Промышленные реакторы
Реакторы двухцелевые

Последние…

Решение о строительстве на Сибирском химическом комбинате второго реакторного завода, условно названного объектом № 45 и имеющим в своем составе реакторы АДЭ-4, АДЭ-5 и АЭС, было принято Министром среднего машиностроения Е.П. Славским в августе 1957 года. Проектирование и сооружение реакторов нового поколения АДЭ-4 и АДЭ-5 велось с учетом опыта эксплуатации реакторов ЭИ-2 и АДЭ-3, работавших на объекте № 5. Прототипом для двухцелевых реакторов АДЭ-4 и АДЭ-5 вновь стал реактор «ЭИ-2», спроектированный ОКБМ.

Строительство второй очереди реакторов на СХК началось в 1959 году. Для взаимодействия с проектными институтами и монтажными организациями была создана оперативная группа из специалистов первого реакторного завода – объекта № 5.

Проект предусматривал расположение обоих реакторов в одном здании, разделенном пополам стеной. Два центральных зала реакторов соединялись между собой лабиринтными проходами через небольшой промежуточный зал. Шахты активных зон разделяла мощная непроницаемая перегородка из тяжелого бетона. Выход из реакторного корпуса в административный располагался на втором этаже и обеспечивался санпропускником и единым постом охраны для пропуска персонала реакторов.

Вдоль обоих реакторов находилось общее здание электростанции, соединявшееся с административным корпусом надземной галереей. По торцам здания электростанции располагались мощные блоки градирен. Их общее количество составляло 7 штук.

К моменту начала монтажа графитовой кладки первого реактора была практически полностью укомплектована служба управления реактором, так как этот этап работ ведется круглосуточно и под непосредственным руководством начальников смен. Практически все сотрудники нового реактора являлись опытными специалистами, выходцами реакторного завода № 5.

Плановые сроки сдачи новых блоков срывались, что стало причиной приезда на комбинат в начале января 1964 года первого заместителя министра Минсредмаша А.И. Чурина. Из-за значительного отставания в готовности комплекса электростанции от комплекса реактора пуск реактора АДЭ-4 в энергетическом режиме был невозможен, и руководство отрасли приняло ожидаемое решение о пуске АДЭ-4 в проточном режиме с последующим переводом его в энергетический режим.

Кроме того не был готов второй водовод (резервный), через который насосная станция подавала воду в реактор. Строители, чтобы выдержать плановые сроки, настаивали на пуске реактора с одним водоводом, убеждая, что второй будет готов в самое ближайшее время. Однако руководство комбината категорически отказалось начинать пусковые работы без резервного канала, памятуя о строжайшем указании И.В. Курчатова: «загруженный ураном реактор ни при каких обстоятельствах не должен оставаться без воды. Будет взрыв!».

После принятия Государственной комиссией реакторного комплекса в эксплуатацию началась установка технологических каналов в активную зону, завершившаяся 16 февраля 1964 года. В тот же день смена В.Т. Юшкина приступила к загрузке в реактор урановых блоков.

17 февраля 1964 года начался физический пуск реактора. На пуске присутствовали первый заместитель министра А.И. Чурин, главный инженер 4-го Главка МСМ Г.В. Мишенков, начальник ТО 4-го Главка МСМ Л.А. Алехин, директор комбината А.С. Леонтичук, представители научных институтов отрасли. 26 февраля 1964 года по достижении на реакторе мощности 0,3 % от номинальной подъем мощности был прекращен из-за обнаружившейся течи сварных швов облицовки бассейна выдержки готовой продукции. Продолжать пусковые работы было невозможно, так как бассейн мог понадобиться в любую минуту в случае аварийной выгрузки хотя бы одного из каналов.

Для устранения течи бассейн нужно было освободить от воды, что потребовало немало времени, так как быстрого слива нескольких сот кубометров воды не было предусмотрено. Много времени ушло и на ликвидацию течей, так как ни с первого, ни со второго раза все непровары и каверны заварить не удалось.

Дальнейшие пусковые работы чуть было не прервало одно чрезвычайное происшествие – из-за ошибки геодезиста строители начали прокладывать водовод к строящемуся реактору АДЭ-5 через действующий водовод реактора АДЭ-4 и пробили его, сделав полноценную подачу воды невозможной. Если бы руководство комбината ранее не настояло на обязательном пуске двух водоводов, на реакторе АДЭ-4 вполне могла сложиться аварийная ситуация.

На проектную мощность реактор АДЭ-4 был выведен 31 марта 1964 года и продолжал работать в проточном режиме 4 года.

После пуска реактора АДЭ-4 все силы строительно-монтажных, пусконаладочных организаций были сосредоточены на окончании работ и сдаче в эксплуатацию реактора АДЭ-5, а также окончании монтажа оборудования АЭС-2.

В начале лета 1965 года реакторный завод посетил министр Е.П. Славский. Главный вопрос, который предстояло решить в ходе его визита, заключался в выборе способа пуска реактора АДЭ-5, строительство которого близилось к завершению. Можно было остановить реактор АДЭ-4, перевести его в энергетический режим, а через 4-5 месяцев пускать реактор в энергетическом режиме и АДЭ-5. При этом, как показывал опыт эксплуатации реактора ЭИ-2, на реакторе АДЭ-4 придется выполнить немалый объем восстановительных работ по ликвидации последствий его работы в проточном режиме. Поэтому руководством реакторного завода и комбината был предложен более рациональный вариант – ускорить строительство второй очереди станции и осуществить пуск реактора АДЭ-5 сразу в энергетическом режиме. И хотя в этом случае перевод реактора АДЭ-4 на энергетический режим переносился на более поздний срок, такой вариант исключал второй пуск реактора АДЭ-5 с последующими работами по дезактивации оборудования. Е.П. Славский одобрил предложенное решение.

