Пересменок на атомной станции

Название города Сосновый Бор в Ленинградской области петербуржцы произносят всегда с почтением, потому что именно здесь происходит почти волшебный процесс рождения энергии мирного атома. Корреспонденты NewTone отправились на Ленинградскую АЭС, чтобы самим убедиться в гарантированной безопасности и надежности станции.

Под писк дозиметров

Станция работает круглосуточно, поэтому в течение дня сменяется три восьмичасовых смены. Перед выходом на рабочее место все сотрудники проходят через санпропускник: переодеваются в специальную форму белого цвета, надевают чепчики, каски и спецобувь. На груди — обязательный личный дозиметр, по показаниям которого отслеживают уровень ионизирующего излучения.

Получив всю необходимую экипировку, мы отправляемся на четвертый энергоблок станции. Первая остановка на нашем пути — блочный щит управления — «мозг» энергоблока, управляющий многочисленными технологическими процессами. Такая огромная комната есть на каждом энергоблоке, здесь круглосуточно дежурят, сменяя друг друга, команды из 5 операторов, которые следят за показаниями датчиков температуры, давления и расхода, мощности и множества других параметров. От такого количества сигнальных табло, мнемосхем, индикаторов и дисплеев идет кругом голова. Обстановка на рабочем месте спокойная, но воздух буквально пропитан ответственностью за происходящее.

График смен подстроен под биологические ритмы человеческого организма, так что сотрудники, отработавшие 3 дня в утреннюю смену, после двух выходных дней в следующий раз отстоят 3 ночные «вахты», а затем, через два выходных, — 3 вечерние. В штатном режиме операторы следят за работой систем автоматики и мощного вычислительного комплекса, контролирующих пуск и остановку оборудования блока, автоматическое поддержание мощности реактора на заданном уровне и другие сложнейшие технологические процессы.

Внутри реактора

Ядерная реакция сопровождается выделением большого количества тепла, за счет которого химически обессоленная вода (теплоноситель) нагревается с 265° С до 289° С и превращается в пароводяную смесь. С помощью сепараторов за счет действия гравитации пар отделяют от воды и подают на две турбины. Энергия вращения ротора турбины переходит в генераторе в электричество, которое поступает через распределительные устройства в энергосистему. «Так, поэтапно, энергия ядерных делений превращается в тепловую, затем в энергию вращения, и, наконец, образуется электрическая энергия», — поясняет специалист управления информации и общественных связей ЛАЭС Марина Соболева.

Первый энергоблок ЛАЭС был запущен в 1973 году, он открыл эпоху реакторов канального типа (РБМК-1000). Реактор здесь называют «пятак», так как сверху плитный настил, покрывающий реакторную установку, напоминает поле, разделенное на множество разноцветных квадратов. Под каждым из них — канал, большая часть которых заполнена ядерным топливом, а остальные выполняют различные функции системы контроля, управления и защиты реактора.

Сотрудники станции говорят, что реактор похож на матрешку, и, когда стоишь посередине реакторного зала, понимаешь, что они правы. Под нами квадратная, 21×21 м и глубиной около 25 м бетонная шахта, внутри нее на опорной конструкции размещается графитовая кладка, выступающая замедлителем реакции. Кладка похожа на огромную бочку, собранную из 2 488 графитовых колонн высотой 8 метров. В них и размещаются топливные каналы, к каждому снизу подсоединен трубопровод для подачи теплоносителя, который под давлением «омывает» тепловыделяющую сборку с ядерным топливом, снимает и переносит тепло ядерной реакции.

Ядерное топливо представляет собой таблетки из спеченной двуокиси урана (UO2) диаметром 11,5 мм и высотой 15 мм. Они заключены внутрь тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа) — трубки из сплава циркония и ниобия высотой 3,5 метров. Один ТВЭЛ вмещает в себя порядка 200 топливных таблеток. Тепловыделяющая сборка (ТВС) состоит из двух тепловыделяющих кассет (ТВК), каждая содержит по 18 ТВЭЛов. Особенность реактора типа РБМК заключается в том, что перегружать топливо в канале можно «на мощности», то есть не останавливая работающий реактор и не снижая мощности. Загрузка проводится специальной разгрузочно-загрузочной машиной (РЗМ), похожей на космическую ракету, закрепленную на мостовом кране. РЗМ герметично стыкуется с верхней частью топливного канала и вводит в него новую сборку взамен отработавшей.

