В Санкт-Петербургском Доме ученых РАН в апреле 2017 г. состоялась V Научно-практическая конференция «Вклад Ленинградской АЭС и предприятий атомной отрасли г. Сосновый Бор в решение экологических проблем Ленинградской области и Северо-Западного региона России». О перспективах развития ЛАЭС рассказал главный инженер станции К.Г.Кудрявцев. И, прежде всего, он остановился на вопросах безопасности.
Если о действующем производстве никто не знает, как оно работает, значит, оно работает безопасно
Значит, оно не оказывает влияния на окружающую среду. Вся работа нашей атомной станции построена на том, чтобы производство электроэнергии осуществлялось безопасно. Безопасность является главнейшим приоритетом нашего предприятия.
Обсуждение проблем безопасности, воздействия на окружающую среду в год экологии чрезвычайно важно. Весь мир сегодня стоит перед выбором альтернативных источников энергии. Но ни один из них не является в полной мере чистым. Даже т.н. «чистые» ветряки негативно воздействуют на окружающую фауну. Из-за низкочастотных вибраций, создаваемых ветроэнергоустановками, никакая живность не уживается в их округе.
Доля электроэнергии, вырабатываемой атомными станциями в России, составляет около 18,3% всего производимого электричества. В Европейской части страны эта доля достигает 30%, а на Северо-Западе – 37%. В общей сложности на 10-ти атомных станциях России в эксплуатации находятся 35 энергоблоков суммарной установленной мощностью 27,9 ГВт. В ближайшее время будут вводиться 2 блока. В этом году будет проведен энергетический пуск на первом блоке ЛАЭС-2. Завершение строительства четвертого энергоблока Ростовской АЭС также намечено на 2017 г.
Когда начиналась стройка Ленинградской атомной станции, город Сосновый Бор был достаточно далеко от Ленинграда – в 80 км. Сегодня это фактически граница Петербурга. Задача персонала станции –чтобы проживающие в окрестности станции люди как можно реже вспоминали о её существовании.
В Северо-Западном федеральном округе действуют две атомных станции – Кольская и Ленинградская АЭС. Из 37% вырабатываемой двумя станциями электроэнергии (в СЗФО), 27% приходится на долю ЛАЭС. Половина всей электроэнергии, которую потребляет Санкт-Петербург, вырабатывает Ленинградская АЭС.
4 блока ЛАЭС укомплектованы уран-графитовыми реакторами большой мощности канальный (РБМК-1000). Охлаждение конденсатора производится морской водой. Блоки РБМК позволяют делать перегрузку на мощности. Это достоинство всех канальных реакторов, работающих по такому принципу, в том числе и английских.
Что сегодня развивается дополнительно
Блоки РБМК позволяют развивать дополнительные технологии, широко используемые в мире. Применение кобальтовых поглотителей позволяет производить Co-60, который широко применяется в мире для обеззараживания зерна, различных продуктов. Отказавшись от обычных поглотителей, мы таким образом избавились от дополнительных радиационных отходов. На других АЭС после 5 лет использования поглотители изымаются, а дальше их надо хранить и обеспечивать соответствующее обращение с РАО. У нас же их просто не остается. Co-60 мы продаем за рубеж, получая дополнительную прибыль для предприятия.
Ведутся серьёзные работы по нейтронному легированию кремния, широко применяемому в электронике. Кроме того, наметилось широкое развитие в производстве изотопов медицинского назначения. При небольшой модернизации каналов можно загружать соответствующие изделия. По одному каналу на каждом блоке используются для производства изотопов различного назначения.
Всё большее применение в лечении онкологических заболеваний находят изотопы с мягким излучением. Часть их них являются короткоживующими, что делает критичным время доставки от места их изготовления до потребителя. Чем ближе производитель, тем эффективнее работает данная схема. Это преимущества наших блоков РБМК , которые мы развиваем сегодня в рамках концерна «Росэнергоатом».
О безопасности
Серьёзную работу по повышению безопасности станции мы начали эту сразу после 26 апреля 1986 г. В первые несколько месяцев была изменена технология на первом блоке, затем внедрялась комплексная программа, которую мы закончили в 1960 г., модернизировав 4-й блок РБМК. В 1990-е гг. был проведен второй этап модернизации. Полностью завершили её при продлении сроков эксплуатации всех 4 блоков.
Согласно российским законам по ОИАЭ, если меняются правила безопасности, все блоки должны этим правилам соответствовать, независимо от того, в каком году они были построены. В эту работу мы вкладываем значительные финансовые средства.
Для первых двух блоков были построены дополнительная система водозабора и два здания, в которых находятся по 3 дизеля мощностью по 6,3 кВт. Это при том, что дизели уже имелись, так как по правилам атомной энергетики при обесточивании необходимо иметь как минимум 3 канала, каждый из которых может обеспечить электроэнергией и теплоносителем процесс расхолаживания блока.
Ещё до аварии на АЭС «Фукусима», в 2003 г., когда продлевали срок действия блока №1, были построены дополнительные мощности систем безопасности - новая станция для гипотетического повышения уровня воды в заливе – 5,3 м без затопления. В Санкт-Петербурге строилась дамба. И мы опасались возможного подъема уровня воды. Но последствия установки дамбы на большой акватории оказались не так видны, тем не менее, дополнительные здания были построены.
