Выбирай : Покупай : Используй

Вход для партнеров

Вход для продавцов

0

Большое атомное путешествие. ZOOM.CNews побывал на Кольской АЭС

Мирный атом — «затёртое» ещё с советских времен понятие. Однако без атомной энергетики ныне — никуда. Атомные электростанции (АЭС) — неотъемлемая часть энергосистемы страны. Казалось бы, причём тут ZOOM.CNews — портал о потребительской электронике и бытовой технике? При том, что без электричества в розетке не будет в итоге работать ни один из приборов, о которых мы ежедневно рассказываем. Поэтому мы поехали на единственную в Европе заполярную АЭС (Кольскую) и выяснили, как, собственно, «добывается» электричество. Отчёт о поездке — перед вашими глазами. Несомненно, это самый большой и мощный «гаджет», из всех, которые когда-либо появлялись на наших страницах. Всем гаджетам гаджет!
Автор Даниил Головин
Большое атомное путешествие. ZOOM.CNews побывал на Кольской АЭС

Ориентация — север. Вместе с концерном «Росэнергоатом» отправляемся за Северный полярный круг — на Кольскую атомную электростанцию, самую северную АЭС Европы, единственную в европейском Заполярье. Находится АЭС на берегу озера Имандра, в Мурманской области. Рядом городок Полярные зори, где живут работники станции и их семьи (население города — около 15 тысяч человек, из них около 3 тысяч — работники АЭС).

Первый из четырёх реакторов Кольской АЭС был запущен в 1973 году, на полную мощность станция заработала в 1984 году. Строительство станции было обусловлено бурным развитием промышленности в 60-е годы прошлого века. В регионе не хватало электроэнергии, при этом практически все пригодные гидроресурсы уже были задействованы для её выработки, так что строительство АЭС стало единственным выходом из «энергетического тупика».

Ныне Кольская АЭС продолжает поставлять электроэнергию в энергосистемы Мурманской области и Карелии. Кольская АЭС вырабатывает более 50% электроэнергии из вырабатываемой в Мурманской области вообще (помимо неё на Кольском полуострове есть ещё 17 ГЭС и 2 ТЭЦ). Связь с Единой энергосистемой России осуществляется посредством четырёх линий электропередач напряжением 330 кВ. В целом доля атомной генерации в общем энергобалансе России около 16 %. Высокое значение атомная энергетика имеет в европейской части России и особенно на северо-западе, где выработка на АЭС достигает 42 %. Всего в России ныне действует 10 АЭС. Две — за Северным полярным кругом: Кольская и Блибинская (в Чукотском АО).

Затерянная в Заполярье... Кольская АЭС. ZOOM.CNews нашёл её среди мурманских лесов и озёр... Фото: РИА "Новости" (Роман Денисов)

Как она работает

Мы знаем, как работает ноутбук, мобильный телефон, пылесос или стиральная машина. С АЭС, казалось бы, всё должно быть сложнее. Но вообще-то «атомная технология» — вещь довольно простая для понимания, понять принцип работы АЭС не сложно даже не особо сведущим в физике людям. Расскажем об этом на примере Кольской АЭС.

Итак, Кольская АЭС состоит из двух очередей, по два энергоблока на очередь. Каждая очередь включает аппаратное отделение и объединённый специальный корпус для переработки технологических сред и радиоактивных отходов. В каждом спецкорпусе есть хранилище сухих радиоактивных отходов и временное хранилище жидких радиоактивных отходов. Турбинное отделение — общее для обеих очередей.

