Вот уже почти век добыча золота является основной отраслью промышленности Билибинского района. Переход золотодобычи на промышленные масштабы в Билибинско-Чаунском горнопромышленном районе требовало электроэнергии. Отдаленность Чукотки от Единой энергосистемы, отсутствие автомобильных и железнодорожных транспортных магистралей привели в 60-е годы XX века к единственно возможному решению — сооружение атомной станции.
Обсуждение вопроса о строительстве атомной станции в регионе началось еще в 1963 году.
8 октября 1965 года Совет Министров СССР принимает постановление о проектировании и разработке АЭС для Билибинского района, а 29 июня 1966 года выходит постановление о строительстве Билибинской АЭС. Расположение станции выбиралось с учетом обеспечения теплом города Билибино. Таким образом, будущая атомная станция фактически должна была стать атомной теплоэлектроцентралью, снабжающей электроэнергией и теплом жилые дома поселка Билибино.
Научное руководство работами по созданию станции было возложено на Физико-энергетический институт (г. Обнинск), главным конструктором реакторной установки было назначено техническое бюро «Энергоблок» Минэнергомаша СССР (г. Ленинград). Генеральным проектировщиком станции с 1965 года выступало Уральское отделение института «Атомтеплоэлектропроект».
Эксплуатация атомной электростанции в любом месте земного шара является сложным и ответственным делом. Но у Билибинской АЭС, расположенной за Полярным кругом в регионе с самыми суровыми климатическими условиями, аналогов просто нет. Удаленность от промышленных районов, дорог и портов Северного Морского пути делает доставку товаров и топлива возможной либо зимой, когда дорогами служат замерзшие болота, либо авиатранспортом, что очень дорого. Специфика района предопределила и особые требования к сооружаемой АЭС, такие как: простота технологической схемы и всех ее элементов для эксплуатации, профилактики и ремонта, надежность оборудования и высокая устойчивость реактора.
Проектировщики станции исходили из принципа максимальной простоты конструкции реакторной установки и энергоблока, чтобы упростить сборку оборудования на промплощадке. Каркас станции собирался из металлоконструкций, что обеспечивало большую прочность построек. Все технические сооружения располагались под одной крышей, чтобы облегчить регулировку температуры в производственных помещениях.
Проект БиАЭС состоял из 4-х энергоблоков по 12 МВт каждый общей установленной мощностью 48 МВт. Такое распределение мощностей позволяло сохранить устойчивость энергосистемы в случае аварийного выхода из строя одного из энергоблоков. Здание АЭС сооружалось на монолитных железобетонных плитах с предварительным оттаиванием грунта под фундамент. Наружные стены реакторного зала изготавливались из алюминиевых панелей.
Для Билибинской АЭС научным руководителем был рекомендован водографитовые реакторы с трубчатыми тепловыделяющими элементами (твэлами). Их предшественниками стали реактор АМ первой в мире АЭС и реактор АМ-100 Белоярской АЭС, эксплуатация которых давала знания по физике и теплогидравлике реактора. В проектируемом аппарате был применен ряд новых технических решений: многопетлевая конструкция контура естественной циркуляции, коллекторная схема отвода пароводяной смеси от технологических каналов в барабан-сепаратор, струйное смесительное устройство питательной воды, измененная конструкция технологического канала.
Новый реактор получил название ЭГП-6 — Энергетический Гетерогенный Петлевой реактор с 6-ю петлями циркуляции теплоносителя.
Тепловая мощность энергоблока с реактором ЭГП-6 была принята 65 МВт, электрическая — 12 МВт.
Для Билибинской АЭС была спроектирована уникальная система охлаждения, специально приспособленная для полярных условий. Конденсаторы турбин станции охлаждаются водой, которая затем охлаждается в воздушно-радиаторных охладителях, использующих находящийся в избытке холодный воздух. Охлаждение происходит за счет принудительной прокачки воздуха через радиаторы длиною 6 м и шириною 2,5 м вентиляторами диаметром 3,5 метров. Летом дополнительно применяется система пиковых охладителей. Вода теплосети, предназначенная для обогрева жилых зданий, нагревается предварительно в основных подогревателях, питаемых паром из регулируемых и нерегулируемых отборов турбины. Кстати, ввод в эксплуатацию станции решал еще одну серьезную, характерную для Севера, проблему — водоснабжения Билибино.
5 марта 1967 года Билибинская АЭС была объявлена Всесоюзной ударной комсомольской стройкой, и уже 21 июня на стройку прибыла первая группа молодежи из 120 человек. В конце декабря 1967 года на месте котлована главного корпуса прогремел первый взрыв огромной силы. Так начинался штурм вечной мерзлоты.
