Обращение к сайту «История Росатома» подразумевает согласие с правилами использования материалов сайта.
Пожалуйста, ознакомьтесь с приведёнными правилами до начала работы

Новая версия сайта «История Росатома» работает в тестовом режиме.
Если вы нашли опечатку или ошибку, пожалуйста, сообщите об этом через форму обратной связи

История атомных реакторов /

АДЭ-3

Реак­тор АДЭ-3 созда­вался для выра­ботки плу­то­ния, элек­три­че­ской и теп­ло­вой энергии. Он стал тре­тьим и послед­ним реак­то­ром в составе пер­вого реак­тор­ного комплекса (завод № 5) Сибир­ского хими­че­ского ком­би­ната. В сово­куп­но­сти два энерге­ти­че­ских промыш­лен­ных реак­тора — ЭИ-2 и АДЭ-3 — соста­вили первую оче­редь Сибир­ской АЭС (ЭС-1).

Реак­тор-труже­ник

Реак­тор­ные уста­новки типа АДЭ, глав­ным кон­струк­то­ром кото­рых являлся ОКБМ, созда­ва­лись доста­точно одно­тип­ными. Стро­и­тель­ный базис реак­тора пред­став­лял собой квад­рат­ную шахту с бетон­ными сте­нами толщи­ной 2 м, в кото­рую мон­ти­ро­ва­лись несущие метал­ло­кон­струкции (назва­ния кото­рых в целях сек­рет­но­сти зашиф­ро­вы­ва­лись бук­вами). Их основу состав­ляли баки водя­ной защиты толщи­ной 1,5 м (схема «Л»), на кото­рые опи­ра­лась короб­ча­тая кон­струкция, про­ни­зан­ная тру­бами для тех­но­логи­че­ских кана­лов и запол­нен­ная пес­ком с добав­ками желез­ной и бора­то­вой руды (схема «ОР», ниж­няя био­логи­че­ская защита). На схеме «ОР» размеща­лась кладка из гра­фи­то­вых бло­ков сече­нием 20х20 см с отвер­сти­ями, через кото­рые про­хо­дили трубы тех­но­логи­че­ских кана­лов (ТК). Верх­нее пере­крытие (схема «Е», верх­няя био­логи­че­ская защита) также запол­ня­лась пес­ком с добав­ками желез­ной и бора­то­вой руды, через кото­рый про­хо­дили трубы для про­хода тех­но­логи­че­ских кана­лов. Гра­фи­то­вая кладка опо­я­сана подпружи­нен­ными бан­дажами, стяги­вающими кладку и осуществ­ляющими компен­сацию темпе­ра­тур­ных сдвигов, и окружена герме­тич­ным метал­ли­че­ским кожу­хом, предот­вращающим попа­да­ние воз­духа в гра­фи­то­вую кладку. Сверху кладка закрыта свар­ной алюми­ни­е­вой кров­лей — азот­ным кол­лек­то­ром, снизу она герме­ти­зи­ро­валсь диафраг­мой и компен­са­то­ром, кото­рый при­ва­ри­вался к внут­рен­ним стен­кам схемы «Л».

Через гра­фи­то­вую кладку про­хо­дило 2832 канала, из кото­рых 132 пред­на­зна­ча­лись для стерж­ней управ­ле­ния и защиты реак­тора. В актив­ной зоне содержа­лось 300 тонн топ­лива из есте­ствен­ного урана.

Во избежа­ние окис­ле­ния гра­фита сверху в кладку пода­вался азот высо­кой чистоты.

В тех­но­логи­че­ские каналы, изго­тав­ли­ва­емые из алюми­ни­е­вого сплава, через шаро­вой кран сна­чала загружа­лись опор­ные алюми­ни­е­вые блоки, а затем, в пре­де­лах высоты актив­ной зоны, ура­но­вые блочки (твэлы). Твэлы изго­тав­ли­ва­лись из при­род­ного урана в виде цилин­дри­че­ских бло­ков в алюми­ни­е­вой обо­лочке.