Свет со дна бассейна

Одна ТВС служит примерно три года, и частота перегрузок составляет около 0,7 сборки/сутки, то есть две штуки за трое суток. Отработанные сборки сразу же после извлечения из реактора помещают в специальные бассейны, расположенные здесь же в реакторном зале. На промежуточном этапе топливные сборки выдерживаются под толщей воды не менее трех лет. В бассейне можно увидеть голубоватое свечение, так называемое свечение Вавилова – Черенкова, которое вызывают продукты деления в топливе отработавшей сборки.

По прошествии трех лет сборки перемещают в хранилище отработавшего ядерного топлива — комплекс бассейнов, облицованных нержавеющей сталью. Впрочем, на ЛАЭС внедрена система и «сухого» хранения отработавшего ядерного топлива.

Срок службы

Ленинградская АЭС — крупнейший производитель электрической энергии на Северо-Западе России и основной поставщик тепловой энергии для населения и промышленных предприятий города Сосновый Бор. Станция предоставляет более 50 % энергии, потребляемой в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, а в структуре производства электроэнергии Северо-Запада доля ЛАЭС составляет около 28 %. В течение всего периода работы оборудование энергоблоков постоянно модернизировалось, что позволило продлить проектный, тридцатилетний срок службы каждого блока ЛАЭС еще на 15 лет. Однако и этот срок скоро закончится. Первый энергоблок будет остановлен уже в декабре 2018 года, а в 2026 году свой ресурс исчерпает и четвертый энергоблок, на котором мы находимся. Именно поэтому в 2007 году по соседству с ЛАЭС началось строительство замещающих мощностей — современных блоков с реактором ВВЭР-1200.

Что дальше?

На стройплощадке новой атомной станции вовсю кипит работа: сооружается второй энергоблок. Здесь блоки с другим типом ядерной установки — водо-водяным энергетическим реактором мощностью 1 200 МВт. Инновационные, самые мощные на сегодняшний день энергоблоки с водо-водяными энергетическими реакторами ВВЭР-1200, сооружаемые на ЛАЭС-2, относятся к новейшему поколению «3+». В них использованы передовые достижения и разработки, отвечающие постфукусимским требованиям. Главная особенность проекта ВВЭР-1200 — сочетание активных и пассивных систем безопасности, делающих станцию максимально устойчивой к внешним и внутренним воздействиям. В частности, на блоке с реактором ВВЭР-1200 используются: «ловушка расплава» — устройство, служащее для локализации расплава активной зоны ядерного реактора; система пассивного отвода тепла через парогенераторы (СПОТ), призванная в условиях отсутствия всех источников электроснабжения обеспечивать длительный отвод в атмосферу тепла от активной зоны реактора и другие.

Новые энергоблоки будут двухконтурного типа: вода первого контура, непосредственно контактирующая с ядерным топливом, будет нагревать воду во втором контуре, превращая ее в пар. Такой реактор проработает без остановки 18 месяцев, а затем потребуется один месяц на перегрузку топлива.

Первый энергоблок ЛАЭС-2 уже построен и проходит испытания на мощности 75 %, а уже в ноябре отпустит на покой коллегу, запущенного в 1973 году, и заработает на 100 %. Планируется построить четыре новых блока. «В соответствии с новыми стандартами безопасности строящиеся блоки способны выдержать падение самолета, смерч, ураган или взрыв, а система из четырех защитных барьеров в случае внештатной ситуации оградит внешнюю среду от возможного ионизирующего излучения. Пуск второго энергоблока ЛАЭС-2 планируется в 2020 году», — говорит начальник отдела информации и общественных связей ЛАЭС Николай Кашин.

Сегодня на ЛАЭС работают около шести тысяч человек. Здесь создана необходимая инфраструктура, поэтому даже после вывода из эксплуатации всех четырех энергоблоков эту территорию наверняка будут использовать для реализации других энергетических проектов. Завершающий цикл жизни станции, в течение которого блоки будут переведены в ядерно- и радиационно-безопасное состояние и демонтированы, может составить до 80 лет.

За несколько часов, что мы провели на ЛАЭС, посетив блочный щит управления, реакторный и машинный залы, мы, согласно показаниям наших дозиметров, получили всего 7 микрозиверт — это семь сотых от предельнодопустимой величины дозовой нагрузки для работающих на энергоблоках. На выходе нас тщательно проверяет специальная машина, которая откроет двери санпропускника, только когда убедится, что на нас нет радиационного загрязнения. Несколько минут тщательного сканирования и вердикт: «Чисто». Бдительность персонала и строгое соблюдение стандартов помогает нам понять одно: атомная энергетика — это не страшно, а страшно интересно!

Материал опубликован в журнале NewTone