Смоленская АЭС
13 марта я удачно съездил на Смоленскую АЭС, посмотрел, впечатлился и задал вопросы, которые собирал в анонсе этого мероприятия. За организацию визита спасибо ИЦАЭ и лично Наталье Кибисовой и Аревик Акопян, а так же сотрудникам Смоленской АЭС Роману Петрову и Анастасии Лобозовой. Визит у меня получился с группой учителей физики из Смоленска, хотя не везде мы ходили вместе.
Формулируя внутри себя ощущения от САЭС непосредственно в день визита я понял, что традиционный подход не очень-то и получится. Во-первых чаще всего до АЭС доезжают фотоблогеры, делающие упор на фото станции. В моем же случае это сделать сложно - и фотограф я довольно криворукий и ужесточение безопасности не позволяет сегодня делать общих планов САЭС, снимать ОРУ и подходы, т.к. на этих фотографиях видна физическая защита станции. Во-вторых я наверное пересмотрел других репортажей о визитах на АЭС с РБМК - некоторые ракурсы были знакомы до боли, хотя я никогда живьем на РБМК не был.
Поэтому мой репортаж будет состоять в основном из того, чего я не видел и не слышал в других отчетах плюс из лично запомнившихся моментов. Часть фотографий я одолжу других посетителей САЭС, побывавших там до меня.
Общий вид на АЭС с моста над напорным подводящим каналом системы охлаждения конденсаторов АЭС (с) Илья Варламов. Правее виден Административно-Бытовой Корпус (АБК)
При подходе к АЭС очень сложно понять ее реальные размеры - небольшие объекты на карте оказываются вполне себе приличными промышленными сооружениями, одни здания закрывают другие, и в целом, наверное ощутить масштаб станции можно только с воздуха или проработав на ней энное время. Вход в комплекс осуществляется через проходную в АБК. Для таких нерегулярных посетителей, как мы, проход напоминает аэропортовый контроль: сначала металлодетектор и проверка документов охраной АЭС, затем та же процедура сотрудниками Росгвардии (которые раньше назывались Внутренние Войска МВД). Сотрудники станции проходят быстрее - электронный пропуск + биометрический контроль + личный пароль.
АБК станции удивляет лишь полным отсутствием какой-то сакральности - офис и есть офис. Производственная система Росатома, направленная на формирование корпоративной культуры, привела к завешиванию этого офиса слегка угнетающим количеством плакатов, экранов с роликами, стендов с раздаточным материалом и т.п.
Приличный объем здания АБК занимает санпропускник станции, выполняющий функции разделителя между зоной с возможной радиоактивной контаминацией (она же "зона контролируемого доступа", ЗКД) и остальным миром. Санпропускник функционально делится на 4 зоны: шкафчики с "гражданской" одеждой, от которых сотрудники идут дальше в одном нижнем белье и переходных тапочках. Дальше расположен гардероб чистой спецодежды: это хлопчатобумажная одежда, что-то вроде резиновых галош и средства индивидуальной защиты: каска и беруши. Посередине есть еще большое душевое отделение с контролем загрязнения на входе и выходе из него.
Удивительно, что ходить в спецодежде не так и весело - на блоке температура около 30 градусов, обувь откровенно жаркая, постоянно сидящая на голове каска тоже не добавляет комфорта. Смотря фотографии, я был уверен, что передвигаться в этих пижамах гораздо приятнее. Плюс, как я прикинул, даже очень резво пробегающие санпропускник работники АЭС все равно тратят за день около часа для двух проходов в одну сторону и двух в другую (включая выход на обед). Кстати, странным новшеством оказалось полное отсутствие скамеек для одевания-раздевания, судя по фотографиям - раньше они были. Как я понимаю, одинаковый в плане санпропускник занимает 4 этажа АБК, еще один этаж сверху занимает подразделение, обеспечивающее индивидуальный дозиметрический контроль.
