ТАК ПОЧЕМУ ЖЕ ВЗОРВАЛСЯ РЕАКТОР IV БЛОКА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС?. ГЛАВА 2.
Оригинал взят у naskvozwatcher в ТАК ПОЧЕМУ ЖЕ ВЗОРВАЛСЯ РЕАКТОР IV БЛОКА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС?. ГЛАВА 2.
автор Л.Х.РЫЖИКОВ (мой отец)
ТАК ПОЧЕМУ ЖЕ ВЗОРВАЛСЯ РЕАКТОР IV БЛОКА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС?. ГЛАВА 2.
ГЛАВА 2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕАКТОРЕ РБМК-1000
Обращаюсь к читателю с двумя просьбами:
1. Отбросьте мысль о том, что атомный реактор - это нечто метафизическое, нечто непостижимое, для простого человека недоступное.
2. Отбросьте мысль о том, что атомный реактор - это очень просто. Совсем «это» не просто. Но кто захочет понять - поймет, Тем более, что у нас имеется прекрасное пособие: статья Г Львова «Чернобыль: Анатомия взрыва» (Наука и жизнь, № 12, 1989). Атомный реактор - это устройство, которое на АЭС служит для получения пара. Энергия распада атомов преобразуется в тепло. Этот распад происходит в тепловыделяющих элементах - твэлах, которые непрерывно обтекаются водой, Процесс тепловыделения в реакторе неразрывно связан с теплопоглощением. Эта связь должна быть сбалансированной и непрерывной.
Повторим: выделение тепла твэлами должно быть обязательно связано с поглощением этого тепла водой, которая обтекает эти твэлы.
Процессы тепловыделения и поглощения тепла, а также плачевный результат нарушения равновесия этих процессов наблюдал каждый, кто кипятил молоко и почему-то отвлекся именно тогда, когда молоко закипело. Шипенье, запах гари, молоко, вытекшее из кастрюли на поддон плиты - таково наказание ротозею.
Многие ощущали процессы тепловыделения и поглощения тепла, при условии соблюдения полной синхронности и сбалансированности этих процессов буквально собственной кожей. Речь идет о мытье под душем, вода для которого подогревается газовой колонкой. Как хорошо, когда нормальный напор воды, когда исправная колонка. Тугие струи бьют по телу, вода не холодная, но и не горячая, в случае чего: вот он - рычажок, которым регулируется газовый факел. Тронул его, и пошла вода погорячей, тронул еще раз - попрохладней. Но вдруг комфорт нарушается: на вас хлынул чуть ли не кипяток. Соседка на нижнем этаже начала свою бесконечную стирку, и напор воды упал. Колонка угрожающе загудела, а затем затихла. Автомат отключил газ. А, может, это не соседка с нижнего этажа, а что-то еще понизило напор воды? Если так случается постоянно, то однажды вы вызываете газовщика, и он отключает в вашей колонке блокировку подачи газа. Теперь можно мыться при любом напоре, но держи ухо востро. Забудь про размашистость, с которой двигал ручку регулировки газового факела.
Теперь так: двинул на волосок вперед - кипяток, двинул на волосок назад - ледяная вода. Хочешь жить, умей вертеться. И будь всегда начеку: до того как взяться за рычажок газа, проверь, идет ли вода. Чуть проморгал - прощай колонка. Всем обладателям газовой колонки все это хорошо известно. И никому из тех, кому довелось ее сжечь, не приходит в голову проклинать «патологически безграмотную» конструкцию этой колонки. Какая есть, такая есть...