Кольская АЭС. Машинный зал одной из очередей станции

На Кольской АЭС работают реакторы ВВЭР-440 (водо-водяные энергетические реакторы, электрической мощностью 440 МВт). Технологическая схема каждого энергоблока — двухконтурная. Первый контур включает водо-водяной реактор тепловой мощностью 1375 МВт, работающий на тепловых нейтронах и шесть циркуляционных петель с шестью парогенераторами. Топливо — слабо обогащённый уран. Замедлитель и теплоноситель в реакторе — раствор борной кислоты с водой под давлением 12,36 Мпа. Нагретая в активной зоне реактора вода подаётся в парогенераторы, через которые передаёт тепло воде второго контура. Второй контур включает паропроизводящую часть парогенераторов, две турбины, трубопроводы и вспомогательное оборудование. Образующийся в парогенераторах пар направляется в турбину, приводя в движение связанный с валом турбины генератор, вырабатывающий электроэнергию. Отработанный пар превращается в воду в конденсаторах турбин, которые охлаждаются водой, забираемой из озера Имандра. Вот, собственно, простыми словами, и весь процесс. Электроэнергия далее поступает в общую энергосистему.

Принципиальная схема работы Кольской АЭС

Пламенный мотор

Немного подробностей о работающих на Кольской АЭС ядерных реакторах. Как уже было сказано, это четыре водо-водяных энергетических реактора мощностью 440 МВт. Интересно, что первоначально, при создании реактора этого типа, планировалась энергомощность 500 МВт, но из-за отсутствия на тот момент подходящих турбин проект изменили, несколько снизив мощность. Отметим, что реакторы на Кольской АЭС не полностью идентичны друг другу. Реакторы первой очереди, введённые в строй в 1973 и 1975 годах — реакторы типа ВВЭР-440/230. Реакторы второй очереди (1982 и 1984 годы) — ВВЭР-440/213. Отличаются, они, в основном, компоновками аппаратных отделений и системами безопасности.

Так выглядит ядерный реактор ВВЭР-440 снаружи (на фото второй реактор первой очереди Кольской АЭС). Но вообще-то это не сам реактор, а реакторный колпак. Реактор же находится ниже, в специальной шахте

Реакторные установки типа ВВЭР-440/230 первоначально не имели гидроёмкостей системы аварийного охлаждения активной зоны реактора (САОЗ), двух комплектов аварийных защит, поканального разделения систем безопасности и электропитания, поэтому не соответствовали Правилам ядерной безопасности (ПБЯ), ужесточённым после Чернобыльской аварии. После проведения реконструкции, в том числе действующих реакторов на АЭС, первоначальный проект подвергся серьёзным изменениям с целью добиться выполнения современных требований ядерной безопасности. Ныне серьёзное отличие модернизированного «двести тридцатого» от ВВЭР-440/213 — установка струйно-вихревого конденсатора (СВК) для защиты от чрезмерного повышения давления в гермообъёме вместо шахты локализации аварии, а также отсутствие гидроёмкостей САОЗ, функцию которых выполняют аварийные питательные насосы и дизельная насосная установка (как раз как на Кольской АЭС).

Макет реактора ВВЭР-440. Видно, что реакторный колпак (здесь он белого цвета) - лишь верхняя часть "айсберга"

Активная зона ВВЭР-440 набрана из 349 шестигранных кассет, часть которых используется как рабочие органы системы управления и защиты реактора (СУЗ). Внутри кожуха кассеты смонтированы по треугольной решётке 126 стержневых тепловыводящих элементов (ТВЭЛов), диаметром 9,1 мм. Сердечник ТВЭЛа (спечённая двуокись урана с обогащением 3,5 %), диаметром 7,5 мм заключён в оболочку толщиной 0,6 мм. Материал кожуха кассеты и оболочки ТВЭЛа — цирконий, легированный ниобием (1%).


Одна из нерабочих уже кассет реактора ВВЭР-440 с вырезанным отверстием в стенке. Видны ТВЭЛы и спечёная двуокись урана в одном из них (само по себе топливо АЭС не радиоактивно, радиоактивны только продукты распада, отходы - то, что получается уже в процессе его использования)

ВВЭР-440 работает в режиме четырёх-шести частичных перегрузок кассет за цикл, длящийся от трёх до шести лет. Через каждые 280—290 сут в ВВЭР-440 заменяется 1/4—1/6 часть кассет. Сначала кассеты удаляют из центральной области активной зоны, а на их место переставляют кассеты с периферии активной зоны. Освобождённые места на периферии активной зоны заполняют свежими кассетами. Перегрузка кассет производится под защитным слоем воды толщиной 5 м, ослабляющим дозу излучения в реакторном зале ниже предельно допустимой.