Пер­вый кон­тур реак­тор­ной уста­новки состоял из двух петель, объеди­нен­ных верх­ними и ниж­ними группо­выми кол­лек­то­рами, а также кол­лек­тора глав­ных цир­ку­ляци­он­ных насо­сов и теп­ло­обмен­ни­ков. Охла­ждающая вода поступала в ТК из верх­него кол­лек­тора, про­хо­дила актив­ную зону, где нагре­ва­лась, и поступала в ниж­ний кол­лек­тор, откуда по тру­бопро­во­дам попа­дала в паро­ге­не­ра­торы и конце­вые холо­диль­ники. Отсюда охла­жден­ная вода глав­ными цир­ку­ляци­он­ными насо­сами воз­враща­лась в реак­тор.

Вто­рой кон­тур реак­тор­ной уста­новки пред­на­зна­чался для про­из­вод­ства насыщен­ного пара в паро­ге­не­ра­то­рах. Полу­чен­ный пар направ­лялся в тур­бины для выра­ботки элек­троэнергии, а его избыток шел на тех­но­логи­че­ские нужды предпри­я­тия и комму­наль­ное теп­ло­снабже­ние.

Работы по стро­и­тельству реак­тора новой серии АДЭ, отли­чающейся большей теп­ло­вой и элек­три­че­ской мощ­но­стью, нача­лись еще до ввода в экс­плу­а­тацию реак­тора ЭИ-2. Зда­ние нового реак­тора рас­по­лага­лось рядом со зда­нием реак­тора ЭИ-2. Началь­ни­ком стро­ящего реак­тора назна­ча­ется В. С. Мухин, ставший позд­нее дирек­то­ром реак­тор­ного завода. Общими рабо­тами по стро­и­тельству реак­тора и пер­вой оче­реди Сибир­ской АЭС руко­во­дил дирек­тор реак­тор­ного завода № 5 Н. М. Тира­нов.

Новый реак­тор предпо­лага­лось, как и ЭИ-2, сна­чала пустить в про­точ­ном режиме, а затем пере­ве­сти в энерге­ти­че­ский режим, завершив тем самым сооруже­ние Сибир­ской АЭС № 1.

8 июля 1961 года состо­ялся пуск реак­тора АДЭ-3 в про­точ­ном режиме. Благо­даря опыту, накоп­лен­ному к тому времени на реак­торе ЭИ-2, труд­но­стей при пуске и экс­плу­а­тации нового реак­тора ока­за­лось гораздо меньше.

После заверше­ния стро­и­тельства комплекса энерге­ти­че­ских сооруже­ний элек­тро­станции (паро­ге­не­ра­то­ров, гра­ди­рен и пр.) 10 мая 1964 года реак­тор был пере­ве­ден в энерге­ти­че­ский режим.

Реак­тор АДЭ-3 за более чем 30 лет экс­плу­а­тации также «пере­бо­лел» всеми болез­нями, при­сущими уран-гра­фи­то­вым реак­то­рам. Так, после нескольких лет работы в актив­ной зоне реак­тора воз­никли слож­но­сти с извле­че­нием и поста­нов­кой труб тех­но­логи­че­ских кана­лов и гра­фи­то­вых вту­лок: усадка цен­траль­ных гра­фи­то­вых бло­ков с высо­кой темпе­ра­ту­рой при­во­дила к уменьше­нию газо­вых зазо­ров и «заку­сы­ва­нию» труб и вту­лок. Для исклю­че­ния этого явле­ния были раз­ра­бо­таны спе­ци­аль­ные прошивки, калиб­рующие отвер­стия гра­фи­то­вых колонн после каж­дого извле­че­ния гра­фи­то­вых вту­лок. В процессе экс­плу­а­тации реак­тора АДЭ-3 про­ис­хо­дили и серьез­ные инци­денты, свя­зан­ные с зави­са­нием рабо­чих бло­ков в тех­но­логи­че­ских кана­лах, но их было прак­ти­че­ски вдвое меньше чем на реак­то­рах И-1 и ЭИ-2 — за период экс­плу­а­тации про­изошло всего 5 подоб­ных слу­чаев, послед­ний из кото­рых имел место 21 января 1970 года.

