Во второй половине прошлого века быстро развивающаяся промышленность Северо-западного региона СССР требовала мощной энергетической базы. 15 апреля 1966 года министр Минсредмаша Е. П. Славский подписал задание на проектирование Ленинградской атомной электростанции в 70 км по прямой к западу от Ленинграда и в 4 км от поселка Сосновый Бор. На выбор площадки повлияли малая населенность местности, близость Финского залива, вода которого требовалась для охлаждения реакторов, а также наличие развитых железнодорожных и автомобильных путей сообщения. В начале сентября 1966 г. проектное задание было закончено.
29 ноября 1966 года Советом Министров СССР принято постановление № 800-252 о строительстве первой очереди ЛАЭС, определена организационная структура и кооперация предприятий для разработки проекта и сооружения АЭС:
- научный руководитель — А. П. Александров (ИАЭ им. И. В. Курчатова);
- генеральный проектировщик — А. И. Гутов (ВНИПИЭТ);
- главный конструктор реакторной установки – Н. А. Доллежаль (НИКИЭТ);
- главный конструктор турбоустановки — Ю. Ф. Косяк (ХТГЗ).
29 июня 1967 года Научно-технический совет Министерства среднего машиностроения одобрил технический проект реактора РБМК-1000, представленный НИКИЭТ. Это был новый тип реактора, не имеющий аналогов в мире. В его основу были положены идеи и опыт эксплуатации Первой в мире АЭС в Обнинске, реакторов АМБ Белоярской АЭС. При выборе типа реактора принимались во внимание следующие соображения: большой опыт конструирования и эксплуатации подобных реакторов, отсутствие специфических и новых технологических процессов, возможность создания реактора любого размера, простота оперативной замены потерявших герметичность топливных сборок и др.
В мае 1967 года на промышленной площадке Соснового Бора были определены контуры под главное здание первой очереди будущей атомной электростанции и бетонной дороги вокруг него. Для осушения заболоченной территории нужно было «прорезать» торф до плотного грунта по направлению к заливу. Выторфовка под котлован будущего энергоблока производилась на площади 200х200 метров. Разжиженный грунт окучивали с десяток бульдозеров, затем два экскаватора-драглайна грузили его в самосвалы.
Первый ковш земли из котлована под фундамент главного здания будущей Ленинградской АЭС экскаватор поднял 6 июля 1967 года. Часть вынутого грунта размещали на берегу между заливом и котлованом. Получилась своеобразная дамба, которая отгораживала станцию от взглядов с другой стороны Финского залива. Одновременно из бетонных плит монтировали съезд в котлован. В июле на площадке появились первые самосвалы КРАЗ. Строители работали в две смены. Но гражданских механизаторов на стройке было по пальцам пересчитать — за рычагами бульдозеров и рулем автотранспорта сидели, в основном, военнослужащие. Солдаты же были и помощниками машинистов экскаваторов. Грунт на промплощадке был буквально начинен валунами. Легкие — до 20 тонн — вытаскивали из котлована парой бульдозеров. Более тяжелые — тонн под 50 — взрывали военные моряки.
Затем началась укладка бетона, который выравнивал грунтовое основание, например, ямы от валунов. На застывшем бетоне монтировали каркас из арматуры и заливали его бетоном, создавая несущую конструкцию — плиту.
Основание реакторного блока находилось еще на 10 метров ниже, причем проект производства работ не предусматривал съезд. Это был котлован в котловане, размером 75 на 60 метров. Экскаваторы удалили часть грунта с отметки -5,0. Для выборки остального грунта башенный кран опустил в котлован экскаватор, который отгружал грунт в бадьи, отправляемые наверх.
12 сентября в основание реакторного блока был уложен первый кубометр бетона. Когда бетон покрыл всю площадь блока, начался монтаж арматуры. В начале декабря 1967 года все было готово для бетонирования плиты реактора, и 12 декабря 1967 года в несущую плиту блока уложили первые четыре сотни кубов конструктивного бетона.