Ядерный реактор типа ВВЭР. Схема. В данном случае приведена схема реактора ВВЭР-1000. Он имеет иные размеры, мощнее, чем ВВЭР-440, в нём больше топливных кассет, есть некоторые другие отличия. Но принцип работы их - одинаковый.  Цифры на фото обозначают: 1 — привод системы управления и защиты реактора (СУЗ); 2 — крышка реактора; 3 — корпус реактора; 4 — блок защитных труб (БЗТ); 5 — шахта; 6 — выгородка активной зоны; 7 — топливные сборки (ТВС), регулирующие стержни

Активная зона ВВЭР-440 размещена в толстостенном корпусе из стали. Он имеет наружный диаметр 3,8 м, высоту 11,2 м и рассчитан на работу под давлением 125 атмосфер. В корпусе имеется два ряда патрубков для входа и выхода теплоносителя. Сверху корпус закрывается крышкой. На внутреннюю стенку корпуса падают нейтронное и гамма-излучение. От дозы излучения зависят изменение свойств материала корпуса и термические напряжения в корпусе. Поэтому дозу излучения в корпусе снижают водным и стальным экранами, расположенными между активной зоной и корпусом. Толщина водного экрана равна 20 см, стального — 9 см.

Система управления и защиты реактора ВВЭР-440 делится на две независимые системы: систему аварийных регулирующих кассет (АРК) и систему борного регулирования. Первая система из 37 АРК обеспечивает управление реактором в нестационарных режимах и выключение реактора. Нижним ярусом АРК служит кассета с ТВЭЛами. Верхний ярус АРК заполнен элементами из бористого сплава. АРК укреплены на штоках, выходящих наверх через крышку корпуса. Они перемещаются в вертикальном направлении электродвигателями и в аварийных случаях сбрасываются в нижнюю часть корпуса. После сбрасывания место топливного яруса АРК в активной зоне занимает поглотитель из бористого сплава. Тем самым разрывается цепная реакция, реактор останавливается.

В информационном центре "Колатом" в городе Полярные зори представлена модель активной зоны реактора в разрезе. Красные шестиугольники - аварийные регулирующие кассеты (АРК), белые - обычные топливные кассеты

Медленные изменения реактивности реактора — величины, характеризующей динамику цепной реакции в активной зоне ядерного реактора — выгорание ядерного топлива, шлакование и другое, компенсирует система борного регулирования. Применение системы борного регулирования упростило систему управления и защиты реактора реактора, и количество АРК уменьшилось с 73 (ВВЭР-365) до 37 (ВВЭР-440).

Всё под контролем

Кроме систем безопасности, относящихся непосредственно к работе реакторов на АЭС, важна и безопасность иного рода — АЭС режимный объект. Станция очень хорошо охраняется. От КПП, предваряющего въезд на территорию предприятия, нашу делегацию (журналистов и блогеров) всегда сопровождали сотрудники службы безопасности (СБ). При входе в помещения станции все сотрудники и гости проходят через металлоискатели, проход только по пропускам или паспортам. Причём «пропускная система» на Кольской АЭС вполне современная — на каждого работника заводится электронный профайл, в котором указаны его данные, вплоть до роста и веса. При проходе на АЭС эти параметры проверяются, система сравнивает имеющиеся данные с реальными данными конкретного человека в конкретный момент времени. При отклонениях, не совпадении каких-либо параметров, доступ на станцию не разрешается. Разумеется, существуют, некоторые допуски по отклонениям. К примеру, по весу — человек ведь не может весить всегда одинаково. У журналистов была проверена вся фототехника (вплоть до серийных номеров фотоаппаратов, объективов, информация о которых отправлялась в службу безопасности до поездки). Также у нас проверили удостоверения личности (проверяли военные). В общем, всё это было похоже на процедуры контроля в аэропорту при международном перелёте. Но строже. Уже далее, на территории станции, мы ещё несколько раз предъявляли паспорта работникам службы безопасности проходя в те или иные зоны предприятия. Не разрешалось самостоятельно разгуливать по АЭС, без сопровождения сотрудников СБ. Фотографировать можно было только после разрешения сопровождающих. В общем, шаг вправо, шаг влево — «расстрел». И это правильно. АЭС — это вам не танцевальный вечер в санатории.

