Промышленные реакторы
Реакторы наработчики плутония

Иван первый

26 марта 1949 года СМ СССР принял постановление о строительстве в Сибири нового атомного комбината № 816 (Зауральская контора Главгостроя СССР, СХК), в составе которого предусматривались комплекс заводов по получению плутония и урана-235 и изготовлению компонентов ядерных зарядов, по промежуточной переработке делящихся материалов и атомная электростанция на базе промышленных уран-графитовых реакторов. Первым из них стал реактор И-1.

Реактор И-1 предназначался исключительно для наработки оружейного плутония. Он являлся дальнейшим развитием конструкции одноцелевых проточных реакторов и создавался с учетом опыта проектирования и эксплуатации реакторов «А», «АИ» и «В», став последним в этой линейке.

Все промышленные уран-графитовые реакторы (ПУГР) создавались под научным руководством академика И.В. Курчатова. Проектированием реактора И-1 занимался НИИ-8 (НИКИЭТ) под руководством А.П. Александрова, научное сопровождение осуществлялось лабораторией № 2 (ЛИПАН). Твэлы для ПУГР разрабатывались в НИИ-9 (ВНИИНМ).

Вначале для изготовления труб технологических каналов и оболочек твэлов рассматривался цирконий, позволяющий значительно повысить параметры охлаждающей воды и кпд установки. Однако быстро выяснилось, что оболочки твэлов делать из циркония не только дорого, но и нельзя, не изменив технологии химической переработки топлива. Поэтому материалы активной зоны (трубы ТК и оболочки твэлов) оставили из сплавов алюминия, поставив задачу повысить их коррозионную стойкость.

По проекту графитовая кладка активной зоны реактора имела диаметр 11,8 м и высоту 7,6 м, в ней размещалось 2000 вертикальных каналов. Первоначальная мощность реактора составляла 300 МВт.

Проектное задание на создание комбината № 816 было утверждено Техническим советом Первого главного управления при Совете министров СССР 28 сентября 1950 года. Поскольку работа реакторов и технологические процессы разделения изотопов урана и выделения плутония сопровождались выделением большого количества тепла, для охлаждения аппаратов требовалось большое количество воды. По проектному заданию источником водоснабжения являлась река Томь, вода из которой перед поступлением в охлаждаемые агрегаты проходила соответствующую очистку и доводилась до установленных стандартов. Вода для охлаждения реактора насосами закачивалась в коллектор, а нагретая – сбрасывалась прямо в реку.

К концу 1950 года были созданы организационные, материальные и кадровые предпосылки для ведения работ на промышленных объектах Зауральской конторы Главгостроя СССР. В марте 1952 года начались работы на строительной площадке № 2, где предстояло возвести реакторный завод. Для выполнения этих работ был сформирован специальный строительный район № 1.

Расчистку площадки и земельные работы, в том числе сооружение котлована под реактор до середины 1953 года выполняли заключенные, с середины 1953 года – строители воинской части. Фронт работ был огромным – необходимо было вынуть более 3000 кубометров земли в условиях практически полного отсутствия механизации и крайне сжатых сроков. Кроме того, производству работ мешали жесточайшие сибирские морозы, которых не выдерживал даже металл. Для «утепления» над огромным котлованом соорудили брезентовую крышу на стойках, на которую ушло 15 тонн брезента. Под это брезентовое полотнище подвели систему отопления от двух спаренных паровозов, используемых как котельные – они подавали тепло внутрь этого большого «шалаша». Люди смогли работать в тепле, и производительность труда повысилась. Но вскоре от такого прикрытия пришлось отказаться – на крыше брезента скопилось много снега, и он мог в любой момент обрушиться на людей.

В 1953 году были приняты меры по ускорению работ на промышленных площадках. Пуск завода «И» (объект № 5) запланировали на 1954 год. Директор завода И.А. Щекин и начальник строительства генерал-майор М.М. Царевский 26 марта 1953 года подписали приказ о создании пусковых комиссий, в которые входили руководители заводов и монтажно-строительных подразделений. Этим же приказом были утверждены графики. На каждом пусковом объекте ежедневно и один раз в неделю на стройплощадке в целом проводились контрольные проверки, обходы и оперативные совещания, которые зачастую оканчивались поздно ночью.

Приказом ПГУ переводом с комбината № 817 (Челябинск-40, комбинат «Маяк») руководителями завода были назначены: директором – Н.Д. Степанов, главным инженером – Н.М. Тиранов (стал директором завода «И» в апреле 1959 года после ухода Н.Д. Степанова). В течение года для работы на пусковом аппарате И-1 из Челябинска-40 были переведены еще 147 ИТР и высококвалифицированных рабочих. В ноябре 1953 года директор комбината и начальник строительства приказом № 83/149 назначил комиссию по приему под монтаж помещений основного корпуса реактора И-1.

Осенью 1954 года созданы первые сооружения хозяйства: склады для хранения уранового топлива и складские помещения, в которые переехал весь эксплуатационный персонал.