В марте 1971 года на энергоблоке № 1 начался монтаж оборудования. 10 сентября 1973 года в реактор РБМК-1000 была загружена первая тепловыделяющая сборка, начался физический пуск реактора. В его процессе в ряде промежуточных состояний реактора осуществлялась критичность для проведения экспериментов по определению нейтронно-физических характеристик. В результате была сформирована начальная нагрузка активной зоны, определены эффекты реактивности и эффективность стержней регулирования.
Костяк эксплуатирующего персонала новой станции составили высококвалифицированные специалисты, прибывшие на АЭС с сибирских промышленных реакторов, во многом аналогичных реакторам РБМК. Операторы и ведущие инженеры обладали многолетним опытом работы на ядерных установках. Многочисленным был и состав специалистов, ранее трудившихся на тепловых электростанциях. Они внесли большой вклад в совершенствование технологических схем и оборудования на самых разных стадиях строительства — от проектирования до монтажа. В итоге на энергоблоке из 250 технологических систем не оказалось ни одной, которая бы не подверглась усовершенствованию.
Особенностью Ленинградской АЭС стала возможность распоряжаться бюджетными расходами на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, минуя министерство. Это позволило оперативно реагировать на возникающие проблемы.
Другое новшество, изобретенное руководством ЛАЭС, заключалось в создании института специальной контрольно-приемочной инспекции. Инспекторы ЛАЭС обладали на заводах-изготовителях такими же правами, как военная приемка, и гарантировали высокое качество поставляемого на станцию оборудования.
С 14 ноября по 21 декабря 1973 года проводился энергетический пуск реактора энергоблока № 1, началось освоение его мощности. 23 декабря 1973 года члены Государственной приемной комиссии приняли энергоблок № 1 в эксплуатацию. ЛАЭС стала первой в СССР станцией с реактором РБМК-1000.
Мощность энергоблока поднималась последовательно ступенями, достигнув к весне 1974 года 600 МВт. В июле 1974 года мощность блока была повышена до 800 МВт, а 1 ноября 1974 года энергоблок № 1 Ленинградской АЭС был выведен на номинальную мощность 1000 МВт.
Первый год эксплуатации энергоблока № 1 подтвердил требуемую работоспособность реактора и основного оборудования станции. По результатам пуско-наладочных работ были внесены некоторые изменения в конструкцию ряда узлов и режимы работы, откорректированы проектные материалы. Вместе с тем выявился и ряд недостатков в конструкции реакторной установки, приведших к первому крупному радиационному инциденту. 30 ноября 1975 года на энергоблоке № 1 при попытке вывести на мощность реактор, сваливающийся в «йодную яму», произошла авария, сопровождавшаяся разрушением (расплавлением) топливного канала и приведшая к радиоактивным выбросам. Эта авария, высветившая конструктивные недостатки реактора РБМК-1000, фактически стала предтечей крупнейшей аварии 1986 года на реакторе РБМК-1000 энергоблока № 4 Чернобыльской АЭС.
Одновременно завершалось строительство энергоблока № 2 Ленинградской АЭС. Проект АЭС предусматривал парную компоновку энергоблоков №№ 1 и 2, то есть в одном здании размещались два энергоблока.
Физический пуск реактора энергоблока № 2 начался в мае 1975 года и завершился в июне. После завершения экспериментов на исходной загрузке в июле-августе 1975 года состоялся энергетический пуск. Мощность блока наращивалась ступенями. 11 июля 1975 года энергоблок № 2 Ленинградской АЭС был подключен к сети, а 30 сентября 1975 года на мощности реактора 750 МВт состоялось подписание акта Государственной комиссией о сдаче энергоблока № 2 в промышленную эксплуатацию.
