я могу придать цвет
Удивительное всегда рядом, правда иногда хорошо маскируется.
Ева Корчагина
Все записи
текст

Активная зона

Может ли благо быть добром? Или эти два понятия принципиально лежат в разных плоскостях? Как бы то ни было, одно не исключает другое. В случае с атомной электростанцией философия также имеет место быть, плавно перетекая в физику, и наоборот.
Активная зона

Альтернативного способа выработки электроэнергии нет – по крайней мере, настолько мощного, чтобы привыкший жить на широкую ногу россиянин мог и дальше пользоваться любой бытовой техникой, не задумываясь о ее энергосберегающих возможностях.

Но мощность мощностью, а целесообразность АЭС часто ставят под сомнение из-за вредного воздействия радиоактивных веществ на окружающую среду.

Хорошо бы отправиться на АЭС и лично убедиться в ее безопасности, решив заодно и философский вопрос о благе и добре. Редакция именно это и планировала, полтора месяца пытаясь договориться с Ленинградской атомной станцией о репортаже. Увы, встречу с нами постоянно откладывали по разным причинам: то нехватка времени, то совет директоров, то праздники... В лучших традициях желтой прессы, предполагаем, что атомщикам есть что скрывать. Ну а нам остается рассказать о работе ЛАЭС самим.

Ленинградская АЭС поделена на две очереди (части), находящиеся друг от друга на расстоянии 2 километра. В них расположено по два энергоблока: каждый обладает мощностью 1000 мегаватт и включает в себя реактор РБМК-1000 (Реактор Большой Мощности Канальный) с контуром циркуляции и вспомогательными системами, две турбоустановки типа К-500-65/3000 с паровым и конденсатно-питательным трактом, два генератора типа ТВВ-500-2. Это основное оборудование, без которого работа станции невозможна.

Есть и другие важные устройства: различные насосы, конденсаторы, фильтры, клапаны, коллекторы, барабаны-сепараторы… Целый справочник по физике!

Для реактора выделено специальное помещение в шахте. Это самое устрашающее место на АЭС, несмотря на то, что устройство окружено биологической защитой.

Реактор РБМК-1000 тепловой мощностью 3200 мегаватт представляет собой систему, в которой в качестве замедлителя и отражателя используется графит, в качестве теплоносителя – легкая вода, а роль топлива играет двуокись урана. Реакторное пространство заполнено 2488 колоннами из графитовых блоков, в центральных отверстиях которых установлены технологические каналы (ТК) и каналы системы управления и защиты (СУЗ). В ТК помещены тепловыделяющие сборки с ядерным топливом – таблетками двуокиси урана. В каналах СУЗ находятся исполнительные органы – поглощающие нейтроны стержни, заполненные карбидом бора. Для предотвращения окисления графита и улучшения его охлаждения в реакторном пространстве циркулирует смесь гелия с азотом.

На станции трудятся около 6,5 тысяч человек (10 процентов населения Соснового Бора), в три смены по 8 часов, график 3/2. В смене двух энергоблоков около 90 рабочих.

За год сотрудники станции получают допустимую дозу облучения – 2 бэра (это меньше, чем при рентгенографии зуба). Кстати, можете заглянуть на официальный сайт ЛАЭС или www.russianatom.ru и рассчитать дозу облучения, полученную вами за год от природных, техногенных и медицинских источников.

Персоналу положено «молоко за вредность»: сокращенная рабочая неделя (36 часов), бесплатное лечебно-профилактическое питание и лечение, дополнительный отпуск, доплата за вредные условия труда, льготная пенсия и т.д.

Среди работающих на ЛАЭС 19 человек имеют ученые степени, в их числе два доктора технических наук.

Теперь о самом-самом – ядерном топливе, двуокиси урана с начальным обогащением по урану-235 – 2,8 процента. Топливо в виде таблеток помещено в оболочку из сплава циркония и ниобия (Э-100). Тепловыделяющие элементы длиной 3644 миллиметра по 18 штук объединены в цилиндрический пучок – тепловыделяющую сборку. Расположенные одна над другой на одном центральном стержне, две сборки образуют тепловыделяющую кассету, которая установлена в каждом топливном канале. Около 95 процентов энергии, выделяющейся при реакции деления, прямо передается теплоносителю. 5 процентов мощности реактора выделяется в графите от замедления нейтронов и поглощения гамма-квантов.

Схема АЭС 

Воду для работы ЛАЭС берут из трех источников: это Финский залив, реки Систа и Коваш. В основном страдает залив, отдающий станции около 5 миллионов кубометров в год.

Главные циркуляционные насосы, коих четыре (один в резерве), подают воду через систему коллекторов и трубопроводов в каждый топливный канал. Через реактор вода движется по двум петлям контура многократной принудительной циркуляции (МПЦ). К каждой петле подключена половина (около 840) топливных каналов реактора.

В каналах вода нагревается до кипения и частично испаряется. Эта пароводяная смесь по трубам направляется в барабан-сепараторы – сосуды для отделения пара (на энергоблоке их четыре). Оттуда насыщенный пар поступает в два паросборных коллектора и далее по восьми паропроводам направляется к турбинам конденсационного типа. Турбина имеет один цилиндр высокого давления (ЦВД) и четыре низкого (ЦНД). После ЦВД осуществляется промежуточный перегрев пара в сепараторе-пароперегревателе. Отсепарированный сухой насыщенный пар поступает на лопатки турбины, от движения которых работают генераторы, находящиеся тут же, на одном валу с турбинами. В этих горизонтально расположенных цилиндрических сосудах и вырабатывается электрический ток, который бежит по проводам в систему «Ленэнерго» и Магистральные электрические сети Северо-Запада, обеспечивая 40 процентов энергопотребления региона. Часть энергии «Ленэнерго» продает в Финляндию.

