Развитие человечества – это развитие технологий. И нет такой технологии, которая бы совершенствовалась без затруднений, гладко, как по нотам. Ведь даже самые дальновидные и образованные люди, начиная что-то новое, не могут учесть абсолютно всех мелочей, с которыми им придется столкнуться, даже когда речь идет о том, чтобы научиться делать одежду из шкур. Но каждый раз автор новой технологии стремится сделать ее максимально эффективной и предельно безопасной.
История создания атомных технологий – это захватывающая история, полная открытий и изобретений. В этой истории есть великие ученые, есть свои герои и свои вершины. Одна из таких вершин – реактор ВВЭР, сбывшаяся мечта о безопасной атомной энергетике.
Цель ядерной истории
Путь укрощения атома легким не назовешь. За три с лишним четверти века были (и есть) разные типы реакторов, методы защиты, способы обращения с отходами. В 60-х годах
прошлого века был разработан и введен в эксплуатацию на Нововоронежской АЭС первый советский реактор типа ВВЭР. С тех пор многое в проекте водо-водяных энергоблоков изменилось: существенно «подросла» мощность реакторных установок, усовершенствовались технические решения, увеличилась самозащищенность блоков от аварий и устойчивость к ошибкам персонала. Современные отечественные реакторы ВВЭР - это самые безопасные реакторы, какие только можно придумать.
Сегодня на Ленинградской атомной станции работают уже два энергоблока с реакторами ВВЭР-1200 российского дизайна. Когда ученые их разрабатывали, то учли все возможные нештатные ситуации, даже те, вероятность возникновения которых крайне низкая.
Основной задачей разработчиков была выработка таких проектных решений, которые бы обеспечили надежную, эффективную и безопасную работу атомной станции, предотвратили бы выход радиоактивных веществ в окружающую среду при любых режимах эксплуатации АЭС.
Задача была успешно решена: проектанты «оснастили» новые энергоблоки системами безопасности третьего поколения. И тут хотелось бы развенчать один миф. Почему-то у некоторых людей сложилось мнение, что работать над этими системами в России начали после аварии на японской атомной станции Фукусима. Однако это не так. «Росатом» постоянно совершенствует системы безопасности и повышает устойчивость энергоблоков к внешним воздействиям. Работа по учету в проекте энергоблоков ВВЭР-1200 событий, подобным тем, что случились на АЭС «Фукусима-1», началась еще задолго до событий в Японии. Они, слава Богу, бывают редко, но теоретически возможны, поэтому надо, чтобы станция была готова и к такому.
Какие они, системы безопасности?
Почему российский проект энергоблоков с реактором ВВЭР-1200 завоевал репутацию самого безопасного в мире и сегодня активно тиражируется или планируется к реализации в других странах?
Все дело в системах безопасности, основной упор в которых сделан на применение пассивных систем. Как рассказали в "Росатоме", данные системы включаются автоматически и их функционирование не зависит от работы других систем или действий операторов. Это и есть главная конструктивная особенность реактора ВВЭР-1200 – в конструкции сочетаются как активные (работа которых зависит от нормальной работы других систем, наличия электроснабжения), так и пассивные системы безопасности, последние способны действовать даже в том случае, если обесточено будет все вокруг.
Например, в проекте новых блоков ЛАЭС внедрены система пассивного отвода тепла от защитной оболочки и система пассивного отвода тепла от парогенераторов, сокращенно их называют СПОТ ЗО и СПОТ ПГ. Первая снижает и поддерживает давление внутри защитной оболочки, отводит от нее тепло. Вторая отводит остаточные тепловыделения от реактора через парогенераторы, расхолаживает реакторную установку.
Также, говоря о безопасности АЭС, необходимо отметить и увеличенную автономность АЭС от внешних источников энергоснабжения. В случае, если станция вдруг окажется обесточенной, как это случилось на Фукусиме, не произойдет ничего страшного. Дело в том, что для каждого блока ВВЭР-1200 предусмотрены четыре комплекта дизель-генераторных установок системы аварийного электроснабжения большой мощности. В случае нештатной ситуации (отключения внешнего источника питания) дизель-генераторы оперативно обеспечат электроснабжением все основное технологическое оборудование блока для перевода реакторной установки в безопасное состояние. В отличие от фукусимских, наши резервные дизель-генераторы расположены не в подземных помещениях. Значит, затопление и потеря работоспособности, например, в случае цунами или наводнения, им не грозят.
Что такое двойная защита?
У реакторов типа ВВЭР-1200 – двойная защитная оболочка: внутренняя и наружная. Такая конструкция исключает выход радиоактивных веществ наружу. Кроме того, она защищает реакторную установку от воздействия природных и техногенных внешних факторов.
Это могут быть самые разные факторы. На Фукусиме, например, начало катастрофе положило землетрясение. Защита реакторов ВВЭР-1200 на такое явление рассчитано, даже если станция расположена не в сейсмоактивной зоне.
Реактору ничто не повредит и в том случае, если образуется мощная ударная волна. Оболочка защитит его и от этого, и от наводнения, и много от чего еще.
Но внешние факторы – это еще не все. Внутренние могут оказаться не менее неприятными. Например, значительное избыточное давление внутри здания реактора. Если предположить, что вся вода, которая подается в реактор, превратится в пар и, как в огромно чайнике, будет давить изнутри на крышку, то оболочка выдержит и это.
Так что защитная оболочка постоянно готова принять удар. Для того, чтобы она обрела необходимые качества, внутреннюю защитную оболочку делают из предварительно напряженного железобетона. Наружная защитная оболочка - это монолитный железобетон. Металлические тросы, натянутые в теле бетона внутренней защитной оболочки делают конструкцию еще более крепкой, повышают ее устойчивость.
Зачем нужен бор?
Бор в качестве поглотителя нейтронов – элемент просто бесценный. Его добавляют в теплоноситель первого контура - для управления интенсивностью цепной реакции деления.
Также бор используют в системе аварийного охлаждения активной зоны: водным раствором борной кислоты заполняют четыре гидроемкости объемом 60 кубических метров, расположенные в здании реактора. В случае максимальной проектной аварии (разрыва трубопроводов первого контура) содержимое этих емкостей самотеком окажется внутри активной зоны реактора . Цепная ядерная реакция будет погашена большим количеством борсодержащего вещества.
А еще бор применяется в спринклерной системе. Фактически это такой огромный «пульверизатор», который автоматически разбрызгивает через специальные форсунки водный раствор борной кислоты в реакторном отделении. Этот процесс начинается, когда поврежден главный циркуляционный трубопровод и возникла утечка теплоносителя первого контура. Борная кислота разбрызгивается, пар конденсируется, давление внутри оболочки снижается.
Ловушка для расплава
Разработчики предусмотрели и самую сложную ситуацию – тяжелую запроектную аварию. Под реактором размещена конусообразная чаша, заполненная «жертвенным материалом». Чаша называется «ловушкой расплава». В случае проплавления дна корпуса реактора весь высокорадиоактивный топливный расплав и обломки элементов конструкции реактора попадают в эту чашу, где остывают и находятся в таких условиях, при которых невозможно образование цепной реакции деления. Ловушка полностью исключит выход радиоактивных продуктов в окружающую среду.
Итак, чем дальше – тем понятнее, что альтернативы атомной энергетике нет. Она остается самым экологичным видом производства электроэнергии – если грамотно подходить к безопасности. И реакторы ВВЭР-1200 – яркое свидетельство того, что это возможно!