Загрузка реактора АДЭ-5 урановыми блоками началась 11 июня 1965 года. Руководство пуском реактора осуществлял начальник 4-го Главка Минсредмаша А.Д. Зверев. На пусковых операциях помимо руководства комбината присутствовали представители министерства и Курчатовского института.

12 июня 1965 года начался этап физического пуска реактора. 25 июня реактор перешагнул уровень мощности в 0,3 %, после чего началась подготовка его к выводу на рабочую мощность с одновременным запуском комплекса энергооборудования электростанции. Вскоре после подъема мощности начальник электростанции В.П. Фукс сообщил, что турбогенератор № 9 набрал требуемые обороты и поздравил всех с «легким паром». 8 августа 1965 года реактор АДЭ-5 и первая очередь АЭС-2 были выведены на проектную мощность. Теперь предстояло включение энергоблока в энергосистему, которая состоялась после завершения процедуры синхронизации генератора с частотой сети

Сибирская АЭС-2 вступила в строй действующих.

Почти сразу после достижения проектной мощности реактора начались проблемы с главными циркуляционными насосами первого контура. В работе всегда находилось 4 насоса из 6-и, но из-за кавитации один за другим они выходили из строя, хотя на АДЭ-4 все было в норме. Лишь после подключения в работу пятого насоса кавитация прекратилась.

Осенью 1968 года реактор АДЭ-4, работавший в проточном режиме, был остановлен для перевода его в энергетический режим. За четыре года работы в проточном режиме часть оборудования реактора износилась и требовала капитального ремонта. В ходе ревизии оборудования выяснилось, что замена большинства импульсных трубок к электрическим термометрам технически невозможна, а без восстановления контроля температуры на выходе из каждого технологического канала управление реактором становится проблематичным. Но специалисты службы КИПиА нашли выход из ситуации – они предложили «забыть» про импульсные трубки и установить новые, накладные термометры. Это отложило срок вывода реактора в рабочий режим на более поздний срок.

К концу 1968 года совместными усилиями ремонтников и эксплуатационников реактор АДЭ-4 был подготовлен к пуску, и 12 декабря началась загрузка реактора урановыми блоками. 20 декабря 1968 года состоялся физический пуск реактора, и он был выведен на уровень мощности 0,3 % от проектной. Ко 2 февраля мощность реактора достигла 100 %. АЭС-2 также стала функционировать на полной мощности.

Основное внимание персонала реакторов было направлено на увеличение их мощности, что давало рост выработки плутония и электроэнергии. Поиск велся в первую очередь в направлении оптимальных режимом работы для достижения максимальной мощности. За несколько лет было написано около 100 отчетов об исследованиях и экспериментах, проведенных на реакторах в целях повышения надежности и мощности. В результате к 1968 году уровень мощности реакторов был выше на 12 %, а к 1983 году – на 27 % выше проектного.

В это же время у ряда специалистов СХК родилось предложение использовать часть горячей воды из реакторов на отопление. В конце 60-х годов начались проектные работы, а к декабрю 1973 года были построены бойлерная на территории объекта № 45 СХК, пиковая резервная котельная для подогрева воды и 16 км трубопроводов до Томска, что позволило обеспечить областной центр теплом. Так двухцелевые реактора АДЭ-4 и АДЭ-5 стали трехцелевыми. В тепловом балансе Томска «атомное» тепло составляло до 40 %. А в середине 1990-х годов после модернизации оборудования на бойлерной реакторы стали отапливать и половину Северска.

К серьезным достижениям коллектива реакторного завода следует отнести также выполненные в 1970 году работы по оптимизации водно-химического режима первого контура путем ингибирования воды ортофосфорной кислотой, что привело к снижению в 5 раз скорости коррозии алюминиевых сплавов и скорости накопления отложений.

К середине 80-х годов были проведены работы по установке в подводящих водоводах механических фильтров, в результате чего существенно повысилась стабильность работы реакторов: количество остановов из-за нестабильности расхода воды в технологических каналах снизилась в 5-10 раз до 2-3 остановов в год.

В 80-х года реактор АДЭ-4 столкнулся с проблемой искривления графитовых колонн, которая впервые проявилась еще на реакторе ЭИ-2. Причина та же: на фоне медленной потери устойчивости колонн кладки вследствие искривления графитовых блоков и эксплуатационного износа ячеек произошел заметный рост сил трения труб технологических каналов в тракте при переходных режимах после достижения определенной стрелы прогиба ячеек. Возросшие осевые силы трения вдоль трубы ТК привели к потере устойчивости графитовых колонн и резкому их искривлению. Росту сил трения способствовало и то обстоятельство, что по центру кладки газовые зазоры в ячейке были уменьшены с целью снижения температуры графита. Реактор пришлось ремонтировать. В отличие от способа закрепления кладок с помощью ТК-натяжителей, из циркониевого сплава, примененного на других реакторах, кладки реакторов АДЭ-4 и АДЭ-5 были закреплены каналами-натяжителями из сплава алюминия с увеличенной толщиной стенки, что позволило стабилизировать состояние кладок с минимальным снижением производительности аппарата.

Реакторы АДЭ-4 и АДЭ-5 стали последними реакторами, сооруженными в СССР с целью получения плутония. Каждый из них выработал оружейного плутония больше, чем любой из реакторов в США.

Реактор АДЭ-4 был остановлен 20 апреля 2008 года, реактор АДЭ-5 – 5 июня 2008 года.