Следующая зона санпропускника - это дозконтроль работников. Работники получают из автоматического хранилища термолюминисцентные дозиметры (для снятия показания с которого нужно специальное оборудование), мы получали прямопоказывающие (с экранчиком) дозиметры-радиометры. Забавное обстоятельство - если все бытовые дозиметры имеют шкалу с 1 мкР/ч или 10 нЗв/ч, то здесь дозиметр начинает показывать мощность дозы с 1 мкЗв/ч, т.е. примерно с 6-8 фоновых значений, в 100 раз больше бытовых. До этого горит веселый 0.
Термолюминисцентные дозиметры и правила их использования
Пройдя санпропускник на всех станциях с РБМК мы попадаем в почти километровый коридор идущий внутри деаэраторной этажерки вдоль машзала. Поскольку это основная магистраль, идущих по своим делам работников станции там довольно много. Пройдя примерно 150 метров вдоль - сворачиваем направо в реакторное отделение блока №1. Первая точка - помещение электродвигателей главных циркуляционных насосов. На картинке ниже оно отмечено цифрой 7.
Тут надо отметить, что в целом ГЦН РБМК-1000 мощностью по 4,3 МВт - весьма непростые агрегаты, но снаружи, как и в остальных элементах энергоблока, эта сложность не видна. Приходится додумывать. Например расход насоса - 2,2 кубометра воды в секунду, это вот такая емкость в секунду с каждого насоса:
Ну а насосы на станции выглядят так:
Слева за стенкой, как видно из схемы - водяные коммуникации контура многократной принудительной циркуляции воды. Стенка герметичная и довольно массивная. Я кинул взгляд на дозиметр - он показывал все так же 0, хотя в водяных коммуникациях под нашими ногами должен идти распад продукта активации изотопов кислорода - радионуклидов 16N, 17N. Но, то ли их уже мало в воде, то ли металл экранирует - общий фон меньше 1 микрозиверта в час.
Дальше идем к реакторному залу. По схеме видно, что для этого подняться значительно выше (на ~25 метров). Обычно это происходит на лифте, но для нас - пешком по неосвещенной лестнице, что сразу напомнило мне ролик с подъемом ровно по этой же лестнице на ЧАЭС.
Не перепутайте - видео с остановленной ЧАЭС, а не мое с САЭС.
Дальше - реакторный зал. На входе - монитор системы радиационного контроля:
Значения мощности дозы - от долей микрозиверта до ~40 микрозиверт в час на крышке бассейна выдержки. Реактор весьма хорошо экранирован - меньше одной миллионной гамма квантов долетает до реакторного зала. Немного удивляет объемная бета-активность в 8,2 кБк на кубометр на одном датчике и 17,9 кБк/кубометр на другом - это уже довольно приличные значения. Возможно это радиоактивные благородные газы (Криптон, Ксенон, Аргон).
Наконец, каноническое место: "пятак", верхняя укрывная конструкция РБМК-1000.
Общий вид на зал:
Реактор РБМК-1000 канальный, включает в себя 1661 технологический канал, чуть больше 200 из которых занято поглощающими стержнями системы управления и защиты (СУЗ), а остальное - тепловыделяющими сборками (ТВС). Перегрузка топлива происходит с помощью автоматизированного экранированного манипулятора, который называется разгрузочно-загрузочной машиной. Выглядит она вот так:
Опять тут пример скрытой сложности. За внешне довольно простой конструкцией скафандра биозащиты скрывается набитая разнообразной механикой машина, умеющая на ходу подключаться к технологическим каналам, наполненным водой под давлением 70 атмосфер и температурой 270 градусов, и извлекать отработанные ТВС и ставить новые. Перегрузки выполняются на РБМК практически каждый день (~300 раз в году), т.к. на САЭС используют топливо с обогащением в 2,8% (есть более новое с профилированием обогащения и средним около 3%, которое надо перегружать чуть-чуть реже). Общее представление о механике РЗМ и о процессе перегрузки дает вот этот ролик
Реактор РБМК, кстати, известен еще неповторимым "рисунком" перегрузки. Если на ВВЭР-1000 стараются придерживаться нескольких вариантов перестановки ТВС, то здесь за "карьеру" реактора порядок установки ТВС может никогда не повторится - 1400 каналов и разное время работы ТВС в центре (~3 года) и на краю (~5 лет) приводят к очень большому разнообразию вариантов, какая ТВС пойдет следующей на замену.