Возвращаемся к технике. Газовая колонка функционирует нормально при установившемся потоке воды. Изменился напор воды - изменяй подачу газа, другого не дано. Все это же относится и к реактору, только вместо газа у него воду греет ядерная реакция. Ядерное топливо - таблетки спеченого урана диаметром около сантиметра, высотой 1,5 см, собранные в колонку. Колонка помещена в кожух длиной 3,5 м, диаметром 13,6 мм - это и есть твэл. 36 твэлов собираются в кассету, которая вставляется в канал - металлическую трубу. Через каналы мощными насосами прокачивается вода. Таких каналов в реакторе РБМК-1000 около двух тысяч. Все пространство в реакторе заполнено графитовыми блоками размером 25х25х60 см. В блоках имеются отверстия, в которые и вставлены трубы. В целом реактор представляет собой цилиндр высотой 7 м и диаметром около 12 м. Здесь надо остановиться и крепко подумать. Диаметр 12 и высота 7 м - огромное сооружение. Человек, который взялся им управлять, должен разумом, сердцем понимать, за что он взялся. Он должен сродниться с этим циклопическим устройством, он должен чувствовать, что происходит в данный момент в каждом кубометре этого гигантского цилиндра. Тяжело? Да, очень тяжело! Сложно? Чертовски сложно! Не можешь? Не берись! Но берутся... Находятся такие умельцы, долго учатся, оканчивают МИФИ или МЭИ, потом практикуются и становятся за пульт управления реактором.
Лихие борзописцы все пишут о каких-то операторах.Человек, стоящий у пульта управления реактором, не оператор, он носит гордое звание СИУР (старший инженер управления реактором). На атомной станции - персона немалая. Каким же образом СИУР управляет реактором? В его распоряжении 211 поглощающих стержней, т.е. цилиндров, наполненных веществом - поглотителем нейтронов. Присутствие этих стержней внутри реактора понижает интенсивность ядерной реакции, а следовательно, и интенсивность выделения тепла. Если их опустить в «ктивную зону реактора больше определенного количества, реакция прекратится. Как говорят, реактор будет заглушен. Управлять реактором РБМК - значит поднимать и опускать стержни-поглотители. Для СИУРа это означает нажимать на соответствующие кнопки и смотреть на указатели положения стержней. Так просто?! Не скажите... Кнопок-то 200 и столько же указателей. И в голове все время - пространство высотой 7 и диаметром 12 м, битком набитое ядерным материалом. То, что.происходит в этом адском пространстве, контролируется датчиками нейтронного потока, входящими в систему внутриреакторного контроля (СВРК), и датчиками температуры.
Кроме того, имеется еще вычислительная машина «Скала», которая на основе информации, полученной от датчиков, формирует общую картину состояния реактора. Эта картина в виде распечатки выдается каждые два часа.
Так обстоит дело с выделением тепла. Что говорить, непростое дело. Но еще раз повторим: не можешь, не берись. Однако находятся, берутся и управляют. Каждый день на Ленинградской АЭС принимаются за дело четыре; на Курской - четыре; на Смоленской - три; на Игналинскои (в Литве) - два; на Чернобыльской АЭС - два СИУРа; всего, таким образом, ежесменно за пульт управления реактором РБМК становятся 15 человек, ежесуточно - 45 человек. С учетом подмены на время отпуска мы насчитываем 60 СИУРов.
Процесс тепловыделения должен протекать синхронно и сбалансированно с процессом поглощения тепла. Следить за этим тоже входит в обязанность СИУРа. Выше описана только та часть реактора, которая служит для тепловыделения. Я намеренно построил описание таким образом, чтобы читатель понял: СИУР может в любой момент прекратить ядерную реакцию. В любой момент, если дело не дошло до повреждения каналов, в которых перемещаются стержни-поглотители. Это надо знать, это надо учесть, это - один из узловых пунктов на трассе, которая привела к катастрофе. Ознакомимся с системой поглощения тепла в реакторе РБМК.