Фотографировать на Кольской АЭС можно только с разрешения сотрудников службы безопасности, в определённых местах. Тем, кто не работает на АЭС запрещается передвигаться по её территории самостоятельно, без сопровождения. Наша группа журналистов всегда была под пристальным наблюдением охраны предприятия

На высочайшем уровне организован на Кольской АЭС контроль радиационной обстановки. Всех журналистов снабдили индивидуальными дозиметрами (есть они и у работников). На выходе из так называемой «грязной зоны» (профессиональный слэнг атомщиков — зона АЭС, где находятся реакторы, прилегающие помещения) каждый проходил процедуру контроля с помощью специальной техники, определяющей уровень радиации. Похоже на сканер — когда тело, одежда сканируется на предмет наличия радиационного загрязнения. Вообще, на станции и на окружающих её территориях действует автоматизированная система контроля радиационной обстановки, включающая 24 автоматизированных поста радиационного контроля мощности дозы излучения и 5 автоматических метеостанций. Система позволяет получать информацию о радиационной обстановке и динамике её изменения на самой станции, а также на территориях и в населённых пунктах тридцатикилометровой зоны вокруг АЭС. Передвижная радиометрическая лаборатория — часть этой системы. Она позволяет проводить гамма-съёмку местности, выполнять отборы проб воздуха и воды, определять содержание радионуклидов в пробах и отправлять эту информацию в информационно-аналитический центр по радиоканалу.


При перемещении по Кольской АЭС мы несколько раз проходили проверку "на радиацию"

 Атомная экология

Один из главных вопросов, который волнует всегда и всех, особенно после Чернобыльской аварии и аварии на станции в Фукусиме в этом году — влияние «мирного атома» на экологию. Разумеется, на Кольской АЭС и вообще в «Росатоме» это понимают. Кольская АЭС — один из «экологических лидеров» в атомной отрасли России. Здесь действительно уделяют вопросам экологии огромное внимание. Например, в 2006 году на Кольской АЭС введён в эксплуатацию комплекс по переработке жидких радиоактивных отходов, предназначенный для очистки радиоактивных отходов от радионуклидов. Реализована уникальная технология ионоселективной сорбции, позволяющая сократить количество радиоактивных отходов в 50 раз и избавиться от всех накопленных за время эксплуатации станции жидких радиоактивных отходов за 12-15 лет. Итог переработки — солевой нерадиоактивный плав, который вполне можно использовать в промышленности.

 

Полностью герметичный контейнер с жидкими радиоактивными отходами, Кольская АЭС

Контроль и управление работой комплекса по переработке отходов ведётся с помощью программно-технического комплекса (ПТК) и информационно-аналитической системы контроля (ИАСК). Последняя состоит из 10 видеокубов смонтированных на щите управления, и представляет исчерпывающую визуальную информацию о состоянии комплекса и его технологических параметрах.