Об объемах строительно-монтажных работ говорят следующие показатели: было смонтировано более 1400 тонн металлоконструкций, 3500 тонн оборудования, 230 км трубопроводов, 165 км электрокабеля, почти 6000 единиц запорно-регулирующей арматуры и более 3800 единиц контрольно-измерительных приборов. Все каналы промышленного реактора были снабжены приборами контроля расхода с уставками предупредительной сигнализации при снижении расхода, росте расхода и аварийной сигнализацией при снижении расхода на определённую величину. В случае неконтролируемого роста мощности канала и снижения расхода до аварийной уставки срабатывала аварийная защита, и реактор останавливался. Такая же аварийная остановка реактора происходила в случае роста расхода на приборе контроля, если расход превышал уставку максимального расхода. Эта ситуация возникала при разрыве канала в верхней его части или закупорке расходомера посторонними предметами. И в том, и в другом случае снижался расход по участку активной зоны канала, что требовало немедленной остановки реактора для предотвращения развития аварийной ситуации.

В пусковой комплекс реактора И-1 входило и азотное отделение, предназначенное для подачи газообразного азота в реактор.

Возведение центрального зала задерживалось, поэтому было решено подготовку «керамики» (так в те годы назывались графитовые детали) и сборку каналов начать заранее. Для этого рядом со зданием было построено собранное из каркасно-засыпных деревянных щитов здание площадью более 1000 кв. м. Это сооружение в шутку называли «кошкин дом» – по фамилии инженера Кошкина – автора предложения.

После возведения здания и окончания монтажа крупногабаритного оборудования, детали, подготовленные для графитовой кладки и собранные каналы, подавались на монтаж. Монтаж графитовой кладки был выполнен в рекордный срок – за 20 дней, при этом не было допущено ни одной ошибки.

Пуск реактора был назначен на середину ноября 1955 года. К этому времени пуско-наладочные работы завершились и претензий к работе реактора не было. Но директор комбината А.И. Чурин приказал отложить госприемку в связи с большим количеством строительного мусора на территории.

Начальник строительства генерал-майор М.М. Царевский предложил не откладывать приемку, взяв на себя обязательство по благоустройству территории. Вечером начали прибывать полки в количестве нескольких тысяч солдат – на каждый квадратный метр территории по солдату. Тут же, по углам, всю ночь четыре духовых оркестра играли марши, один оркестр заканчивает, другой начинает, и под эту музыку машина за машиной возили деревья и материалы для дорожек и благоустройства.

За ночь вокруг корпуса завода вырос лес, были проложены дорожки, посыпанные красной кирпичной крошкой, вдоль дорожек – стройные ели, не то, что мусора – ни пылинки, ни соринки! Только свежевыпавшим снегом припорошена территория.

В первых числах ноября 1955 года был подписан государственный акт о приемке установки в эксплуатацию. Распоряжением № 1 от 16.11.55 г. смене, руководимой В.С. Мухиным, была дана команда приступить к загрузке твэлов.

После выполнения комплекса предпусковых работ, 20 ноября 1955 года в 0 час 04 мин ожил «зайчик» пускового гальванометра. Пуск осуществила смена в составе Ф.Н. Анисимова (начальник смены), Е.Я. Сафронова (заместитель начальника), Л.Е. Руденко (старший инженер) и В.В. Егорова (инженер).

В первые же дни работы реактор И-1 (Изотопный-1) обрел свое народное имя, и стал именоваться не иначе, как «Иван первый».

Первая половина 1956 года была наиболее тяжелой в жизни объекта, возник целый ряд технических проблем. Главной задачей научного руководства в это время была мобилизация инженерных сил лаборатории, технического отдела, отделов главных специалистов на решение возникших проблем Работа шла с максимальным напряжением Люди, понимая важность решаемых задач, не считались со временем. Решения проблем подчас приходили неожиданно и иногда вопреки заключениям проектных и научных институтов.

Некоторые из предложений позволили не только обеспечить нормальную работу оборудования, но и наметили пути по дальнейшему повышению его производительности. Это, прежде всего, предложения по борьбе с отложениями на технологических трубах путем подачи взвесей, по снижению гидравлического сопротивления технологических каналов изменением диаметров и улучшением центровки твэлов. Завод стал уверенно перевыполнять производственную программу, опережая родственные предприятия.

Сменный персонал и службы главных специалистов проявляли истинную самоотверженность при выполнении производственной программы. В этот период вырабатывался опыт эксплуатации, который потом заносился непреложными пунктами в регламент – главную производственную инструкцию по работе на реакторе.

Следом за реактором И-1 на СХК появился реактор ЭИ-2, затем – АДЭ-3, АДЭ-4 и АДЭ-5, которые вместе составили Сибирскую АЭС. Работая по регламенту, все пять реакторов отработали отпущенное им время, и первым в 1990 году был остановлен «Иван первый». На момент вывода из эксплуатации мощность реактора И-1 в 2,5 превышала проектную.

Первый аппарат остановили без длинных речей и букетов, никакой публичности и помпезности. Реактор к тому времени уже выработал свой ресурс, став прототипом для промышленных энергетических реакторов нового поколения с замкнутым контуром и энергетическими установками для производства электроэнергии.

«Иван первый» – реактор И-1 – был труженик и учитель, ведь на нем учились многие молодые специалисты-атомщики, которые затем приходили работать на новые реакторные установки.

Свою историческую миссию реактор И-1 выполнил и выполнил с блеском.