Еще в ходе строительства первой очереди Ленинградской АЭС правительство СССР приняло решение о сооружении второй очереди станции в составе двух энергоблоков с реакторами РБМК-1000. Это позволяло покончить с дефицитом электроэнергии в регионе и начать её поставки за пределы Ленинградской области. Местом её строительства была выбрана площадка в 1,5 км от первой очереди.
Работы по сооружению второй очереди ЛАЭС начались 10 мая 1975 года. Вторая очередь Ленинградской АЭС не стала простой копией первой. При проектировании были учтены новые научные достижения, изменились компоновка блоков, а также состав вспомогательных систем и сооружений, повысилась индустриальность и сборность строительных конструкций. Основной особенностью энергоблоков №№ 3 и 4 ЛАЭС стало техническое решение о расположении раздаточно-групповых коллекторов на высотной отметке, превышающей высотную отметку активной зоны, что позволяло в случае аварийной подачи воды иметь гарантированный залив водой активной зоны. Кроме того, на строительство второй очереди отводилось в 2 раза меньше календарного времени, чем на возведение комплекса первой очереди.
За плечами строителей и монтажников был опыт возведения энергоблоков №№ 1 и 2, и, естественно, не использовать его коллектив не мог. Пересмотру подверглись буквально все стороны деятельности строительных, монтажных трестов и строительно-монтажных управлений субподрядчиков. Управление строительством, проектные институты, а также проектно-конструкторские организации заводов-поставщиков оборудования провели большую работу по анализу опыта, накопленного при сооружении и эксплуатации первой очереди станции.
Мероприятиями по повышению эффективности и качества монтажных работ на второй очереди Ленинградской АЭС предусматривалось использование дополнительных резервов. Повышалось качество изготовления трубопроводов, что существенно уменьшало объем работ по сварке труб. За счет реконструкции кранов, изменения проектов шатров-тепляков появилась возможность еще при сборке реактора на площадке дополнительно монтировать в блоки ряд деталей, которые раньше подавались в шахту «россыпью» и отнимали много ценного машинного времени кранов. Предусматривалось массовое предварительное укрупнение трубопроводов и оборудования, широкое использование метода бригадного подряда, специализация участков по видам работ.
Первые монтажные работы на энергоблоке № 3 были начаты 1 февраля 1977 года. Монтаж каркаса здания закончен в 2 раза быстрее, чем на первой очереди, при этом была достигнута скорость монтажа до 1560 т металлоконструкций в месяц или, в пересчете на одного рабочего, до 1 т в смену, что явилось рекордным показателем.
Отличные результаты были достигнуты на монтаже ряда основных систем реактора. Так, установка технологических каналов и трактов наращивания, соединяющих каналы с трубами пароводяных коммуникаций, была выполнена за 78 суток против 118 на втором и 169 на первом блоке. Слаженная работа монтажников и других участников сооружения второй очереди станции дала возможность пустить энергоблок № 3 на 2,5 года быстрее первого.
30 декабря 1979 года Государственная комиссия подписала акт о приеме энергоблока № 3 в эксплуатацию.
В начале июня 1980 года в ЦК КПСС состоялось совещание по проблемам развития атомной энергетики в СССР, где еще раз была подчеркнута необходимость быстрейшего вывода на проектную мощность Ленинградской АЭС. В соответствии с традициями того времени было принято решение о вводе в эксплуатацию энергоблока № 4 к открытию XXVI съезда КПСС, то есть к февралю 1981 года. Чрезвычайно сжатые сроки завершения оставшихся работ потребовали существенного пересмотра строительных графиков: на весь цикл монтажа оставалось 8 месяцев, в то время как раньше уходило от 19 до 29 месяцев. Требовался совершенно новый подход к организации работ. В этой обстановке от темпов первых дней монтажа зависел успех всего дела.
В результате четкой координации действий всех участников строительства удалось добиться максимального совмещения строительных, монтажных, отделочных и пусконаладочных работ. Это позволило соорудить шахту реактора энергоблока № 4 за 5,5 месяца, т. е. в 2 раза быстрее, чем для энергоблока № 3.
