Сосновый Бор Суббота, 31 Июля 2021

Трудный путь к совершенству

Трудный путь к совершенству

Аббревиатуру РБМК знают, наверное, все. Но мало кто задумывался, что означают эти буквы и почему реакторы, установленные на многих атомных станциях, называются именно так. РБМК – это реактор большой мощности канальный. Такие стоят на «старой» Ленинградской атомной станции, благополучно вырабатывают свой срок и постепенно выводятся из эксплуатации.

После Чернобыльской аварии доверие к энергетическим установкам этого типа несколько пошатнулось – как, впрочем, и к ядерной энергетике в целом. Но ученые сделали выводы, были приняты адекватные технологические решения, что и позволило этим реакторам без катаклизмов дожить до наших дней.

 

Новый этап в истории

История реакторов РБМК тесно связана с историей советской, а потом и российской атомной энергетики. На первой в мире атомной станции в Обнинске, построенной в 1954 году, стоял уран-графитовый канальный реактор с водяным теплоносителем. Назывался он «АМ» - «Атом Мирный». Технологию отрабатывали на промышленных реакторах – у них были не только оборонные, но и вполне мирные цели: выработка электроэнергии, а тепловая энергия служила для обогрева близлежащих населенных пунктов. Именно реакторы АМ был непосредственным предшественником РБМК, и технологические решения отрабатывались именно на нем.

Собственно РБМК стали разрабатывать с середины 60-х. Важен был не только опыт проектирования и строительства, но также и связи между предприятиями отрасли. Привлекали учёных и многообещающие перспективы – в частности, применение низкообогащенного топлива.

Главными отличиями от предшественников стали топливный канал, характеристики теплоносителя, а также форма топлива (в старых реакторах это был металлический уран, в новых – его диоксид) и применение для сборок циркониевых сплавов.

Проектировался РБМК уже как одноцелевой реактор, он должен был только вырабатывать электроэнергию. 15 апреля 1966 года министр среднего машиностроения Е.П. Славский подписал задание на проектирование Ленинградской атомной станции. В сентябре задание было закончено, а 29 ноября Совет Министров СССР издал постановление о строительстве первой очереди. В 1973 году в Сосновом Бору был запущен первый блок с реактором РБМК-1000. Технологии развивались постепенно, и с каждым новым поколением реакторов требования к безопасности возрастали.

Чернобыльская катастрофа заставила атомщиков пересмотреть многие позиции и по-новому подойти к безопасности реакторов этого типа. Изменился оперативный запас реактивности – то есть количество стержней систем управления и защиты. Оно увеличилось с 30 при минимальном показателе 15 до 43-48.  Количество стержней АЗ выросло с 24 до 33. Изменилось качество топлива и резко возросли скорости. Например, прежде скорость ввода отрицательной реактивности по сигналу аварийной защиты была 18 секунд, теперь на это требуется всего две с половиной секунды, а передача важных для безопасности параметров реактора в информационно-измерительной системе вместо 25 минут составляет всего 10 секунд. То есть на станции внедрили исполнительные механизмы быстрой аварийной защиты, стержни системы управления защитой вводятся в активную зону автоматически.

 

В ногу со временем

Усовершенствование РБМК происходило и в последующие годы. Сосновоборцы среднего и старшего поколения прекрасно помнят, что энергоблоки былирассчитаны всего-то на тридцать лет. Но потом возникла необходимость продлить сроки их службы до момента, когда вступят в строй замещающие мощности. При этом никаких аварий допускать было нельзя, поэтому на станции столько внимания уделялось повышению безопасности.

Усовершенствовали топливо, снова повысили эффективность защиты. Кроме того, на станции внедрили комплексную систему контроля, управления и защиты. Датчиков контроля нейтронного потока в реакторе стало гораздо больше. Поставили современную информационно-измерительную систему.

Изменилась и система подготовки персонала. На это обратили внимание еще после Чернобыльской аварии.Однако, в «нулевые» уже появились современные методики. Сейчас работники учатся и повышают квалификацию на полномасштабных тренажерах. Они отрабатывают самые разные ситуации, в том числе те, вероятность которых чрезвычайно мала. Но нужно быть готовыми ко всему, и это – залог безаварийной работы.   

Системы безопасности продолжают совершенствоваться и сейчас. Десять лет назад были установлены системы сейсмической защиты. Практика показывает, что нельзя полагаться на то, что землетрясений давно не было – геологические процессы идут, плиты движутся, и этот момент тоже следует учитывать.

В это же время на Ленинградской атомной станции появилась новая противоаварийная мобильная техника.