Тепло поглощает поток воды. Организуют этот поток главные циркуляционные насосы (ГЦН). Система трубопроводов и коллекторов, по которым циркулирует вода, именуется КМПЦ - контур многократной принудительной циркуляции. Главные циркуляционные насосы нагнетают воду в 2000 труб, размещенных в реакторе. В этих трубах образуется пар. Пароводяная смесь поступает в барабан-сепаратор - огромную цистерну, где пар отделяется от воды. Пар поступает в трубопровод, ведущий к турбине. Вода оседает в нижней части барабана-сепаратора и перекачивается обратно в каналы реактора. Потеря воды в контуре КМПЦ (ушедшей в виде пара) восполняется водой, поступающей от турбин (конденсат). Эта вода называется питательной. Тепло, выделяемое твэлами, идет на подогрев питательной воды и на образование пара. Значит, эти процессы должны жестко контролироваться и умело управляться.При всяком изменении процесса парообразования или потока (расхода) питательной воды необходимо четко представлять себе последствия такого изменения. Не требуется высокого образования, чтобы понять, что грубое скачкообразное изменение расхода питательной воды или пара дестабилизирует режим реактора и потому крайне нежелательно. В нормальной работе такие изменения и не требуются. Пуск энергоблока и его останов рассчитаны на долгие часы.
В энергоблоке находятся в работе 6 ГЦН и еще 2 ГЦН - резервные. Поломается ГЦН - ничего страшного: включается резервный. Так задумано и (согласитесь!) - совсем не глупо задумано. Но эти резервные ГЦН, которые были задуманы как действенное средство для предотвращения аварии, были использованы на IV блоке ЧАЭС именно для создания аварийной ситуации.
В энергоблоке задействованы две турбины и два генератора мощностью 500 тыс.кВт каждый. Все перечисленное оборудование имеет очень внушительные размеры. Так, барабан-сепаратор имеет длину 30 и диаметр 2,6 м. ГЦН имеют высоту 16 м, т.е. 4-этажный дом, многие клапаны и задвижки - высоту 2-этажного дома. Да и труб в контуре КМПЦ - многие сотни. Отмечено это для того, чтобы читатель глубоко прочувствовал, что играть в бирюльки с таким оборудованием недопустимо. Недопустимо произвольно переключать ГЦН, недопустимо за считанные минуты изменять в несколько раз поток питательной воды и расход пара. Нельзя этого делать! А делали... У здравомыслящего читателя обязательно возникнет вопрос: а что будет, если в описанной системе появится неисправность? Да еще такая, которую на ходу устранить невозможно. Что будет? На этот случай конструкторы предусмотрели систему аварийного охлаждения реактора САОР. В этой системе имеются свои насосы, свои трубопроводы, свои клапаны и задвижки. Выходит из строя основная система - немедленно включается САОР, и реактор останавливается. Вроде бы все сделано разумно. Но ни конструкторам, ни ученым, ни кому-либо не могло придти в голову, что сделают с системой САОР на Чернобыльской АЭС. А сделали...
Пар из барабана-сепаратора подается в турбинное отделение, или, как еще говорят, в машинный зал. Оборудование машинного зала такое же, как и у обычной тепловой станции. В центре машинного зала - турбины и генераторы, да плюс к этому еще масса оборудования, в том числе бесчисленные клапаны и задвижки. Тепловое оборудование, турбина и генератор контролируются не СИУРом. Правая часть пульта управления энергоблоком находится в ведении СИУТа - старшего инженера управления турбиной. А всего на блочный щит управления (БЩУ) ежесменно приходят 4 человека: СИУР, СИУТ, СИУБ и начальник смены. Несколько десятков человек рассредоточены в разных отсеках и помещениях станции и каждый контролирует работу оборудования на своих участках.
Представим энергоблок с реактором РБМК-1000 более объемно. Реактор - сооружение в виде цилиндра, размещенного в бетонной шахте 21,6х21,6х25,5 м. Графитовая кладка окружена сварным цилиндрическим кожухом. Герметичное реакторное пространство сверху ограничено металлоконструкцией, расположенной на кольцевом водяном баке.
Газовая среда внутри реактора представляет собой смесь гелия с азотом. . Реактор вырабатывает такое количество пара, которое обеспечивает работу двух турбогенераторов мощностью 500 тыс.кВт каждый. КМПЦ состоит из двух петель, в каждую из которых включены ва барабана-сепаратора, четыре ГЦН, опускные трубы - трубы, идущие от барабанов-сепараторов к ГЦН, нижние водяные коммуникации - трубы, идущие от ГЦН к реактору. ГЦН включены параллельно. Вода от ГЦН подается в 840 параллельных вертикальных каналов, в которых размещены твэлы. КМПЦ - это сотни труб диаметром 55 - 800 мм. А где трубы, там задвижки, клапаны - арматура, как принято говорить.