В начале 1980 года монтажники приступили к укрупнению конструкций реактора энергоблока № 4 на площадках укрупнительной сборки. Параллельно готовилась транспортная схема подачи их в шахту реактора. Основным звеном схемы являлась перегрузочная эстакада с двумя кран-балками грузоподъемностью по 300 т каждая.
Согласно утвержденной технологии эстакаду и кран-балки надо было полностью демонтировать, перебазировать, и вновь монтировать на следующем блоке по его строительной готовности. Монтажники предложили переместить эстакаду без разборки, используя для этого козловые краны, входящие в транспортную схему, не дожидаясь строительной готовности реакторного блока. В апреле 1980 года была выполнена соответствующая подготовка и за одну ночь эстакада весом в несколько сотен тонн и высотой около 40 м была перемещена на место у энергоблока № 4.
К моменту строительной готовности шахты — 22 июля 1980 года — монтажники готовились особо тщательно. Благодаря высокому темпу работ монтаж конструкций был произведен всего за 11 суток вместо 28, отведенных по графику, что в 8 раз быстрее, чем на энергоблоке № 3 Графитовая кладка реакторного пространства была выполнена за 8 суток (на блоке № 3 — за 30 суток), монтаж пароводяных коммуникаций и трактов наращивания технологических каналов — за 45 суток против 78 суток. В итоге монтаж реактора энергоблока № 4 был выполнен всего за 5,5 месяца, т. е. в 4 раза быстрее монтажа реактора энергоблока № 3.
Не отставали и монтажники турбины, закончившие основной монтаж турбины № 7 к 7 ноября 1980 года, превысив в 2 раза свои прежние достижения.
26 декабря 1980 года в 20 часов 30 минут был осуществлен физический пуск реактора энергоблока № 4, а 9 февраля 1981 года, незадолго до открытия XXVI съезда КПСС, энергоблок № 4 был поставлен под промышленную нагрузку. С сообщением о вводе энергоблока № 4 Ленинградской АЭС в строй действующих на XXVI съезде КПСС выступил президент Академии наук СССР академик А. П. Александров.
Следующий год ознаменовал собой завершение первого этапа в жизни Ленинградской АЭС — этап ввода в эксплуатацию и освоения проектной мощности её четырех энергоблоков-миллионников. Этот период характеризовался пониженной эффективностью работы станции и большим количеством неплановых остановок реакторов. Это было вполне объяснимо, так как блоки ЛАЭС были головными в серии, и на них отрабатывалась технология выработки электроэнергии.
Последующие 6 лет представляли собой этап установившего режима эксплуатации, совершенствования технологических процессов, устранения проектных и конструкторских недоработок. В эти годы станция достигла высокого КИУМ (более 80 %), а годовая выработка электроэнергии составляла более 28 млрд кВтч.
Следующий период эксплуатации ЛАЭС формировался под влиянием аварии на Чернобыльской АЭС, где взорвался реактор аналогичного типа. Госатомнадзор запретил эксплуатировать реактора типа РБМК-1000 на мощности свыше 70 % от проектной. На всех энергоблоках, а в первую очередь, на первой их очереди, начались крупномасштабные работы по реконструкции и модернизации. Главная цель проводимых работ — максимальное приведение реакторных установок и оборудования к новым требованиям по ядерной безопасности, принятым в 1988 году. Проведение реконструкции сопровождалось длительными простоями в работе энергоблоков и, как следствие, снижением эффективности работы всей АЭС. При этом работающие энергоблоки продолжали демонстрировать высокие показатели эксплуатации, так, энергоблок № 3 проработал без единой остановки в течение полутора лет.
Благодаря реконструкции были улучшены физические характеристики активных зон, снижен паровой коэффициент реактивности, повышена эффективность систем управления и защиты реактора, ужесточены требования эксплуатационного технологического регламента и др. После реализации всех запланированных мероприятий Госатомнадзор разрешил Ленинградской АЭС вернуться к эксплуатации энергоблоков на проектной мощности.