В целом тут есть один философский момент. РБМК-1000 в свое время разрабатывался, как "простое" решение, в том плане, что он не требует уникального корпусного оборудования, разработки и обкатки множества решений (т.к. здесь много решений и технологий было взято с промышленных уран-графитовых реакторов). Однако в итоге получился, как мне кажется, монстр с невероятным количеством труб и арматуры, сложной механикой и логикой операций, требующий большого количества усилий по поддержанию в рабочем состоянии. На мой дилетантский взгляд, ВВЭР, хоть тоже не простая система, все же проще и удобнее, как энергетический реактор. При этом идея за счет перегрузки на мощности иметь очень высокий коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) не оправдалась - реакторному оборудованию периодически все равно нужен ремонт, а значит и остановки. На ВВЭР удается совмещать ремонт и перегрузку топлива, поэтому реальный КИУМ ВВЭР и РБМК примерно одинаков.
Но вернемся к реакторному залу
Наверху по периметру зала располагается стенд развески разнообразных устройств, которые опускаются в технологические каналы реактора (и самих каналов, которые заменяются в среднем после ~15 лет работы, т.е. фактически - один канал раз в несколько дней). Например на фото выше справа - разнообразные приспособления для ремонта, а слева - подвески топлива. Топливо собирают прямо на АЭС из трех элементов - подвес и 2 пучка твэлов, которые приходят с завода. После сборки ТВС обмывают спиртом, загружают в специальную шахту, откуда ее забирает РЗМ и выполняет перегрузку канала. Старую ТВС РЗМ опускает в один из двух бассейнов выдержки, расположенных рядом с пятаком реактора.
Наша группа, стоящая как раз на крышке одного из двух бассейнов выдержки.
В каждый БВ можно поместить около 750 ТВС, а всего порядка 1500 - примерно на 5 лет работы. Ровно столько же в среднем и должны высвечиваться ТВС, за это время их радиоактивность снижается в 100000 раз. Черенковское свечение от свежих сборок видно глазами, но сфотографировать нормально его у меня не получилось.
Элементы РЗМ под замену под черным полиэтиленом, подвесы ТВС правее (лежат горизонтально), тренировочный/калибровочный стенд и шахты для РЗМ.
Черно-оранжевая разметка отмечает разгрузочную шахту, через которую вывозят высветившиеся в бассейне выдержки ТВС, опуская через эту шахту ТВС в железнодорожный контейнер, в котором их везут на общестанционное мокрое хранилище.
На стенде развески удалось потрогать подготовленный технологический канал, который в скором времени заменит в реакторе отработавший свое
Канал по центру кадра, уходит за край. Нижняя часть - стальная, в середине - циркониевая труба с надетыми на нее графитовыми кольцами для лучшего контакта с кладкой - через этот контакт происходит охлаждение кладки. Внутренний диаметр канала - 80 мм, стенка 4 мм, высота - почти 20 метров.
Здесь слева - ТК с надетыми кольцами а справа - без колец.
Ну и наконец, кто же откажется потрогать настоящее ядерное топливо, путь и через полиэтилен.
Как уже говорилось выше, здесь внутри таблетки диоксида урана с обогащением 2,8%, эрбиевым выгорающим поглотителем. 18 твэлов расположены вокруг центральной несущей конструкции, оболочка твэлов из циркониевого сплава имеет внешний диаметр 13,5 мм и толщину стенки 0,9 мм. Высота каждого из двух пучков твэлов - 3,5 метра. Мощность одной ТВС может составлять до 3 мегаватт.
Рядом на стенде развески висели некоторые штуки, которые работники АЭС посовещавшись назвали поглощающими стержнями СУЗ. Поглощающим материалом на РБМК работает карбид бора. К сожалению, ничего про ПС СУЗ из кобальта, которые на САЭС с некоторых пор используются для получения Кобальта-60, мне не сказали :(
Еще несколько деталей из реакторного зала, которые обычно не видны на фотографиях пресс-служб или посетителей
Небольшая перегрузмашина для перемещения ТВС внутри бассейна выдержки.