автор Л.Х.РЫЖИКОВ (мой отец)
ТАК ПОЧЕМУ ЖЕ ВЗОРВАЛСЯ РЕАКТОР IV БЛОКА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС?. ГЛАВА 2.
ГЛАВА 2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕАКТОРЕ РБМК-1000
Обращаюсь к читателю с двумя просьбами:
1. Отбросьте мысль о том, что атомный реактор - это нечто метафизическое, нечто непостижимое, для простого человека недоступное.
2. Отбросьте мысль о том, что атомный реактор - это очень просто. Совсем «это» не просто. Но кто захочет понять - поймет, Тем более, что у нас имеется прекрасное пособие: статья Г Львова «Чернобыль: Анатомия взрыва» (Наука и жизнь, № 12, 1989). Атомный реактор - это устройство, которое на АЭС служит для получения пара. Энергия распада атомов преобразуется в тепло. Этот распад происходит в тепловыделяющих элементах - твэлах, которые непрерывно обтекаются водой, Процесс тепловыделения в реакторе неразрывно связан с теплопоглощением. Эта связь должна быть сбалансированной и непрерывной.
Повторим: выделение тепла твэлами должно быть обязательно связано с поглощением этого тепла водой, которая обтекает эти твэлы.
Процессы тепловыделения и поглощения тепла, а также плачевный результат нарушения равновесия этих процессов наблюдал каждый, кто кипятил молоко и почему-то отвлекся именно тогда, когда молоко закипело. Шипенье, запах гари, молоко, вытекшее из кастрюли на поддон плиты - таково наказание ротозею.
Многие ощущали процессы тепловыделения и поглощения тепла, при условии соблюдения полной синхронности и сбалансированности этих процессов буквально собственной кожей. Речь идет о мытье под душем, вода для которого подогревается газовой колонкой. Как хорошо, когда нормальный напор воды, когда исправная колонка. Тугие струи бьют по телу, вода не холодная, но и не горячая, в случае чего: вот он - рычажок, которым регулируется газовый факел. Тронул его, и пошла вода погорячей, тронул еще раз - попрохладней. Но вдруг комфорт нарушается: на вас хлынул чуть ли не кипяток. Соседка на нижнем этаже начала свою бесконечную стирку, и напор воды упал. Колонка угрожающе загудела, а затем затихла. Автомат отключил газ. А, может, это не соседка с нижнего этажа, а что-то еще понизило напор воды? Если так случается постоянно, то однажды вы вызываете газовщика, и он отключает в вашей колонке блокировку подачи газа. Теперь можно мыться при любом напоре, но держи ухо востро. Забудь про размашистость, с которой двигал ручку регулировки газового факела.
Теперь так: двинул на волосок вперед - кипяток, двинул на волосок назад - ледяная вода. Хочешь жить, умей вертеться. И будь всегда начеку: до того как взяться за рычажок газа, проверь, идет ли вода. Чуть проморгал - прощай колонка. Всем обладателям газовой колонки все это хорошо известно. И никому из тех, кому довелось ее сжечь, не приходит в голову проклинать «патологически безграмотную» конструкцию этой колонки. Какая есть, такая есть...