Но на этом мы не ставим точку: система циркуляционная, и пар движется дальше, в четыре цилиндра низкого давления, откуда сбрасывается в конденсаторы, охлаждаемые морской водой. Из конденсаторов он насосами подается на установку конденсатоочистки, где проходит химическую обработку для обеспечения требуемого качества питательной воды.

Конденсатные насосы второй ступени подают конденсат в деаэраторы (которых тоже четыре). Их основная задача – удалять коррозионно-актив­ные газы и создавать рабочий запас питатель­ной воды. Все это проходит через установку регенерации, состоящую из пяти подогревателей низкого давления, которые подогревают конденсат паром из промежуточных отборов турбины. Продукт греющего пара смешивается с потоком основного конденсата по каскадной схеме.

Питательная вода из деаэратора подается в барабан-сепараторы каждой циркуляционной петли через свой питательный узел (в нем установлены механические фильтры и автоматические клапаны, регулирующие подачу).

Для поддержания водно-химического режима в контуре МПЦ предусмотрена байпасная очистка производительностью 200 тонн в час. Контурная вода отбирается из напорных коллекторов главных циркуляционных насосов каждой петли. Предварительно она охлаждается до 50 градусов в регенераторах и доохладителях. После очистки возвращаемая в контур МПЦ вода подогревается в регенераторах контурной водой, поступающей на очистку.

Попутное производство ЛАЭС

• Накопление медицинских и общепромышленных радиохимических изотопов 15 наименований, основные среди них – молибден-99 и йод-125; поставка осуществляется на радиохимические предприятия Санкт-Петербурга.

• Промышленное производство изотопа кобальта-60 в реакторах в составе двухцелевых поглотителей в объеме порядка 5 млн кюри в год, поставляемого заказчикам по договорам.

• Радиационное легирование (сплавление, соединение) кристаллов кремния диаметром до 85 мм.

• Обеспечение медсанчасти города Сосновый Бор, медицинских учреждений Санкт-Петербурга газообразным и жидким медицинским кислородом, промышленных предприятий города – жидким азотом, техническим газообразным и жидким кислородом.

Естественно, непременным завершающим звеном ядерной технологии являются радиоактивные отходы. Твердые отходы – части оборудования, теплоизоляцию, кабели и т.д. – загружают в контейнеры и транспортируют в места хранения и переработки. Металлические отходы с низкой активностью идут на переплавку, горючие отходы небольшими партиями отправляются на сжигание.

ТВЭЛы помещают в специальные бассейны под трехметровый слой дистиллированной воды не менее чем на 3–5 лет. Этой операцией завершается топливный цикл реактора. Через год выдержки активность отработавшего топлива снижается в 12 раз, через 3 года – в 32 раза. Затем его отправляют в особое хранилище.

Жидкие отходы (теплоноситель первого контура и вода из бассейнов перегрузки) удаляют через спецканализацию или с использованием контейнеров, а затем направляют на переработку.

Продолжительность разрушительного действия отходов измеряется историческими (тысячи лет) и геологическими (сотни тысяч, миллионы) масштабами: даже последним на Земле людям наверняка достанется от нас приличный объем радиации.

Всё под контролем

Вот мы и подобрались к вопросу о благе и добре. Интернет-источники кишат слухами об авариях на станции. Не всем стоит верить, но и утверждать, что происшествий нет, несерьезно. Например, в 1975 году произошло расплавление нескольких ТВЭЛов в одном из ТК, что повлекло за собой разрушение активной зоны. В окружающую среду было выброшено около 5,6×1016 беккерелей высокоактивных радионуклидов. По международной шкале ядерных событий это авария 3 уровня: серьезный инцидент, которому свойственно значительное распространение радиоактивности. Жители Соснового Бора об опасности оповещены не были. О чем это может говорить?

Сценарий этой аварии повторился через 17 лет.

Основные причины нашего беспокойства – халатность людей, неустойчивость нейтронных полей и вышедшая из строя аппаратура. Но нас уверяют, что для паники повода нет. На АЭС полно защитных систем – от превышения давления, аварийного охлаждения реактора (САОР), система локализации аварий (СЛА) и контроля радиационной безопасности (АСКРО)… Кажется, на станции безопасней, чем дома!

Философия не дает точных ответов, зато физика в этом деле преуспевающая наука. Могут ли продления сроков эксплуатации вселять уверенность в завтрашнем дне? Сомнительно. Но не стоит переживать: скоро заработает новая ЛАЭС-2, которая прослужит нам не менее 50 лет. Она будет намного мощнее – предполагается шесть блоков. Реактор РБМК уйдет в прошлое, теперь будет ВВЭР (водо-водяной энергетический с водой в качестве теплоносителя и замедлителя). Правда, печально, что мы застряли на втором уровне. Европа, использующая реакторы третьего поколения (EPR – европейский реактор с водой под давлением, PBMR – модульный реактор с шаровой засыпкой (гелий под давлением)), уже движется к четвертому, разрабатывая водородную энергетику. Но мы еще не готовы к таким переменам.

Технологии

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

Актуальное
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Новиков Александр Иванович, персональный сайт
OK OK OK OK OK OK OK