Как устроен энергоблок атомной электростанции
Рассказывает muph:
Давно, ребята, ох давно мы с вами не погружались в мир высоких технологий. Но сегодня мы заглянем прямо в действующий энергоблок атомной электростанции и пройдемся такими "тропами", что не каждый атомщик хаживал. Не спрашивайте, как я и несколько моих коллег попали в столь охраняемое место, сколько раз я проверил серийники камеры, объективов и даже флешек, боясь ошибиться хоть в одной цифре, сколько людей осуществляет досмотр и сопровождение визитеров с фотокамерами, сколько пропущенных звонков было на моем телефоне, который пришлось сдать на входе и даже сколько фотографий удалила служба безопасности на выходе... Главное - я внутри машинного зала и ощущаю себя каким-то маленьким муравьишкой, ползающим по материнской плате компьютера.
02. Конец апреля этого года. Нововоронежская АЭС, проходная пятого энергоблока. Введён в эксплуатацию в мае 1980 года, на 100% мощности выведен в феврале 1981 года.
03. Общий вид со стороны пруда-охладителя. Пруд был заполнен донской водой в 1978 году и является источником технического водоснабжения циркуляционной системы пятого энергоблока. Замечу, что пруд используется не только для нужд НВ АЭС, но и населением Нововоронежа для рыбохозяйственных, рекреационных и других целей. Мой батя в свое время часто туда на рыбалку ездил. Да и меня с собой таскал. Но я больше любил в нем купаться. Очень уж теплая в нем вода. Парное молоко, да и только. Но не важно. Обратите внимание, что на заднем плане видны два округлых "пупыря". Это купола гермооболочек строящихся 6 и 7 энергоблоков. На их примере я уже расказывал вам как устроена атомная электростанция в целом.
04. Более примечательные в фотографическом плане, нежели пруд-охладитель, башенные градирни, часто встречающиеся на иллюстрациях различных статей о Нововоронежской АЭС, прямого отношения к 5 энергоблоку, увы, не имеют. Они относятся к 3 и 4 энергоблокам, поэтому мы с коллегами по фотоцеху только облизывались на них.
05. Кстати, многие несознательные граждане искренне считают градирни чуть ли не гигантскими печами, исторгающими радиоактивный дым в атмосферу. Между тем, это не более чем устройство для охлаждения воды. Высокая башня создает тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Благодаря высоте башни одна часть испарений горячей воды возвращается в цикл, а другая уносится ветром. То есть, это самый обычный пар. Впрочем, в радиусе до 50 км вокруг Нововоронежской АЭС организовано 33 стационарных дозиметрических поста, на которых контролируются радиоактивность осадков, почвы и растительности, а также наиболее значимой в рационе жителей сельскохозяйственной продукции. Их показания можно посмотреть лично (в Нововоронеже мы проезжали мимо одного), а так же на сайте russianatom.ru.
06. Но вернемся к 5 энергоблоку. А точнее к его гермооблочке. Или контейнменту. Имено там внутри находится ядерный реактор серии ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический Реактор). А вот, к примеру, на Смоленской, Курской, Ленинградской АЭС используются реакторы серии РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный). Такие применялись и на Чернобыльской АЭС. Главное преимущество реакторов типа ВВЭР перед РБМК состоит в их большей безопасности, которая определяется тремя основными причинами. ВВЭР принципиально не имеет так называемых положительных обратных связей, т.е. в случае потери теплоносителя и потери охлаждения активной зоны цепная реакция горения ядерного топлива затухает, а не разгоняется, как в РБМК. Активная зона ВВЭР не содержит горючего вещества (графита), которого в активной зоне РБМК содержится около 2 тыс.тонн. И, наконец, реакторы ВВЭР обязательно имеют гермооболочку из предварительно напряжённого железобетона, не допускающую выхода радиоактивности за пределы АЭС даже при разрушении корпуса реактора. Такой реактор останавливают раз в год для перезагрузки топлива и планово-предупредительных работ. Это я сразу поясняю тем, кто уже собрался написать комментарий с вопросом почему это нам не показали реакторный зал.
07. Поэтому переходим в машинный. Кто на этом фото разглядит человека, тому сразу переходящее звание "соколиный глаз".
08. Масштабы просто потрясают. Стоишь и диву даешься какого "зверя" смог приручить человек, да еще и заставил работать на свое благо. Ну да не буду особо философствовать и растекаться мыслью по древу, а то нам еще кучу всего нужно посмотреть.
09. Турбины. На 5-м энергоблоке их две с мощностью по 500 МВ каждая. По своему принципу действия турбина напоминает работу ветряной мельницы. Насыщенный водяной пар из второго (не радиоактивного) контура попадает в турбину и с бешенной скоростью вращает лопатки ротора, расположенные по кругу.
10. А ротор турбины непосредственно связан с ротором генератора, который уже, собственно, и вырабатывает электрический ток.
11. А сделавший свое дело пар снова переводят в жидкое состояние. Видите зеленькую емкость на фото? Это конденсатор. Точнее часть конденсаторной установки. В ней пар отдает свою тепловую энергию воде, которая поступает из того самого пруда-охладителя и возвращается обратно.
12. Понятно, что принцип работы я объясняю на пальцах для простоты читательского понимания. И тем более понятно, что вся эта куча оборудования в машинном зале установлена неспроста. Различные насосы, подогреватели, баки технической воды, мостовой кран, пожарные гидранты и, конечно же, километры труб.
13. Ну, и различные датчики, опять же.