11 мая 1968 года был уложен первый кубометр бетона в фундамент главного корпуса АЭС, который представлял собой две монолитные железобетонные плиты толщиной 0,7 м и 1,5 м, опирающиеся на коренные породы.
Летом 1968 года в Билибино начал работать первый студенческий стройотряд из Новосибирского государственного университета, а в мае 1971 года сюда впервые приехали шефы пусковой стройки — студенты объединенного строительного отряда Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и Физико-энергетического института. В ноябре 1973 на объекте трудилось уже 13 комсомольско-молодежных бригад и звеньев.
Одновременно шло и интенсивное строительство жилых микрорайонов для будущих эксплуатационников со школами, детскими садами, магазинами. За исторически короткое время вырос современный город, один из самых красивых на Чукотке. Чтобы своевременно доставлять необходимые для строительства и жизнедеятельности грузы, был нарезан автозимник к морскому порту Зеленый мыс (Якутия). За долгую северную пору десятки машин круглосуточно работали на этой труднейшей трассе.
Самое жаркое, и в прямом и в переносном смысле, время для строителей БиАЭС — лето. Именно летом строители старались закрывать здания, чтобы с наступлением зимы можно было продолжать работу по монтажу оборудования уже в тепле, потому что на открытом воздухе при сильном морозе монтировать оборудование нельзя.
Монтажные работы по сооружению станции начались в 1969 году, и вел их тогда участок треста «Дальэнергомонтаж». Обстраивалась монтажная площадка, монтировалась пусковая котельная, велся монтаж металлоконструкций главного корпуса, первая колонна которого была сооружена 6 ноября 1969 года при 45-градусном морозе.
В начале 1971 года трест «Дальэнергомонтаж» сменил Билибинский монтажный участок треста «Востокэнергомонтаж», специалисты которого имели опыт монтажа оборудования крупнейших ГРЭС, а также участвовали в сооружении промышленных реакторов Красноярска-26. Они продолжили монтаж каркаса главного корпуса, выполнив с высоким качеством более половины объема работ (а всего более 300 тонн). Это был весьма ответственный этап строительства, потому что каркас главного корпуса собирался по новейшей по тем временам технологии на высокопрочных болтах. Одновременно развернулись работы и по монтажу радиаторных охладителей, трубопроводов и оборудования 1-го энергоблока, укладывались железобетонные плиты перекрытий. Основное внимание и усилия были направлены на монтаж реактора и его рабочих систем, где требовалась особая, более высокая культура и технология производства. Трубопроводы и оборудование основных систем требовали высокой чистоты внутренней поверхности, для чего была освоена эффективная технология предмонтажной очистки.
К достаточно сложным и ответственным относились и работы по турбоагрегату и его системам. Билибинская АЭС комплектовалась оборудованием, поставляемым из многих стран. Если атомные реакторы и электрооборудование были отечественного производства, то паровые турбины производились в ЧССР, а технологическое оборудование, такое как воздушно-радиаторные охладители, — в Венгрии. Последние впервые были применены в атомной энергетике и обладали рядом преимуществ, таких как небольшой расход воды и минимальное воздействие на окружающую среду.
В середине июня 1971 года начала работать пусковая котельная — первый пусковой объект из всех строящихся технологических объектов будущей БиАЭС, которая стала обеспечивать строящиеся объекты теплом. А в ноябре 1973 года паром, который давала пусковая котельная, был произведен пробный пуск турбины первого энергоблока с испытательным прокручиванием ее до 3000 оборотов в минуту и продувкой всех технологических паропроводов станции.
К декабрю 1973 года основные работы пускового комплекса энергоблока № 1 были завершены.
Физический пуск ядерного реактора энергоблока № 1 Билибинской АЭС проходил в период с 10 по 31 декабря 1973 года. 11 декабря в активную зону был загружен первый технологический канал. При пуске первого реактора проводились детальные исследования физических характеристик активной зоны, чтобы внести, если потребуется, изменения в загрузку последующих реакторов. Измерения во время пуска показали, что основные физические характеристики реактора ЭГП-6 соответствуют расчетным. 12 января 1974 года энергоблок № 1 Билибинской АЭС дал промышленный ток в сеть Чаун-Билибинского энергоузла. Через полгода состоялся выход энергоблока на проектную мощность.