Информационно-аналитическая система контроля комплекса по переработке жидких радиоактивных отходов, Кольская АЭС

Разумеется, комплекс по переработке жидких радиоактивных отходов — не единственная «экологическая инициатива» Кольской АЭС. В 2008 году станция стала лауреатом конкурса «Сто лучших организаций России. Экология и экологический менеджмент». За достижения в области охраны окружающей среды Кольская АЭС награждена Золотой медалью «Европейское качество». Предприятие осуществляет много других экологических проектов. Это и постоянный мониторинг окружающей среды в прилегающих к станции районах и экологическая информационно-просветительская деятельность (специальные занятия с разными группами населения, лекции, презентации, семинары, демонстрация специальных киноматериалов и т.д.).

Солевой нерадиоактивный плав - итог переработки жидких радиоактивных отходов на Кольской АЭС. Конечно, делать из него можно не только маленьких черепах...

Рыба и лыжи

Есть у Кольской АЭС и другие проекты. Например, несколько лет действует рыбоводное хозяйство в районе сбросного канала АЭС. Выращивают там форель, а также экспериментальную партию осетров. Причём, работа рыбоводного хозяйства продолжается круглый год. Дело в том, что озеро Индера в этом районе не замерзает из-за поступления в него вод (прошедших все необходимые «очистные процедуры», конечно) со станции. Выращенную форель поставляют в столовую АЭС (где на 200 рублей можно очень хорошо пообедать: салатом, первым блюдом, вторым и компотом), а также продают потребителям Мурманской области. Осётры ещё не достигли возраста размножения, поэтому «атомные» рыбоводы пока заняты только их выращиванием.

Рыбоводное хозяйство Кольской АЭС на озере Имандра функционирует круглый год

Несмотря на то, что рыба выращивается северными рыбоводами неподалёку от атомной станции — на лыжах она, конечно, кататься не умеет. Лыжи — это совсем другое дело. Дело в том, что несколько лет назад Кольская АЭС построила рядом с городом Полярные зори настоящий горнолыжный комплекс — «Салма». Здесь есть трассы разной категории сложности, прокат горнолыжного инвентаря. Работает подъёмник. Перепад высот — около 300 метров. Наличествуют комфортные коттеджи для проживания, кафе, даже чумы с мангалами — для развесёлых горнолыжников. Комплекс доступен для всех любителей горнолыжного спорта. Кроме того, на трассах «Салмы» проходят различные соревнования российского и международного уровня (например, с 11 по 14 марта 2011 года здесь проходил этап Кубка Европы по фристайлу).

Горнолыжный комплекс Кольской АЭС "Салма" рассчитан на катание лыжников-любителей и профессионалов. Наличествуют трассы разной степени сложности

Мирный атом

В целом экскурсия на Кольскую АЭС получилась очень интересной, познавательной (когда ещё попадёшь на атомную станцию!) и весьма разносторонней. Журналисты побывали во многих рабочих зонах АЭС (реакторный зал, машинный зал, центр переработки радиоактивных отходов, тренажёр пульта управления работой АЭС и т.д.). Кроме того, желающие могли на горных лыжах прокатится, полюбоваться замечательными видами северной природы на берегу озера Индера, попутно изучив технологию разведения форели в рыбоводном хозяйстве станции. Совершенно точно можно сказать, что Кольская АЭС — современный энергетический объект, на котором соблюдаются все необходимые меры безопасной эксплуатации.

Кольская АЭС не раз становилась одним из лучших предприятий атомной отрасли России

К тому же, уделяют на станции внимание и экологии окружающих территорий. Для коллектива станции созданы очень хорошие условия работы, а также отдыха, как в городе Полярные зори, так и за городом (горнолыжный комплекс, базы отдыха) — что особенно важно в условиях Заполярья (во время нашего прибывания рассветало в Полярных зорях около 12 часов дня, а примерно с 16 часов уже начинало темнеть). ZOOM.CNews благодарит концерн «Росэнергоатом» за организацию поездки, а также сотрудников Информационного центра «Колатом» и непосредственно Кольской АЭС за подробный и увлекательный рассказ о работе атомной станции и предоставленные справочные материалы.

Версия для печати