Так называемая "малая РЗМ", цепляемая на кран. Чаще всего используется для перемещения ТВС из БВ на отгрузку в центральное хранилище.
Тренажерный стенд для РЗМ.
Аппаратура контроля температуры и уровня воды в бассейнах выдержки. Тут же температура воздуха в реакторном зале - почти 30 С...
Контейнеры для твердых радиоактивных отходов, образующихся в процессе работы - прессуемых (обычно это что-то металлическое) и сжигаемых (например ветошь или пластик).
На этом мы покинули реакторный зал и отправились в машзал - место, где пар из реактора, пройдя сепарирующую систему, поступает на турбогенераторы. Турбогенераторов у каждого РБМК 2 штуки, по 500 мегаватт.
Две 500-мегаваттные турбины на реактор довольно долго считалось недостатком этого типа реактора - экономичнее было бы поставить 1 турбину на 1000 мегаватт. Однако такая схема позволяет гибче маневрировать мощностью и в теории иметь более высокий КИУМ, что многократно было показано на практике. Сегодня модульные схемы из множества реакторов и турбин рассматриваются как нечто перспективное и прогрессивное - наступление ВИЭ требует уметь маневрировать мощностью.
Паровые турбины на РБМК быстроходные (т.е. вращаются со скоростью 50 оборотов в секунду). Пар поступает в цилиндр высокого давления в центре турбоагрегата и растекается на два потока в противоположные стороны проходя кроме цилиндра высокого давления еще и по 2 цилиндра низкого давления (ЦНД) на сторону, после чего конденсируется и через питательные насосы возвращается в реактор.
На деле схема потоков пара в турбине гораздо сложнее и включает в себя сепараторы-перегреватели пара, регенеративные подогреватели разного давления, дренажи и прочие ухищрения по поднятию КПД. Интересный момент связан с самим паром - ведь он приходит напрямую из каналов РБМК, а значит даже при 100% очистке (чего не бывает) несет в себе продукты активации кислорода воды - радионуклиды 16N и 17N. Эти изотопы имеют полураспад за 4 и 7 секунд, поэтому в другом типе одноконтурных реакторов - BWR - турбина обычно накрыта биозащитой. Мне было интересно, почему этого не делают на РБМК, и сотрудники АЭС считают, что азот успевает распасться, пока проходит системы сепарации пара и воды. В любом случае, возле ЦВД дозиметр снова показывал 0 мЗв/ч, т.е. фактически меньше 1 мЗв/ч или может быть даже меньше 0,6. Наверняка более точным прибором фон как от 16N, 17N так и от других радионуклидов, которые присутствуют в паре в очень незначительном количестве увидеть было бы можно, но как ни крути он не высок.
Обычно видимая на фото линия с турбиной и генератором - это верхушка айсберга, стоящая на примерно 15-20 метрах теплообменного оборудования, маслохозяйства и конденсаторов.
Если забить на старания фотографа испортить кадр неправильным фокусом и присмотрется к этажерке оборудования можно заметить там людей, любезно поставленных сотрудниками САЭС для масштаба.
Да, хочу еще сказать, что машзал - весьма шумное место с ощутимо вибрирующим полом, но к сожалению, никакое видео полностью этого не передает.
Наконец, хочу показать пару фотографий теплофикационного узла САЭС, который используется для отопления города-спутника станции Десногорска. Напомню, что в Китае сейчас есть очень большой интерес к отоплению городов с помощью АЭС, ну вот в Десногорске и других городах-спутниках можно посмотреть на реальный опыт такой теплофикации.
Последней ласточкой зоны контролируемого доступа была набранная за визит доза
50-70% от дневной дозы, полученной естественным путем за примерно 30 минут нахождения в реакторном зале и где-то 15 минут в машзале/помещении ГЦН. Напомню, что годовой норматив работников АЭС - 20000 мкЗв (или 2 бэр), и разрешено набирать до 50000 раз в 5 лет. Складываются эти дозы, конечно, в основном не ходьбой по ЗКД, а дозозатратными работами, например по ремонту реакторного оборудования. Средняя зарплата специалистов, которые ходят в ЗКД при этом ~70000 рублей, что для города в глубинке Десногорска очень неплохо.