К концу 80 гг. после всех модер­ни­за­ций реак­тора и аппа­ра­туры теп­ло­вая мощ­ность реак­тора АДЭ-3 при­бли­зи­лась к 1,9 ГВт, он про­из­во­дил при­мерно 150 тыс. кВт элек­троэнергии и 300 гига­ка­ло­рий тепла в час. При этом если сто­и­мость элек­троэнергии, выра­ба­ты­ва­емой реак­то­ром ЭИ-2, состав­ляла 3,36 коп. за кВтч, то у реак­тора АДЭ-3 она сни­зи­лась почти на поря­док и состав­ляла 0,46 коп. за кВтч.

В рам­ках реа­ли­за­ции сво­его основ­ного пред­на­зна­че­ния реак­тор АДЭ-3 «тру­дился» прак­ти­че­ски без­уко­риз­ненно: ежегодно из него выгружа­лось около 1200 тонн облу­чен­ного топ­лива, содержащего при­мерно 500 кг плу­то­ния.

Но при­шло и его время… В соот­вет­ствии с концепцией по выводу из экс­плу­а­тации промыш­лен­ных ядер­ных реак­то­ров, утвер­жден­ной в 1990 году пер­вым заме­сти­те­лем мини­стра Б. В. Никипе­ло­вым, и межпра­ви­тельствен­ным соглаше­нием между США и СССР об окон­ча­тель­ной оста­новке атом­ных реак­то­ров по нара­ботке оружей­ного плу­то­ния от 1991 года, 14 авгу­ста 1992 года реак­тор АДЭ-3 был оста­нов­лен в связи с выра­бот­кой ресурса, хотя тех­ни­че­ское состо­я­ние реак­тора поз­во­ляло его даль­нейшую экс­плу­а­тацию.

Но даже оста­нов­лен­ный реак­тор про­должал оста­ваться ради­аци­онно опас­ным. Вме­сте с тем, вывод из экс­плу­а­тации промыш­лен­ного уран-гра­фи­то­вого реак­тора отли­ча­ется опре­де­лен­ной спе­ци­фи­кой и тре­бует осо­бого под­хода, поскольку для этих реак­тор­ных уста­но­вок при про­ек­ти­ро­ва­нии и стро­и­тельстве не преду­смат­ри­ва­лись тех­ни­че­ские реше­ния по выводу их из экс­плу­а­тации, а обес­пе­че­ние без­опас­ного вывода из экс­плу­а­тации реак­тора в зна­чи­тель­ной степени опре­де­ля­ется осо­бен­но­стями его кон­струкции, размеще­ния и экс­плу­а­тации.

Осо­бого внима­ния тре­бо­вало обраще­ние с облу­чен­ным гра­фи­том кла­док. Это свя­зано с тем, что до насто­ящего без­опас­ность обраще­ния с облу­чен­ным гра­фи­том уран-гра­фи­то­вых реак­то­ров еще в пол­ной мере не про­ра­бо­тана и не обос­но­вана. Серьез­ную опас­ность для окружающей среды пред­став­ляет накоп­ле­ние в облу­чен­ном гра­фите угле­рода-14 (период полу­рас­пада кото­рого состав­ляет 5730 лет), хлора-36 и три­тия.

Руко­вод­ство отрасли для вывода из экс­плу­а­тации реак­тора АДЭ-3 сде­лало выбор в пользу вари­анта «захо­ро­не­ние на месте», исполь­зуя при этом апро­би­ро­ван­ные при выводе из экс­плу­а­тации реак­тора ЭИ-2 тех­но­логии. Про­ект преду­смат­ри­вает пол­ный демон­таж обес­пе­чи­вающих систем и обо­ру­до­ва­ния (за исклю­че­нием самой реак­тор­ной уста­новки), бето­ни­ро­ва­ние помеще­ний и под­ре­ак­тор­ного про­стран­ства до ниж­них ступе­ней био­логи­че­ской защиты. Также предпо­лага­ется мак­симально запол­нить при­ре­ак­тор­ные про­стран­ства и внут­ри­ре­ак­тор­ные помеще­ния барьер­ным мате­ри­а­лом, дез­ак­ти­ви­ро­вать стро­и­тель­ные кон­струкции назем­ной части зда­ния, демон­ти­ро­вать ее и создать экран, препят­ствующий воз­действию атмо­сфер­ных осад­ков.

Начало работ по выводу из экс­плу­а­тации реак­тора АДЭ-3 запла­ни­ро­вано после 2020 года.