14. И пусть "аналоговость" датчиков на фото никого не смущает. Цифровые системы я покажу ниже, но сразу оговорюсь, что в 2010-2011 гг. в модернизацию 5-го энергоблока было вложено 14 млрд. рублей. Заменили 95% оборудования систем электроснабжения, систем безопасности, 100% оборудования систем радиационного контроля, 95% оборудования систем управления и защиты и систем контроля управления. Так же дополнительно смонтировали второй комплект оборудования систем управления и защиты. Одного кабеля заменили и вновь проложили более двух тысяч километров. Огромный объем работ провели по тепломеханическому оборудованию и оснащению энергоблока системами диагностики. Кстати, до модернизации, при гипотетическом масштабном пожаре или затоплении, еще существовала некоторая вероятность потерять энергоснабжение каналов систем безопасности ввиду того, что аварийные дизель-генераторы и аккумуляторные батареи не были разделены. Теперь такая даже гипотетическая возможность исключена. Кроме того, в период модернизации 5 энергоблока был проанализирован и учтен опыт недавней аварии на "Фукусиме": помимо системы индустриальной антисейсмической защиты энергоблока смонтирована система дожигания водорода в гермоболочке. При том, что Воронежская область по умолчанию сейсмичски безопасна, да и от морей-океанов далекото будет, но раз положено, то учли и сделали всё в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ. В результате сейчас 5-ый энергоблок по уровню безопасности соответствует блокам третьего поколения.
15. Ну, а мы тем временем переходим в Блочный щит управления (БЩУ). Внушает не меньше машзала, не так ли?
16. Здесь неустанно бдят ведущий инженер по управлению реактором, ведущий инженер по управлению турбинами, ведущий инженер по управлению блоком и начальник смены. При этом, почти всю работу делает автоматика. Люди по большей части наблюдают. Приглядывают, так сказать.
17. Конечно же, мы сразу захотели нажать посмотреть на Большую Красную Кнопку. По-научному она называется кнопкой срабатывания аварийной защиты. При её срабатывании (автоматическом, при получении системой определённых сигналов от датчиков, или вручную) отключается питание электромагнитов и специальные поглощающие стержни, которые прекращают цепную ядерную реакцию под собственным весом падают в активную зону реактора, переводя его в подкритическое состояние менее чем за 10 секунд. Кроме того включаются насосы борного концентрата, которые через систему продувки-подпитки вводят борную кислоту в 1-й контур. В случае некоторых особо серьёзных сигналов, говорящих о течах 1-го контура, вместе со срабатыванием АЗ запускаются высокопроизводительные аварийные насосы, напрямую закачивающие всё большее количество раствора борной кислоты в 1-й контур по мере снижения в нём давления. При еще более серьёзных сигналах всё оборудование внутри гермооболочки отсекается от обстройки специальной защитной арматурой, способной закрываться за несколько секунд.
18. Шкафы релейной защиты, притаившиеся в боковых от БЩУ помещениях.
20. Помимо основного БЩУ в процессе модернизации энергоблока был установлен и резервный БЩУ. Вот его-то видели немногие. Если не считать пары первых лиц государства, экскурсию сюда привели впервые. По сути, резервный БЩУ - это уменьшенная копия главного щита управления. Функционал несколько урезан, но главная его задача, в случае непредвиденного отказа основного блока, отключить все системы.
21. Но и это еще не всё. В пятом энергоблоке есть еще один БЩУ. Это учебный тренажер, точная копия основного блока управления, стоимостью 10 миллионов долларов. Для чего он нужен? Для обучения сотрудников и моделирования, анализа и отработки нештатных ситуаций.
22. Вот, например, моделирования аварии на Фукусиме. Воет сирена, все моргает, свет отключается... Ужас, да и только!!! Я от неожиданности с трудом успел куда-то там нажать на кнопку спуска затвора камеры! К слову сказать, инженер, который даже в совершенстве освоит этот тренажер, сможет работать только на этом же пятом энергоблоке, так как БЩУ на всех АЭС отличаются. Кроме того, после основного курса обучения сотрудники дополнительно повышают здесь же квалификацию по 90 часов каждый год.
23. На этом обзорную экскурсию по пятому энергоблоку Нововоронежской АЭС можно считать законченной. Впрочем, для понимания многоуровневости защиты заглянем ещё в отдельно стоящее здание, где "притаился" аварийный питательный насос, который в случае невозможности подачи воды в парогенератор штатным способом автоматически включится и подаст воду из собственных баков запаса.
24. Сам же насос тут же у стеночки оберегают специальные автоматические низкотемпературные генераторы аэрозольного пожаротушения.
26. Ну и на десерт глянем одним глазком на сам город атомщиков. Понятно, что АЭС является градообразующим предприятием Нововоронежа. Объем налогов, которые платит Нововоронежская АЭС, составляет около 1,85 млрд рублей. Из них на долю Нововоронежа стабильно приходится более ста миллионов. Значительная часть этих средств расходуется на инфраструктуру. Ремонт фасадов, дорог, школ, реконструкция стадиона, которые делались в последние годы в Нововоронеже, фактически были выполнены на средства Росэнергоатома. Город чист и ухожен. Единственным слабым местом была и остается неблагоустроенная набережная, но, надеюсь, это временно.
27. Тем более, что совсем рядом с ней расположен воинский мемориал "Звезды славы", а у нас нынче как никак 70-летие Победы.
Кстати, 30 мая у пятого энергоблока тоже юбилей! Целых 35 лет. От всей души поздравляю всех причастных и желаю всего самого наилучшего! Ура!
PS Персональное ку принимающей стороне и всем сопровождающим нас лицам. Безусловные профессионалы своего дела, открытые для диалога с блогосферой региона. В самое ближайшее время соберу в один пост ссылки на все-все отчеты участников блогтура. Если что-то осталось непонятно у меня, прочитаете у них.