Что ж, это были мои впечатления о посещении САЭС, а во второй части попробую рассказать о системе управления, БЩУ и различных историях вокруг РБМК, услышанных в Смоленском Учебно-Тренировочном центре АЭС.
Формулируя внутри себя ощущения от САЭС непосредственно в день визита я понял, что традиционный подход не очень-то и получится. Во-первых чаще всего до АЭС доезжают фотоблогеры, делающие упор на фото станции. В моем же случае это сделать сложно - и фотограф я довольно криворукий и ужесточение безопасности не позволяет сегодня делать общих планов САЭС, снимать ОРУ и подходы, т.к. на этих фотографиях видна физическая защита станции. Во-вторых я наверное пересмотрел других репортажей о визитах на АЭС с РБМК - некоторые ракурсы были знакомы до боли, хотя я никогда живьем на РБМК не был.
Поэтому мой репортаж будет состоять в основном из того, чего я не видел и не слышал в других отчетах плюс из лично запомнившихся моментов. Часть фотографий я одолжу других посетителей САЭС, побывавших там до меня.
Общий вид на АЭС с моста над напорным подводящим каналом системы охлаждения конденсаторов АЭС (с) Илья Варламов. Правее виден Административно-Бытовой Корпус (АБК)
При подходе к АЭС очень сложно понять ее реальные размеры - небольшие объекты на карте оказываются вполне себе приличными промышленными сооружениями, одни здания закрывают другие, и в целом, наверное ощутить масштаб станции можно только с воздуха или проработав на ней энное время. Вход в комплекс осуществляется через проходную в АБК. Для таких нерегулярных посетителей, как мы, проход напоминает аэропортовый контроль: сначала металлодетектор и проверка документов охраной АЭС, затем та же процедура сотрудниками Росгвардии (которые раньше назывались Внутренние Войска МВД). Сотрудники станции проходят быстрее - электронный пропуск + биометрический контроль + личный пароль.
АБК станции удивляет лишь полным отсутствием какой-то сакральности - офис и есть офис. Производственная система Росатома, направленная на формирование корпоративной культуры, привела к завешиванию этого офиса слегка угнетающим количеством плакатов, экранов с роликами, стендов с раздаточным материалом и т.п.
Приличный объем здания АБК занимает санпропускник станции, выполняющий функции разделителя между зоной с возможной радиоактивной контаминацией (она же "зона контролируемого доступа", ЗКД) и остальным миром. Санпропускник функционально делится на 4 зоны: шкафчики с "гражданской" одеждой, от которых сотрудники идут дальше в одном нижнем белье и переходных тапочках. Дальше расположен гардероб чистой спецодежды: это хлопчатобумажная одежда, что-то вроде резиновых галош и средства индивидуальной защиты: каска и беруши. Посередине есть еще большое душевое отделение с контролем загрязнения на входе и выходе из него.
Удивительно, что ходить в спецодежде не так и весело - на блоке температура около 30 градусов, обувь откровенно жаркая, постоянно сидящая на голове каска тоже не добавляет комфорта. Смотря фотографии, я был уверен, что передвигаться в этих пижамах гораздо приятнее. Плюс, как я прикинул, даже очень резво пробегающие санпропускник работники АЭС все равно тратят за день около часа для двух проходов в одну сторону и двух в другую (включая выход на обед). Кстати, странным новшеством оказалось полное отсутствие скамеек для одевания-раздевания, судя по фотографиям - раньше они были. Как я понимаю, одинаковый в плане санпропускник занимает 4 этажа АБК, еще один этаж сверху занимает подразделение, обеспечивающее индивидуальный дозиметрический контроль.
Следующая зона санпропускника - это дозконтроль работников. Работники получают из автоматического хранилища термолюминисцентные дозиметры (для снятия показания с которого нужно специальное оборудование), мы получали прямопоказывающие (с экранчиком) дозиметры-радиометры. Забавное обстоятельство - если все бытовые дозиметры имеют шкалу с 1 мкР/ч или 10 нЗв/ч, то здесь дозиметр начинает показывать мощность дозы с 1 мкЗв/ч, т.е. примерно с 6-8 фоновых значений, в 100 раз больше бытовых. До этого горит веселый 0.
