711%. По оценкам экспертов, в середине XXI века нынешние реакторы на тепловых нейтронах, отработав положенный срок, постепенно будут выводиться из эксплуатации. Им на смену придут реакторы на быстрых нейтронах, в которых в качестве топливного материала будет применяться изотоп 238U. Его в природном сырье около 99,289%, а в ОГФУ -- еще больше.

В ядерном реакторе АЭС 238U превращается в плутоний, который в свою очередь является делящимся материалом и может использоваться как топливо. Эту топливную схему специалисты называют замкнутым ядерным топливным циклом: топливо, «сгорая», производит новое топливо, причем даже в большем объеме.

Проблема хранения ОГФУ и ее решение

Обогащают уран шесть корпораций, разделительные производства которых размещаются в 8 странах:

· USEC (США),

· Eurodif (Франция),

· Urenco (Германия, Нидерланды, Великобритания),

· РОСАТОМ (Россия),

· JNFL (Япония),

· CNNC (Китай).

За весь период промышленного производства атомного оружия и топлива для атомной энергетики (начиная с 1940-х годов) во всем мире накопилось более 1,5 миллиона тонн обедненного урана. Объемы ОГФУ продолжают расти, увеличиваясь ежегодно почти на 50 тысяч тонн.

ОГФУ хранится в герметичных стальных емкостях на открытых площадках заводов по обогащению урана. Срок хранения отдельных емкостей с ОГФУ уже превышает 40 лет. Несмотря на положительный опыт, накопленный в обращении с ОГФУ, его химическая агрессивность делает подобный способ хранения потенциально опасным.

Атомщики всех стран, имеющих производства по обогащению урана, отдавали себе отчет, что рано или поздно в интересах общественной безопасности придется перевести ОГФУ тем или иным способом в менее опасную форму. Франция первой из ядерных стран успешно решила задачу промышленной утилизации ОГФУ. За ней, благодаря успешному проекту W-ЭХЗ, последовала Россия.

Установка «W-ЭХЗ»

Уникальная для российской атомной отрасли установка «W-ЭХЗ» способна переводить химически опасный обедненный гексафторид урана в устойчивую химическую форму -- закись-окись урана, пригодную для безопасного долговременного хранения.

Закись-окись урана (U3O8) -- вещество, близкое к природному состоянию урановых руд. Этот продукт химически устойчив, легко поддается консервации, удобен при транспортировке, его можно хранить сколь угодно долго -- идеальные свойства для стратегического топливного запаса энергетики ближайшего будущего, основой которой станут реакторы на быстрых нейтронах.

Принцип работы установки «W-ЭХЗ»

В установке «W-ЭХЗ» используется метод восстановления ОГФУ в водяной низкотемпературной плазме с получением фтористоводородной кислоты и оксидов урана.

Сущность используемого в установке «W-ЭХЗ» способа заключается во взаимодействии газообразного UF6 с водяным паром в головной части вращающегося трубчатого реактора с образованием уранилфторида, который по мере продвижения по реактору в условиях высоких температур конвертируется в U3O8 с помощью пароводородной смеси.

Все управление технологическим процессом, за исключением отдельных ручных операций (таких, как замена контейнеров на узле испарения), осуществляется автоматизированной системой. Контроль и управление установкой производятся с центрального пульта двумя операторами. Программное управление позволяет выдерживать оптимальное соотношение реагентов в реакторе при оптимальных условиях (давление, температура, скорости вращения реторты и шнека реактора).

Технологические этапы

· Стальная емкость с ОГФУ поступает с площадки хранения в цех и устанавливается на коллектор узла испарения.

· В узле испарения UF6 переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, и поступает в реактор обесфторивания. В реактор также подаются водяной пар, водород и азот.

· На выходе из реактора получаются два «потока» -- порошок закиси-окиси урана (U3O8) и газообразный фтористый водород (HF).

· Закись-окись урана поступает на узел затаривания, откуда в контейнерах отправляется на специальный склад для долговременного хранения.

· Фтористый водород конденсируется и на узле корректировки полученная 70 %-ная фтористоводородная кислота доводится до 40 %-ной концентрации, а на узле ректификации получается безводный фтористый водород (ГОСТ 14022-88).

Структурная схема установки «W-ЭХЗ»

Фтористоводородная кислота и безводный фтористый водород

Производство HF

Особенность производства «W-ЭХЗ» -- выпуск 40 %-ной фтористоводородной кислоты и безводного фтористого водорода, получаемых из 70 %-ного HF. Специалисты Электрохимического завода создали участок ректификации по проекту, разработанному совместно с отделом главного конструктора ОАО «Сибирский химический комбинат». Действующей промышленной технологии ректификации 70-процентной фтористоводородной кислоты нет больше нигде -- не только в России, но и в мире.

Уникальное производство безводного фтористого водорода расширяет линейку товарной продукции, выпускаемой ОАО «ПО «Электрохимический завод».

Полученные фтористоводородная кислота и безводный фтористый водород могут использоваться в разных отраслях промышленности, в том числе и атомной. Для транспортировки их потребителям в цехе оборудован узел для заполнения железнодорожных цистерн.

По словам специалистов, обесфторивание гексафторида урана позволяет вернуть в производство значительное количество фтора, организовать замкнутый фторный цикл в рамках предприятий Росатома. При этом снижается зависимость от внешних поставщиков фтористоводородной кислоты.

Реализация HF

За сравнительно небольшой период ОАО «ПО «Электрохимический завод» удалось заработать репутацию надежного поставщика и стать заметным участником на российском рынке фторсодержащих продуктов -- об этом свидетельствует отсутствие рекламаций от потребителей и повышающийся спрос на продукцию предприятия.

Начиная с 2011 года продукция поставляется на предприятия химической, металлургической, горно- и нефтегазодобывающей промышленности, используется в производстве фторопластов, хладонов, фреонов. География поставок -- города Пермь, Стерлитамак, Асбест, Первоуральск, Мегион, Волгоград.

Реализация на мировом рынке

Обогащенный уран производства ОАО «ПО «Электрохимический завод» реализуется на мировом рынке через компанию Техснабэкспорт (TENEX).

С 1990 года Электрохимический завод работает на международном рынке услуг по обогащению урана, за всё это время рекламаций на продукцию не поступало. Предприятие ведет постоянную модернизацию оборудования, внедряя высокотехнологичные центрифуги новых поколений. Технологическая схема основного производства обладает высокой динамичностью и гибкостью, легко реагирует на требования рынка обогащенного урана и перестраивается без потерь эксплуатационных показателей. Использование самых передовых систем управления технологическим процессом и самых современных микропроцессорных систем контроля эксплуатации основного и вспомогательного оборудования, высокая квалификация и технологическая дисциплина персонала обеспечивают высокое качество продукции.

Сейчас доля России на мировом рынке услуг по обогащению урана составляет 40%.

Российская Федерация обладает самыми крупными в мире производственными мощностями по обогащению урана и самой совершенной и высокорентабельной центрифужной технологией. Самая низкая себестоимость услуг и твердая репутация надежного поставщика -- основные конкурентные преимущества атомной отрасли России на мировом урановом рынке.

Размещено на Allbest.ru