 

Главный урок Чернобыля

События, произошедшие на Чернобыльской АЭС тридцать пять лет назад, показали всей мировой атомной отрасли, что необходимо в кратчайшие сроки исключить саму вероятность возникновения такого рода аварий за счет изменения естественных физических явлений и процессов, происходящих в технической связке«реактор – системы безопасности». Необходимо было создать и внедрить в сознание всех участников процесса использования атомной энергии, от этапа разработки проектов до этапа вывода из эксплуатации энергоблока, философию профессиональной деятельности, основанную на принципах культуры безопасности, заключающихся в приоритетности обеспечения безопасности, постоянных усилиях по её обеспечению и повышению.

Как можно было это сделать? Для выполнения этих задач было создано и насыщено конкретными практическими целями и действиями по их достижению понятие культуры безопасности. На основе такого подхода были разработаны вновь все основные международные и отечественные нормативные документы, регламентирующие вопросы безопасности в области атомной энергетики и радиационной защиты.

В кратчайшие сроки на реакторах РБМК был выполнен целый комплекс работ, в полном соответствии с нормативными документами МАГАТЭ, которые тоже менялись.

Были реализованы многие мероприятия, такие как изменение состава загрузки активной зоны до безопасных величин, обеспечен постоянный контроль всех характеристик реактора современными расчетными методами и методами безопасных прямых измерений, причем методы контроля совершенствуются постоянно до нынешнего времени. Кроме того, были внесены некоторые изменения в конструкцию. Это привело к увеличению быстродействия и эффективности защит реактора до обоснованных с учетом всех инженерных запасов величин. Перечень сигналов о событиях, ведущих к срабатыванию защиты, был значительно расширен. Самое же основное – была технически исключена сама возможность отключения или вмешательства персонала в действие систем безопасности.

Физические свойства реакторной установки и систем безопасности были изменены так, что реакторы РБМК невозможно было назвать реакторами «чернобыльского типа». И международное ядерное сообщество это подтвердило.

 

Новое лицо ЛАЭС

С момента, когда проектировались, строились и вводились в эксплуатацию первые блоки с реакторами РБМК, правила и нормы изменились очень сильно. Технические решения, заложенные в этих проектах, опирались на опыт, накопленный при проектировании, строительстве, монтаже уран-графитовых реакторов. Усовершенствование проекта, модернизация и надежная работа блоков, а также риск дефицита энергообеспечения регионов, связанный с будущим выводом из эксплуатации действующих и отставанием ввода замещающих мощностей позволяют утверждать, что энергоблоки РБМК технически и экономически не только приемлемы и эффективны, но и чрезвычайно актуальны.

Анализ состояния энергоблоков Ленинградской атомной станции ведется практически с момента пуска. Это обусловлено как развитием базы нормативных документов, ужесточающей требования к эксплуатации АЭС, результатами анализа безопасности действующих АЭС с РБМК, так и накоплением опыта эксплуатации атомных станций.

Работу блоков анализировали с самого начала, что и позволило сделать третий и четвертый блоки более безопасными. После Чернобыля были изменены технологические регламенты и инструкции, принята Отраслевая программа повышения безопасности. Она реализовывалась в несколько этапов.

 

Служить как можно дольше

Продление срока эксплуатации энергоблоков РБМК требовало тщательной организации, научно-технического и проектно-технологических проработок комплекса необходимых мероприятий по повышению безопасности. Цель — максимально возможное приведение систем и элементов энергоблоков в соответствие требованиям современной нормативной документации по безопасности. При этом весь комплекс модернизации должен был быть экономически оправдан.

Были разработаны и внедрены новые системы управления и защиты реакторов, стержни с надвигающимся поглотителем и кластерными регулируемыми органами, система контроля подкритичности, новое уран-эрбиевое топливо с обогащением 2,8% и другие.

Были заменены технологические каналы с восстановлением зазора «ТК-графит», стали применять новую трехканальную систему аварийного охлаждения реактора. Тогда же была проведена модернизация внутрикорпусных устройств барабан-сепараторов с увеличением оперативного запаса воды в 2,4 раза и целый ряд других мер.

Жители Соснового Бора и соседних регионов могут жить спокойно. Радиационная обстановка контролируется автоматически. На станции есть установки подавления активности, система вентиляции замкнута, так что даже при самой неблагоприятной ситуации в атмосферу радиоактивные вещества не попадут.

Особым направлением стало повышение пожарной безопасности. Это обеспечивают центральный щит пожарной безопасности, система аэрозольного и водного тушения, реконструкция установок автоматической пожарной сигнализации и многое другое.

Сейчас блоки постепенно выводят из эксплуатации. Вся история РБМК, их проектирования, строительства, эксплуатации, продления сроков свидетельствует о том, что все будет сделано надежно, безопасно и с соблюдением всех технологических требований,а на смену отслужившим свой срок реакторам строят новые, еще более надежные. 

Рекомендуемые новости