Термолюминисцентные дозиметры и правила их использования
Пройдя санпропускник на всех станциях с РБМК мы попадаем в почти километровый коридор идущий внутри деаэраторной этажерки вдоль машзала. Поскольку это основная магистраль, идущих по своим делам работников станции там довольно много. Пройдя примерно 150 метров вдоль - сворачиваем направо в реакторное отделение блока №1. Первая точка - помещение электродвигателей главных циркуляционных насосов. На картинке ниже оно отмечено цифрой 7.
Тут надо отметить, что в целом ГЦН РБМК-1000 мощностью по 4,3 МВт - весьма непростые агрегаты, но снаружи, как и в остальных элементах энергоблока, эта сложность не видна. Приходится додумывать. Например расход насоса - 2,2 кубометра воды в секунду, это вот такая емкость в секунду с каждого насоса:
Ну а насосы на станции выглядят так:
Click to viewСлева за стенкой, как видно из схемы - водяные коммуникации контура многократной принудительной циркуляции воды. Стенка герметичная и довольно массивная. Я кинул взгляд на дозиметр - он показывал все так же 0, хотя в водяных коммуникациях под нашими ногами должен идти распад продукта активации изотопов кислорода - радионуклидов 16N, 17N. Но, то ли их уже мало в воде, то ли металл экранирует - общий фон меньше 1 микрозиверта в час.
Дальше идем к реакторному залу. По схеме видно, что для этого подняться значительно выше (на ~25 метров). Обычно это происходит на лифте, но для нас - пешком по неосвещенной лестнице, что сразу напомнило мне ролик с подъемом ровно по этой же лестнице на ЧАЭС.
Не перепутайте - видео с остановленной ЧАЭС, а не мое с САЭС.
Дальше - реакторный зал. На входе - монитор системы радиационного контроля:
Значения мощности дозы - от долей микрозиверта до ~40 микрозиверт в час на крышке бассейна выдержки. Реактор весьма хорошо экранирован - меньше одной миллионной гамма квантов долетает до реакторного зала. Немного удивляет объемная бета-активность в 8,2 кБк на кубометр на одном датчике и 17,9 кБк/кубометр на другом - это уже довольно приличные значения. Возможно это радиоактивные благородные газы (Криптон, Ксенон, Аргон).
Наконец, каноническое место: "пятак", верхняя укрывная конструкция РБМК-1000.
Общий вид на зал:
Реактор РБМК-1000 канальный, включает в себя 1661 технологический канал, чуть больше 200 из которых занято поглощающими стержнями системы управления и защиты (СУЗ), а остальное - тепловыделяющими сборками (ТВС). Перегрузка топлива происходит с помощью автоматизированного экранированного манипулятора, который называется разгрузочно-загрузочной машиной. Выглядит она вот так:
Опять тут пример скрытой сложности. За внешне довольно простой конструкцией скафандра биозащиты скрывается набитая разнообразной механикой машина, умеющая на ходу подключаться к технологическим каналам, наполненным водой под давлением 70 атмосфер и температурой 270 градусов, и извлекать отработанные ТВС и ставить новые. Перегрузки выполняются на РБМК практически каждый день (~300 раз в году), т.к. на САЭС используют топливо с обогащением в 2,8% (есть более новое с профилированием обогащения и средним около 3%, которое надо перегружать чуть-чуть реже). Общее представление о механике РЗМ и о процессе перегрузки дает вот этот ролик
Реактор РБМК, кстати, известен еще неповторимым "рисунком" перегрузки. Если на ВВЭР-1000 стараются придерживаться нескольких вариантов перестановки ТВС, то здесь за "карьеру" реактора порядок установки ТВС может никогда не повторится - 1400 каналов и разное время работы ТВС в центре (~3 года) и на краю (~5 лет) приводят к очень большому разнообразию вариантов, какая ТВС пойдет следующей на замену.
