Белоярская АЭС: первые энергоблоки

На любой АЭС образуются радиоактивные продукты распада, и после останова энергоблока они остаются на территории станции. Требуется контроль состояния оборудования, систем для нераспространения этих материалов за пределы АЭС. Такой этап называется «неэнергетической эксплуатацией блока до вывоза ядерного топлива с площадки». Ядерное топливо, выгруженное из реакторов, находится в перед вывозом на «Маяк» (единственный в России переработчик радиоактивных материалов атомной энергетики) в главном корпусе, в приреакторных бассейнах выдержки.

А начиналось все так (фильм 1966 года):

Перед походом к станционным приборам и агрегатам первых блоков надо экипироваться в белый халат, перчатки, «хирургическую» шапочку, каску и резиновые калоши (плюс персональные носки) с желтыми полосками:

Сопровождающие работники АЭС вооружаются компактными дозиметрами:

Блочный щит управления (БЩУ) №1. Спроектирован и смонтирован до 1964 года, а значит, вся аппаратура здесь 1950-х и 1960-х годов выпуска. Первый блок работал с 1964 года и был остановлен в 1981 году, второй работал с 1967 по в 1989 год. Отсюда управлялся ядерный реактор:

Этот  БЩУ был предназначен для сбора данных (мощность дозы, аэрозольная активность и т.д.) со всех элементов обоих блоков, от примерно 1000 датчиков, и обработки полученных параметров. Здесь постоянно находилось двое оперативных дежурных. За этой лакированной панелью сидел старший инженер управления реактором (СИУР). Приборы контроля мощности реактора находились прямо перед его глазами:

Справа от него находилось рабочее место старшего инженера управления турбиной (СИУТ), это была модель 100 МВт Ленинградского металлического завода (серийная, на перегретом паре):

Для 1-го блока не надо было конструировать специальную турбину на насыщенном паре, и это хорошо - в то время советские заводы не могли выполнить такую работу. Оператор при пуске турбины контролировал ее обороты.

На приборах отображалось включение в сеть, активная, реактивная мощность и прочие важные значения. Имелись и ключи синхронизации с энергосистемой. Вся сигнализация выведена на панели перед операторами:

Первый блок был выполнен по 1,5-контурной схеме, второй блок – 1-контурная схема, пар на турбину подавался после прохождения им реактора. Тепловыделяющий элемент имеет кольцевую конструкцию – трубка с теплоносителем внутри (могла быть разного диаметра, к примеру 12 мм), топливо в наружной оболочке. Давление пара в первом контуре 120 атм., во втором 60-70 атм.

Вся сигнализация – лампочки на 48 В, и она все еще работает:

Контроль температуры пароперегревательных каналов проводился на этой панели. В реакторе блока №1 имеется 730 испарительных каналов и 328 пароперегревательных. Поскольку никаких ЭВМ не было, все приходилось делать вручную - оператор раз в сутки замерял температуру пара в каждом из тысячи с лишним каналов, методично перетыкая щуп из отверстия в отверстие, и записывал показания в особый журнал. Перегрев пара шел максимум до 540 гр.:

Пароперегревательные каналы расположены по внешнему кольцу реактора, вперемешку с испарительными. Испарительная зона в середине, по ней циркулировала вода первого контура. В сепараторе 15-20% воды в форме пара отделялось от основного потока и поступало в пароперегревательные каналы.

На выходе, после смешивания в коллекторах, получался пар со средней температурой 510 гр., он и подавался на турбину. Квадратными кнопками надо было перемещать группы графитовых стержней в зону реакции и наружу, для выравнивания нейтронного поля и регулирования тепловыделения по активной зоне реактора. Если температура превышала 545 гр., срабатывал звуковой сигнал и подсвечивалась соответствующая ячейка. Оператор подходил и замерял температуру по конкретной, «тревожной» тепловыделяющей сборке, а потом формированием поля (то есть опуская графитовый стержень-поглотитель на 2-5 см) снижал температуру до приемлемого значения.