В начале 2000-х годов встал вопрос о продлении срока эксплуатации энергоблоков. Проектный срок их службы составлял 30 лет, а значит, у энергоблока № 1 он заканчивался в 2003 году. Но энергия ЛАЭС нужна была региону, и на станции начались работы по анализу состояния реакторов и оборудования и реализация мероприятий по повышению их надежности. В результате выполненной на ЛАЭС модернизации ресурс каждого из четырёх энергоблоков был продлён на 15 лет: энергоблока № 1 — до 2018, № 2 — до 2020, № 3, № 4 — до 2025 гг.
В 2011 году обследование реактора энергоблока № 1 выявило преждевременное искривление графитовой кладки, вызванное радиационным распуханием графита и его последующим растрескиванием. В 2012-2013 гг. были проведены работы, позволившие уменьшить деформацию кладки путём пропилов в графите, компенсирующих распухание и формоизменение. В 2013 году реактор вновь был запущен, однако увеличивающиеся темпы накопления дефектов потребовали проведения практически ежегодных коррекций кладки. Тем не менее, удалось сохранить работоспособность реактора вплоть до окончания планового срока службы в 2018 году. 21 декабря 2018 года энергоблок № 1 был остановлен и переведен в режим эксплуатации без генерации.
В 2014 году проблема графитовой кладки была выявлена и на энергоблоке № 2 ЛАЭС. Проведение ремонтных работ также позволило завершить эксплуатацию энергоблока в плановый срок — 10 ноября 2020 года он был переведен в режим эксплуатации без генерации.
Но энергия ЛАЭС по прежнему нужна была региону, и руководство концерна «Росэнергоатом» и Ленинградской АЭС заранее готовилось к сокращению мощностей станции, начав строительство замещающих мощностей — ЛАЭС-2.
Для энергоблока № 1 Ленинградской АЭС-2 был выбран реактор ВВЭР-1200 индекса В-491, проектировщиком которого стало АО «Атомпроект» (Санкт-Петербург). Благодаря многочисленным инновациям, направленным на повышение безопасности эксплуатации энергоблока, и уникальному сочетанию активных и пассивных систем безопасности, в соответствии с критериями МАГАТЭ ему был присвоен индекс поколения «3+». Энергоблок № 1 Ленинградской АЭС-2 стал головным для нового типа реактора.
Для строительства ЛАЭС-2 была выбрана площадка в нескольких километрах от ЛАЭС-1. Для охлаждения воды, поступающей из реакторной установки, проектом предусмотрено строительство двух градирен высотой 150 м.
Строительство Ленинградской АЭС-2 началось в октябре 2008 года. В декабре 2017 года начался физический пуск реактора, а 6 февраля 2018 года в реакторе энергоблока № 1 началась управляемая цепная реакция — реактор вышел на минимально контролируемый уровень мощности.
9 марта 2018 года энергоблок № 1 Ленинградской АЭС-2 с реактором ВВЭР-1200 проекта В-491 выдал первый ток в энергосистему, а 29 октября он был принят в промышленную эксплуатацию.
Одновременно шло строительство энергоблока № 2 ЛАЭС-2 — в апреле 2010 года был залит первый бетон в фундаментную плиту здания реактора энергоблока № 2. 31 августа 2020 года энергоблок № 2 вышел на минимально-контролируемый уровень мощности, а 3 января 2021 года — на 100 % мощности. 22 марта 2021 года энергоблок № 2 ЛАЭС-2 был принят в промышленную эксплуатацию.
Таким образом, Ленинградская АЭС стала крупнейшей атомной станцией в России по установленной мощности и единственной, где действуют энергоблоки двух разных типов — канальные уран-графитовые и водо-водяные.
В 2021 году руководством страны принято решение о строительстве в Сосновом Бору 4-й очереди станции — энергоблоков №№ 7 и 8 с реакторами ВВЭР-1200.