Для приведения к новым правилам мы заменили часть основных трубопроводов первого контура. Заменили на новые типы главные циркуляционные насосы, большинство арматуры и технологические каналы. Сейчас меняем их повторно. Огромная работа была проделана по модернизации самого контура.
Согласно правилам МАГАТЭ, вероятность повреждения активной зоны у старых блоков должна быть меньше 10-4, то есть 1 раз в 10 тыс. лет. Для вновь строящихся блоков эта вероятность должна быть на порядок меньше – 10-5, то есть 1 раз в 100 тыс. лет. Проведенная модернизация позволила на реакторах РБМК выйти на уровень вновь строящихся блоков, то есть 10-5, а блок №2 этот уровень жестко выполняет.
Первый замещающий блок ЛАЭС-2, который сейчас вводим, находится на уровне, меньше 10-5.
Состояние действующих блоков ЛАЭС оценивали англичане, американцы, финны. Представители атомного мирового сообщества выдали нам меморандум о безопасности нашей станции. Американцы рассчитывали, что результаты проверки блоков РБМК позволят им потребовать закрытия наших блоков. Но им пришлось признать, что блоки РБМК ЛАЭС зачастую более безопасны, чем американские проекты.
За счет модернизации действующих блоков и обследования их состояния мы смогли доказать Ростехнадзору возможность продления сроков эксплуатации на 15 лет – до 45 лет. 22 декабря 2018 г. мы должны завершить эксплуатацию блока №1, он должен выйти из эксплуатации на мощности. Сейчас мы активно готовимся к этапу эксплуатации в режиме остановленного блока с последующим переходом в фазу окончательного вывода его из эксплуатации.
Блоки ЛАЭС-2
Выбывание таких больших мощностей в регионе, которые генерируют РБМК-1000, требует появления замещающих мощностей. Другой альтернативы, менее влияющей на природу, чем атомная энергетика, сегодня мы не видим. Поэтому рядом с ЛАЭС-1 активно строятся замещающие блоки. Раньше они назывались 1-й и 2-й блоки ЛАЭС-2. Сейчас станция стала единая. Поэтому начинаем привыкать к нумерации 5-й и 6-й блоки ЛАЭС.
База этих энергоблоков совсем другая – водо-водяной корпусной энергетический ядерный реактор с водой под давлением ВВЭР-1200. Главная задача всех строящихся блоков – предупредить любые внешние воздействия со стороны окружающей среды, включая падение самолета. Если защитные оболочки первых энегоблоков противодействовали падению самолета типа «Cessna», то современные конструкции защищают от падения крупной транспортной техники. Более того, они двухоболочечные. Внутри между оболочками находится дополнительный зазор, являющийся дополнительной системой безопасности для предотвращения возможных радиоактивных выходов вокружающую среду. Если у РБМК продленный срок эксплуатации блоков составляет 45 лет, то у новых реакторов стартовый срок службы – 60 лет. При обследовании, замене оборудования, этот срок может продляться, как правило, вполовину. Серьёзные обследования оборудования, металла, зданий и сооружений позволяют увеличить срок службы до 90 лет. Это значит, на ближайшую сотню лет наш город обеспечен энергией.
Корпусные реакторы имеют иную конструкцию. В период становления отечественной атомной энергетики начинали с реакторов РБМК. В те годы в Советском Союзе не было заводов, которые могли бы быстро строить корпусное оборудование. Блоки с реакторами РБМК строились на базе промышленных реакторов. Технология была отработана. Сегодня перешли на блоки ВВЭР.
После Фукусимских событий и до них мы понимали, что необходимо уходить от электроснабжения в аварийных ситуациях и от влияния человеческого фактора. У любого блока должно быть три независимых канала снабжения электроэнергией и водой. -троекратное резервирование. У нас резервирование многократное. Станция имеет более 20 дизелей, не считая постфукусимских. Систему мы модернизировали таким образом, что с любого дизеля любого блока можно было запитать оборудование любого блока. Это была одна из задач глубокой модернизации, которую мы проводили. При тренировках, обучении персонала мы с трудом изобретаем, что нужно сделать, чтобы прервать все связи.
Концепция использования пассивных систем безопасности позволяет в течение трех суток обеспечить безопасное ожидание подключения необходимой техники к аварийному блоку. В течение этого времени ни отключение электричества, ни влияние человека, ни отказ всех дизель-генераторов не повлияют на развитие аварийной ситуации.
Сразу после Фукусимы мы закупили дополнительные дизель-генераторы для каждого блока, 2 МВт-ные, 200 кВт-ные и обеспечили подачу электричества от независимых источников. Теперь только километровый метеорит, упав на блок, сможет вывести его из строя.
Очень важную роль играет система удаления водорода. В качестве дополнительных требований выдвигается установка рекомбинаторов водорода и удаление водорода из оболочки, чтобы не допустить взрыва. Для пассивного отвода тепла на кровле устанавливаются дополнительные емкости. Для предотвращения выхода расплава в бетон и дальше в ОС в случае аварии конструкцией реактора предусмотрена ловушка расплава. Даже если что-то случится, расплав останется в пределах замкнутого объема. Ловушка расплава впервые внедрена на Воронежской станции.