В целом тут есть один философский момент. РБМК-1000 в свое время разрабатывался, как "простое" решение, в том плане, что он не требует уникального корпусного оборудования, разработки и обкатки множества решений (т.к. здесь много решений и технологий было взято с промышленных уран-графитовых реакторов). Однако в итоге получился, как мне кажется, монстр с невероятным количеством труб и арматуры, сложной механикой и логикой операций, требующий большого количества усилий по поддержанию в рабочем состоянии. На мой дилетантский взгляд, ВВЭР, хоть тоже не простая система, все же проще и удобнее, как энергетический реактор. При этом идея за счет перегрузки на мощности иметь очень высокий коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) не оправдалась - реакторному оборудованию периодически все равно нужен ремонт, а значит и остановки. На ВВЭР удается совмещать ремонт и перегрузку топлива, поэтому реальный КИУМ ВВЭР и РБМК примерно одинаков.
Но вернемся к реакторному залу
Наверху по периметру зала располагается стенд развески разнообразных устройств, которые опускаются в технологические каналы реактора (и самих каналов, которые заменяются в среднем после ~15 лет работы, т.е. фактически - один канал раз в несколько дней). Например на фото выше справа - разнообразные приспособления для ремонта, а слева - подвески топлива. Топливо собирают прямо на АЭС из трех элементов - подвес и 2 пучка твэлов, которые приходят с завода. После сборки ТВС обмывают спиртом, загружают в специальную шахту, откуда ее забирает РЗМ и выполняет перегрузку канала. Старую ТВС РЗМ опускает в один из двух бассейнов выдержки, расположенных рядом с пятаком реактора.
Наша группа, стоящая как раз на крышке одного из двух бассейнов выдержки.
В каждый БВ можно поместить около 750 ТВС, а всего порядка 1500 - примерно на 5 лет работы. Ровно столько же в среднем и должны высвечиваться ТВС, за это время их радиоактивность снижается в 100000 раз. Черенковское свечение от свежих сборок видно глазами, но сфотографировать нормально его у меня не получилось.
Элементы РЗМ под замену под черным полиэтиленом, подвесы ТВС правее (лежат горизонтально), тренировочный/калибровочный стенд и шахты для РЗМ.
Черно-оранжевая разметка отмечает разгрузочную шахту, через которую вывозят высветившиеся в бассейне выдержки ТВС, опуская через эту шахту ТВС в железнодорожный контейнер, в котором их везут на общестанционное мокрое хранилище.
На стенде развески удалось потрогать подготовленный технологический канал, который в скором времени заменит в реакторе отработавший свое
Канал по центру кадра, уходит за край. Нижняя часть - стальная, в середине - циркониевая труба с надетыми на нее графитовыми кольцами для лучшего контакта с кладкой - через этот контакт происходит охлаждение кладки. Внутренний диаметр канала - 80 мм, стенка 4 мм, высота - почти 20 метров.
Здесь слева - ТК с надетыми кольцами а справа - без колец.
Ну и наконец, кто же откажется потрогать настоящее ядерное топливо, путь и через полиэтилен.
Как уже говорилось выше, здесь внутри таблетки диоксида урана с обогащением 2,8%, эрбиевым выгорающим поглотителем. 18 твэлов расположены вокруг центральной несущей конструкции, оболочка твэлов из циркониевого сплава имеет внешний диаметр 13,5 мм и толщину стенки 0,9 мм. Высота каждого из двух пучков твэлов - 3,5 метра. Мощность одной ТВС может составлять до 3 мегаватт.
Рядом на стенде развески висели некоторые штуки, которые работники АЭС посовещавшись назвали поглощающими стержнями СУЗ. Поглощающим материалом на РБМК работает карбид бора. К сожалению, ничего про ПС СУЗ из кобальта, которые на САЭС с некоторых пор используются для получения Кобальта-60, мне не сказали :(
Еще несколько деталей из реакторного зала, которые обычно не видны на фотографиях пресс-служб или посетителей
Небольшая перегрузмашина для перемещения ТВС внутри бассейна выдержки.
Так называемая "малая РЗМ", цепляемая на кран. Чаще всего используется для перемещения ТВС из БВ на отгрузку в центральное хранилище.
Тренажерный стенд для РЗМ.
Аппаратура контроля температуры и уровня воды в бассейнах выдержки. Тут же температура воздуха в реакторном зале - почти 30 С...