Возвращаемся к технике. Газовая колонка функционирует нормально при установившемся потоке воды. Изменился напор воды - изменяй подачу газа, другого не дано. Все это же относится и к реактору, только вместо газа у него воду греет ядерная реакция. Ядерное топливо - таблетки спеченого урана диаметром около сантиметра, высотой 1,5 см, собранные в колонку. Колонка помещена в кожух длиной 3,5 м, диаметром 13,6 мм - это и есть твэл. 36 твэлов собираются в кассету, которая вставляется в канал - металлическую трубу. Через каналы мощными насосами прокачивается вода. Таких каналов в реакторе РБМК-1000 около двух тысяч. Все пространство в реакторе заполнено графитовыми блоками размером 25х25х60 см. В блоках имеются отверстия, в которые и вставлены трубы. В целом реактор представляет собой цилиндр высотой 7 м и диаметром около 12 м. Здесь надо остановиться и крепко подумать. Диаметр 12 и высота 7 м - огромное сооружение. Человек, который взялся им управлять, должен разумом, сердцем понимать, за что он взялся. Он должен сродниться с этим циклопическим устройством, он должен чувствовать, что происходит в данный момент в каждом кубометре этого гигантского цилиндра. Тяжело? Да, очень тяжело! Сложно? Чертовски сложно! Не можешь? Не берись! Но берутся... Находятся такие умельцы, долго учатся, оканчивают МИФИ или МЭИ, потом практикуются и становятся за пульт управления реактором.
Лихие борзописцы все пишут о каких-то операторах.Человек, стоящий у пульта управления реактором, не оператор, он носит гордое звание СИУР (старший инженер управления реактором). На атомной станции - персона немалая. Каким же образом СИУР управляет реактором? В его распоряжении 211 поглощающих стержней, т.е. цилиндров, наполненных веществом - поглотителем нейтронов. Присутствие этих стержней внутри реактора понижает интенсивность ядерной реакции, а следовательно, и интенсивность выделения тепла. Если их опустить в «ктивную зону реактора больше определенного количества, реакция прекратится. Как говорят, реактор будет заглушен. Управлять реактором РБМК - значит поднимать и опускать стержни-поглотители. Для СИУРа это означает нажимать на соответствующие кнопки и смотреть на указатели положения стержней. Так просто?! Не скажите... Кнопок-то 200 и столько же указателей. И в голове все время - пространство высотой 7 и диаметром 12 м, битком набитое ядерным материалом. То, что.происходит в этом адском пространстве, контролируется датчиками нейтронного потока, входящими в систему внутриреакторного контроля (СВРК), и датчиками температуры.
Кроме того, имеется еще вычислительная машина «Скала», которая на основе информации, полученной от датчиков, формирует общую картину состояния реактора. Эта картина в виде распечатки выдается каждые два часа.
Так обстоит дело с выделением тепла. Что говорить, непростое дело. Но еще раз повторим: не можешь, не берись. Однако находятся, берутся и управляют. Каждый день на Ленинградской АЭС принимаются за дело четыре; на Курской - четыре; на Смоленской - три; на Игналинскои (в Литве) - два; на Чернобыльской АЭС - два СИУРа; всего, таким образом, ежесменно за пульт управления реактором РБМК становятся 15 человек, ежесуточно - 45 человек. С учетом подмены на время отпуска мы насчитываем 60 СИУРов.
Процесс тепловыделения должен протекать синхронно и сбалансированно с процессом поглощения тепла. Следить за этим тоже входит в обязанность СИУРа. Выше описана только та часть реактора, которая служит для тепловыделения. Я намеренно построил описание таким образом, чтобы читатель понял: СИУР может в любой момент прекратить ядерную реакцию. В любой момент, если дело не дошло до повреждения каналов, в которых перемещаются стержни-поглотители. Это надо знать, это надо учесть, это - один из узловых пунктов на трассе, которая привела к катастрофе. Ознакомимся с системой поглощения тепла в реакторе РБМК.
Тепло поглощает поток воды. Организуют этот поток главные циркуляционные насосы (ГЦН). Система трубопроводов и коллекторов, по которым циркулирует вода, именуется КМПЦ - контур многократной принудительной циркуляции. Главные циркуляционные насосы нагнетают воду в 2000 труб, размещенных в реакторе. В этих трубах образуется пар. Пароводяная смесь поступает в барабан-сепаратор - огромную цистерну, где пар отделяется от воды. Пар поступает в трубопровод, ведущий к турбине. Вода оседает в нижней части барабана-сепаратора и перекачивается обратно в каналы реактора. Потеря воды в контуре КМПЦ (ушедшей в виде пара) восполняется водой, поступающей от турбин (конденсат). Эта вода называется питательной. Тепло, выделяемое твэлами, идет на подогрев питательной воды и на образование пара. Значит, эти процессы должны жестко контролироваться и умело управляться.При всяком изменении процесса парообразования или потока (расхода) питательной воды необходимо четко представлять себе последствия такого изменения. Не требуется высокого образования, чтобы понять, что грубое скачкообразное изменение расхода питательной воды или пара дестабилизирует режим реактора и потому крайне нежелательно. В нормальной работе такие изменения и не требуются. Пуск энергоблока и его останов рассчитаны на долгие часы.