В дальнейшем атомные реакторы вводились в строй как на конвейере. 30 декабря 1974 года был введен в эксплуатацию энергоблок № 2, еще через год — 22 декабря 1975 года — к нему присоединился и энергоблок № 3. И если при их пуске особых проблем не возникало, то во время пуска энергоблока № 4 возникли непредвиденные сложности. Последний блок АЭС по плану должен был введен в эксплуатацию в сентябре 1976 года, однако при загрузке в реактор расчетного числа технологических каналов цепная реакция деления не началась. Проверка показала, что изготовитель — Московский электродный завод — поставил часть графитовых блоков для кладки активной зоны с повышенным содержанием бора, который является активным поглотителем нейтронов. Руководство станции и Минсредмаша приняло решении о переборке кладки и замене бракованных блоков. Специалисты ФЭИ разработали оригинальный метод зондирования графитовой кладки с помощью внешнего нейтронного источника и ионизационных камер, который позволял идентифицировать «борные» участки. Монтажник
и через ходы в кладке извлекали борированные блоки, заменяя их качественным материалом. Операция восстановления активной зоны реактора была успешно завершена, но ввод строй энергоблока № 4 сдвинулся на квартал. Последний, четвертый энергоблок Билибинской АЭС встал в строй действующих 27 декабря 1976 года, после чего атомная станция вышла на свою проектную мощность в 48 МВт.
В результате в регионе был создан мощный и надежный энергоисточник, не требующий привлечения большого количества транспортных средств. Вместо перевозки 190-200 тыс. тонн условного топлива в год на расстояния тысяч км, для Билибино по воздуху один раз в год доставлялись топливные каналы общим весом (с учетом тары) лишь 40 тонн. Билибинская АЭС, став первенцем атомной энергетики в Заполярье, полностью обеспечивала жизнедеятельность горнорудных и золотодобывающих предприятий, которые каждый год добывали около 5 тонн золота.
Конечно, при эксплуатации оборудования на первых этапах возникало немало проблем. Так в летнюю жару, которая достигала 25-30 градусов, вода в радиаторных охладителях охлаждалась недостаточно, что приводило к падению вакуума в конденсаторах и снижению мощности энергоблоков на 30-40 %, что происходило в пиковый сезон энергопотребления. Проблему удалось решить установкой форсунок для дополнительного водяного охлаждения.
Проблемы возникали и с турбинами чешского производства, с барабан-сепараторами, где на трубах появились трещины... В 1975 году произошла потеря электроэнергии для собственных нужд — из аварийной ситуации станция вышла без потерь.
В первые годы эксплуатации на станции происходило от 8 до 12 срабатываний аварийной защиты реактора в год, в большинстве своем по внешним причинам. Одной из основных было отключение станции от энергосистемы: зимой падение опор происходило вследствие их выдавливания вечной мерзлотой из грунта, а летом — вследствие пожаров.
С окончанием строительства Билибинская АЭС стала основой всего Чаун-Билибинского энергоузла, что поставило станцию перед необходимостью работать в маневренном режиме, нехарактерном для атомных энергоблоков. Это потребовало проведения дополнительных научно-исследовательских работ, как в части устойчивости твэлов, так и реакторной установки в целом.
В реакторе ЭГП-6 были применены трубчатые твэлы с дисперсионной композицией уран-модибденовой крупки в магниевой матрице. Это обеспечивало сплошность тепловыделяющей композиции и её надежный контакт с оболочкой. Работоспособность твэлов при эксплуатации энергоблоков в маневренном режиме подтверждена многолетним опытом эксплуатации — не было отмечено ни одного случая выхода твэлов из строя.
В итоге Билибинская АЭС стала функционировать в следующем режиме: два энергоблока работали при базовой нагрузке, а два изменяли свою мощность по суточному графику, задаваемому диспетчером энергосистемы. Несмотря на ограничения работы энергоблоков в начале 80-х годов станция достигла высоких показателей: КИУМ составлял 84,3 %, а выработка электроэнергии в 1,3 раза превысила проектные показатели.
В 1985 году коллектив создателей Билибинской АЭС был удостоен Государственной премии СССР.
Ввод в действие станции дал толчок развитию производительных сил всего региона и преобразил сам поселок Билибино, превратив его в современный красивый город. В годы расцвета в городе атомщиков и золотодобытчиков насчитывалось 15 тыс. жителей, большинство которых жило в домах, построенных на столбах, защищающих их от вечной мерзлоты.
Сохранена и уникальная экология Чукотки — на окружающем АЭС рельефе нет ни одного радиоактивного «пятна». В г. Билибино на здании Дома культуры для населения установлено световое табло, одним из высвечиваемых параметров которого является информация об уровне радиационного фона. Полученные результаты сравниваются затем с так называемым «нулевым» фоном. «Нулевой» фон — это замеры на радиоактивность, которые были выполнены в 1973 году до ввода первого атомного энергоблока в эксплуатацию. Сравнение полученных лабораторией данных с замерами «нулевого» фона, выполненные в 1973 году Ленинградским научно-исследовательским институтом радиационной гигиены, показывают отсутствие значимого влияния сбросов и выбросов БиАЭС на окружающую среду.