Все эти меры обеспечения безопасности делают наши проекты востребованными, и, несмотря на удорожание, конкурентоспособными в мире.
О персонале
Человек всегда был сильной и слабой стороной во всех технических конструкциях. Сильной стороной, потому что он придумывает всё, слабой – он может ошибиться, придумывая конструкцию и управляя ею. Наша задача сделать так, чтобы персонал был максимально натренирован. Согласно правилам, для каждого типа энергоблока должен быть свой тренажер. ЛАЭС имеет три полномасштабных тренажера. Для блоков №1, 2, такой же для блоков №3, 4. Ещё один тренажер предназначается для построенного нового блока. Ни один блок нельзя запустить, если персонал не лицензирован, не отработал на тренажере, не доказал свою способность управлять на этом блоке. На 5-й блок мы набирали, в основном, персонал, имевший опыт работы на блоках с реакторами типа ВВЭР.
Об обращении с ОЯТ
Задача Ленинградской АЭС – удалить всё ОЯТ с пристанционных площадок. План работ был согласован с Конструкторским бюро специального машиностроения, которое проектировало все пусковые площадки ОИАЭ в СССР/России. КБСМ имеет огромный опыт расчета тяжелых бетонов. При научном руководстве «РФЯЦ-ВНИИЭФ» оно разработало целую серию металлобетонных контейнеров. Остальные страны делают более дорогие контейнеры со стальным или чугунным корпусом. Для того чтобы доказать, что находящееся внутри топливо хранится безопасно, контейнер подвергался различным испытаниям: сбрасывался с 9-метровой высоты, с высоты 1 м на одиночный штырь диаметром 100 мм, в течение получаса его сжигали при температуре 800оС. Свои контейнеры для ОЯТ американцы выставляют на сухих площадках в пустыни, не заморачиваясь с проблемой захоронения отработавшего топлива. У нас ОЯТ отправляется в хранилища с отработанным ядерным топливом на ГХК под Красноярском, и будут там хранится в сухом виде.
На станции внедрена комплексная система по переработке твердых РАО, в состав которой входят комплекс по сжиганию, удалению, прессованию, и компактированию отходов.
Радиационный контроль
Система, контролирующая распространение радиоактивных частиц, нуклидов, состоит из системы внутреннего контроля и системы наружного контроля. Автоматизированная система контроля радиационной обстановки (АСКРО) ЛАЭС предназначена для автоматического мониторинга радиационной обстановки в 30-километровой зоне вокруг станции (в зоне наблюдения). Измерительные посты АСКРО располагаются в населенных пунктах Ломоносовского, Кингисеппского и Волосовского районов Ленинградской области. В настоящее время работает 26 измерительных постов. Опрос постов происходит ежечасно, но при необходимости оператор может запросить данные в любой момент. На сервере ЛАЭС можно увидеть среднесуточные значения мощности дозы, измеренные этими постами. Данные АСКРО не остаются на ЛАЭС, а ежедневно сообщаются в мэрию Соснового Бора, аварийные центры в Москве и Санкт-Петербурге. Радиационная обстановка вокруг ЛАЭС находится под международным контролем: данные передаются в Государственный Центр по радиационной и ядерной безопасности Финляндии STUK.
Реальный уровень влияния ЛАЭС по состоянию на сегодняшний день ниже чувствительности датчиков, поэтому мы пишем по нижнему порогу чувствительности. Реальные цифры ещё ниже.
В 2016 г. ЛАЭС в очередной раз подтвердила соответствие всем стандартам. По итогам 2016 года Ленинградской АЭС был присвоен статус «Предприятие — лидер ПСР» на основании результатов, достигнутых коллективом ЛАЭС в развертывании ПСР. Производственная система «Росатома» начала внедряться на Ленинградской АЭС в 2009 г. на отдельных направлениях, а в 2016 г. охватила все подразделения. ПСР активно используется при планировании и проведении ремонтов, в реализации программы восстановления ресурсных характеристик реакторных установок, в работах по обращению со свежим ядерным топливом, с радиоактивными отходами, с материально-техническими ценностями, в организации цепочки обращения с ОЯТ и переводе его на «сухое» хранение. В течение 2016 г. на ЛАЭС было открыто более 100 ПСР-проектов. За счет устранения потерь эта система позволяет в разы сокращать время технологических циклов, получать дополнительную выгоду и наращивать выручку при безусловном соблюдении требований безопасности. Так, в 2016 г. на 14 % по отношению к предыдущему году увеличен объем разделки отработавшего ядерного топлива, на 58 % по отношению к 2014 г. увеличен объем переработки радиоактивных отходов, срок ремонтной кампании сокращен на 23 дня. Перестраивается работа по всем системам менеджмента, чтобы соответствовать международным стандартам.
Основная наша деятельность – обеспечение безопасной работы энергоблоков ЛАЭС. Если о нашей станции не знает население, значит, мы работаем успешно.