Контейнеры для твердых радиоактивных отходов, образующихся в процессе работы - прессуемых (обычно это что-то металлическое) и сжигаемых (например ветошь или пластик).
На этом мы покинули реакторный зал и отправились в машзал - место, где пар из реактора, пройдя сепарирующую систему, поступает на турбогенераторы. Турбогенераторов у каждого РБМК 2 штуки, по 500 мегаватт.
Две 500-мегаваттные турбины на реактор довольно долго считалось недостатком этого типа реактора - экономичнее было бы поставить 1 турбину на 1000 мегаватт. Однако такая схема позволяет гибче маневрировать мощностью и в теории иметь более высокий КИУМ, что многократно было показано на практике. Сегодня модульные схемы из множества реакторов и турбин рассматриваются как нечто перспективное и прогрессивное - наступление ВИЭ требует уметь маневрировать мощностью.
Паровые турбины на РБМК быстроходные (т.е. вращаются со скоростью 50 оборотов в секунду). Пар поступает в цилиндр высокого давления в центре турбоагрегата и растекается на два потока в противоположные стороны проходя кроме цилиндра высокого давления еще и по 2 цилиндра низкого давления (ЦНД) на сторону, после чего конденсируется и через питательные насосы возвращается в реактор.
На деле схема потоков пара в турбине гораздо сложнее и включает в себя сепараторы-перегреватели пара, регенеративные подогреватели разного давления, дренажи и прочие ухищрения по поднятию КПД. Интересный момент связан с самим паром - ведь он приходит напрямую из каналов РБМК, а значит даже при 100% очистке (чего не бывает) несет в себе продукты активации кислорода воды - радионуклиды 16N и 17N. Эти изотопы имеют полураспад за 4 и 7 секунд, поэтому в другом типе одноконтурных реакторов - BWR - турбина обычно накрыта биозащитой. Мне было интересно, почему этого не делают на РБМК, и сотрудники АЭС считают, что азот успевает распасться, пока проходит системы сепарации пара и воды. В любом случае, возле ЦВД дозиметр снова показывал 0 мЗв/ч, т.е. фактически меньше 1 мЗв/ч или может быть даже меньше 0,6. Наверняка более точным прибором фон как от 16N, 17N так и от других радионуклидов, которые присутствуют в паре в очень незначительном количестве увидеть было бы можно, но как ни крути он не высок.
Обычно видимая на фото линия с турбиной и генератором - это верхушка айсберга, стоящая на примерно 15-20 метрах теплообменного оборудования, маслохозяйства и конденсаторов.
Если забить на старания фотографа испортить кадр неправильным фокусом и присмотрется к этажерке оборудования можно заметить там людей, любезно поставленных сотрудниками САЭС для масштаба.
Да, хочу еще сказать, что машзал - весьма шумное место с ощутимо вибрирующим полом, но к сожалению, никакое видео полностью этого не передает.
Наконец, хочу показать пару фотографий теплофикационного узла САЭС, который используется для отопления города-спутника станции Десногорска. Напомню, что в Китае сейчас есть очень большой интерес к отоплению городов с помощью АЭС, ну вот в Десногорске и других городах-спутниках можно посмотреть на реальный опыт такой теплофикации.
Последней ласточкой зоны контролируемого доступа была набранная за визит доза
50-70% от дневной дозы, полученной естественным путем за примерно 30 минут нахождения в реакторном зале и где-то 15 минут в машзале/помещении ГЦН. Напомню, что годовой норматив работников АЭС - 20000 мкЗв (или 2 бэр), и разрешено набирать до 50000 раз в 5 лет. Складываются эти дозы, конечно, в основном не ходьбой по ЗКД, а дозозатратными работами, например по ремонту реакторного оборудования. Средняя зарплата специалистов, которые ходят в ЗКД при этом ~70000 рублей, что для города в глубинке Десногорска очень неплохо.
Что ж, это были мои впечатления о посещении САЭС, а во второй части попробую рассказать о системе управления, БЩУ и различных историях вокруг РБМК, услышанных в Смоленском Учебно-Тренировочном центре АЭС.