Испарительные ячейки белые, пароперегревательные красные. Одну из клавиш-пластин кто-то стащил на сувенир, или она просто отвались по советской традиции и была сметена уборщицей в ведро:

Если не сработала аварийная защита от приборов, и СИУР считал что дальнейшая работа реактора недопустима, он имел право остановить блок кнопкой аварийной защиты (в центре кадра). И такое бывало:

Потом, конечно, приходилось обосновывать свой поступок.

За счет улучшения теплосъема с активной зоны и приведения к одноконтурной схеме (тут нет испарителей) мощность второго блока в два раза выше, чем первого. Здесь два сепаратора, и все. Тепловая схема более совершенна. Использованы две серийные турбины по 100 МВт. То есть всего оба блока выдавали 300 МВт.

В БЩУ №2 по-прежнему дежурит инженер:

Оборудование и принцип его работы на этом щите управления не отличается от установленного на БЩУ №1. Здесь рабочее место начальника смены реакторно-турбинного цеха, он контролирует работу оборудования: система вентиляции, теплоснабжения, дренажная, другие специальные системы:

СИУР также сидел слева и манипулировал при необходимости стержнями. Кнопка аварийной защиты (красная посредине) опломбирована. Откидывать пластиковую крышку и нажимать кнопку нет смысла, и так все заглушено:

Справа от него традиционно располагался СИУТ, который командовал уже двумя паровыми турбинами, каждая по 100 МВт.

В этом БЩУ остались приборы управления всеми системами 1-го и 2-го блоков, поэтому тут и находится сотрудник – он контролирует все пока работающие на этих блоках системы. Каждый стержень регулирования нейтронного поля при работе также имел свое положение:

В машинном зале 1-й очереди хранятся оборудование первых блоков и запчасти к нему, а также работает теплофикационная установка для теплоснабжения г. Заречного:

Кожухи цилиндров высокого (ЦВД) и низкого (ЦНД) давлений. Если их снять, покажутся лопатки самой турбины. Выпавшая в осадок горячая вода попадала с схему регенеративного подогрева и обратно в водяной цикл, чтобы заново пройти путь через реактор. Слаборадиоактивный пар из реактора шел непосредственно на турбину, поэтому схема и называется одноконтурной:

Турбина крутила ротор генератора. За первым генератором виден второй. 31 декабря 1978 года, когда за окном стоял мороз -47ºС, перекрытие не выдержало и обрушилось на него. Произошло разуплотнение маслосистемы и возгорание масла. Погорели силовые кабели. Оба энергоблока остановились, в итоге возникла угроза размораживания тепломагистралей. Но работникам станции удалось быстро восстановить оборудование, запустить реакторы и спасти коммунальщиков города от катастрофы:

Четыре бойлера (на фото - два из них) по-прежнему трудятся на нагреве воды в теплосети города, в том числе на отоплении помещений в самой Белоярской АЭС:

В машинном зале довольно шумно, работает все электрооборудование, не связанное непосредственно с выработкой энергии блоками – вентиляции, сигнализации. Остался на службе персонал отдела радиационной безопасности, цеха тепловой автоматики и измерений (техническое обслуживание и ремонт оборудования).

Все оборудование, которое тут находится, в теории несет микроследы радиоактивного заражения, поэтому ничего на пол ставить нельзя. На заре ядерной эпохи безопасность АЭС рассчитывалась только по сейсмической составляющей. Сейчас в расчетах на устойчивость учитывают не только землетрясения, но и ураганы, и падение с высоты нескольких километров самолета или двигателя от него:

Так что же наблюдается на старейших российских атомных блоках? Оба они законсервированы для длительного хранения, радиоактивное оборудование локализовано в реакторном отделении. Стадия хранения под наблюдением (за это время происходит распад опасных нуклидов) будет длиться 50 лет. Затем оборудование блока будет демонтировано и переработано.

Но эти планы - текущие. Я очень надеюсь, что когда 50 лет пройдет, у власти в Росатоме будут стоять просвещенные люди, и первенец российской атомной энергетики не будет бессмысленно разобран на металлолом, а превратится в уникальный технический музей.

Олег Никитин, Energyland.info

Ссылки по теме:

Атом Мирный Большой: последний путь

Теплофикация атомной энергетики: теряем миллиарды

Реакторы на быстрых нейтронах: от БР-5 к БН-1200