АДЭ-3

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.

---

Фотогалерея‍2