В начале 90-х годов после перехода страны на рыночные отношения произошел обвал экономики региона. Выработка электроэнергии на Билибинской АЭС сократилась практически вдвое, при этом и за произведенную электроэнергию платежи поступали крайне скудно. Почти в два раза, с 1200 до 700 человек сократился и персонал атомной станции — работа на АЭС перестала быть престижной. Для удержания сотрудников руководство станции стало строить дома на материке, в основном в центральной части России, квартиры в которых предоставлялись работникам Билибинской АЭС на льготных условиях.
И, несмотря на все трудности, в 1995 и 1996 гг. Билибинская АЭС дважды становилась победителем конкурса концерна «Росэнергоатом» на звание «Лучшая атомная станция России».
К этому времени в оборудовании станции стали проявляться дефекты, вызванные износом и старением, в частности трещины в металле, для устранения которых было применено специальное робототехническое оборудование. Сказалось и влияние аварии на Чернобыльской АЭС, которая привела к ужесточению правил и норм эксплуатации атомных энергоблоков. В начале 90-х годов многое из оборудования — насосы, приводы СУЗ и прочее — было заменено на новое в специальном исполнении.
При создании БиАЭС проектировщиками был заложен проектный срок работы в 30 лет, который выбирался исходя из экономических требований окупаемости инвестиций в капиталоемкие производства. То есть проектный срок работы энергоблока № 1 заканчивался в 2004 году. Если учесть, что Билибинская АЭС производила на Чукотке почти 80 % всей вырабатываемой электроэнергии, то, очевидно, что вывод из эксплуатации ее энергоблоков серьезно ухудшит обеспечение электроэнергией региона. Вместе с тем анализ состояния оборудования станции, прочностных характеристик основного металла реакторов показал, что их надежность и безопасность остаются на высоком уровне. Дополнительные капитальные вложения в повышение безопасности энергоблоков, установка нового оборудования, управление ресурсом оборудования позволяют продлить срок эксплуатации атомной станции до исчерпания ресурса основного оборудования. Примеры других стран — США, Великобритании, Франции, Финляндии — показывали, что эксплуатация АЭС может быть без особых проблем продлена до 50-60 лет.
В период 2003-2006 гг. на Билибинской АЭС был выполнен большой объем работ по оценке текущего уровня безопасности, модернизации и замене оборудования в рамках программы продления сроков безопасной эксплуатации. По их итогам было принято решение о продлении сроков службы каждого энергоблока на 15 лет сверх проектного, на что получены лицензии от Ростехнадзора.
26 февраля 2017 года приборы учета Билибинской АЭС зафиксировали 10-миллиардный киловатт час, выработанный станцией с начала эксплуатации.
14 января 2019 года состоялся окончательный останов энергоблока № 1 Билибинской АЭС. Персонал станции приступил к удалению отработавшего ядерного топлива из активной зоны реактора в бассейн выдержки. В январе 2019 года Ростехнадзор выдал концерну «Росэнергоатом» лицензию на эксплуатацию энергоблока № 1 в режиме без генерации. Это один из этапов жизненного цикла блока АЭС, между его работой на мощности и полным выводом из эксплуатации. На данном этапе Росэнергоатом, как эксплуатирующая организация, должен будет осуществить как перевод блока АЭС в ядерно-безопасное состояние, так и разработку соответствующего комплекта документов, обосновывающего ядерную и радиационную безопасность при выводе блока из эксплуатации. Он потребуется для получения лицензии Ростехнадзора на следующий этап — вывод блока № 1 из эксплуатации.
В конце декабря 2019 года Ростехнадзор выдал Билибинской АЭС лицензию на продлённую эксплуатацию энергоблока № 2 до 31 декабря 2025 года. Таким образом, суммарно он прослужит 51 год вместо запланированных 30-ти и еще на шесть лет обеспечит дальнейшее надежное энергоснабжение региона его электроэнергией.
Событие стало финальной точкой многомесячной работы всего коллектива атомной станции: при подготовке к дополнительному сроку службы на энергоблоке № 2 был проведен ряд мероприятий, в том числе, в области поддержания высокого уровня его безопасности.
Работы по продлению сроков эксплуатации энергоблоков №№ 3 и 4 Билибинской АЭС продолжились. В конце 2020 года была получена лицензия на продленную эксплуатацию энергоблока № 3 сроком на пять лет.
Библиография8
Фотогалерея11