В энергоблоке находятся в работе 6 ГЦН и еще 2 ГЦН - резервные. Поломается ГЦН - ничего страшного: включается резервный. Так задумано и (согласитесь!) - совсем не глупо задумано. Но эти резервные ГЦН, которые были задуманы как действенное средство для предотвращения аварии, были использованы на IV блоке ЧАЭС именно для создания аварийной ситуации.
В энергоблоке задействованы две турбины и два генератора мощностью 500 тыс.кВт каждый. Все перечисленное оборудование имеет очень внушительные размеры. Так, барабан-сепаратор имеет длину 30 и диаметр 2,6 м. ГЦН имеют высоту 16 м, т.е. 4-этажный дом, многие клапаны и задвижки - высоту 2-этажного дома. Да и труб в контуре КМПЦ - многие сотни. Отмечено это для того, чтобы читатель глубоко прочувствовал, что играть в бирюльки с таким оборудованием недопустимо. Недопустимо произвольно переключать ГЦН, недопустимо за считанные минуты изменять в несколько раз поток питательной воды и расход пара. Нельзя этого делать! А делали... У здравомыслящего читателя обязательно возникнет вопрос: а что будет, если в описанной системе появится неисправность? Да еще такая, которую на ходу устранить невозможно. Что будет? На этот случай конструкторы предусмотрели систему аварийного охлаждения реактора САОР. В этой системе имеются свои насосы, свои трубопроводы, свои клапаны и задвижки. Выходит из строя основная система - немедленно включается САОР, и реактор останавливается. Вроде бы все сделано разумно. Но ни конструкторам, ни ученым, ни кому-либо не могло придти в голову, что сделают с системой САОР на Чернобыльской АЭС. А сделали...
Пар из барабана-сепаратора подается в турбинное отделение, или, как еще говорят, в машинный зал. Оборудование машинного зала такое же, как и у обычной тепловой станции. В центре машинного зала - турбины и генераторы, да плюс к этому еще масса оборудования, в том числе бесчисленные клапаны и задвижки. Тепловое оборудование, турбина и генератор контролируются не СИУРом. Правая часть пульта управления энергоблоком находится в ведении СИУТа - старшего инженера управления турбиной. А всего на блочный щит управления (БЩУ) ежесменно приходят 4 человека: СИУР, СИУТ, СИУБ и начальник смены. Несколько десятков человек рассредоточены в разных отсеках и помещениях станции и каждый контролирует работу оборудования на своих участках.
Представим энергоблок с реактором РБМК-1000 более объемно. Реактор - сооружение в виде цилиндра, размещенного в бетонной шахте 21,6х21,6х25,5 м. Графитовая кладка окружена сварным цилиндрическим кожухом. Герметичное реакторное пространство сверху ограничено металлоконструкцией, расположенной на кольцевом водяном баке.
Газовая среда внутри реактора представляет собой смесь гелия с азотом. . Реактор вырабатывает такое количество пара, которое обеспечивает работу двух турбогенераторов мощностью 500 тыс.кВт каждый. КМПЦ состоит из двух петель, в каждую из которых включены ва барабана-сепаратора, четыре ГЦН, опускные трубы - трубы, идущие от барабанов-сепараторов к ГЦН, нижние водяные коммуникации - трубы, идущие от ГЦН к реактору. ГЦН включены параллельно. Вода от ГЦН подается в 840 параллельных вертикальных каналов, в которых размещены твэлы. КМПЦ - это сотни труб диаметром 55 - 800 мм. А где трубы, там задвижки, клапаны - арматура, как принято говорить.