«Руслан»

Атомный «Руслан»

Про­мыш­лен­ный реактор нового, тре­тьего поко­ле­ния «Руслан» соз­да­вался для нара­ботки трития и раз­лич­ных изо­то­пов как аль­тер­на­тива своим кон­ку­рен­там: гра­фи­то­вым и тяже­ло­вод­ным реак­то­рам. В пику же им он получил в каче­стве назва­ния не индекс, а пол­но­цен­ное имя, которое рас­ши­ф­ро­вы­ва­лось как Реак­тор­ная УСта­новка с ЛАН­та­ном или Реак­тор­ная УСта­новка с Литиево-Алю­ми­ни­е­вым напол­не­нием (по разным версиям).

Гене­раль­ным кон­струк­то­ром нового реак­тора стал НИКИЭТ, научным руко­во­ди­те­лем — РНЦ «Кур­ча­тов­ский инсти­тут» (в обо­с­но­ва­ние проекта нового реак­тора в РНЦ «КИ» в 1973 году была введена в экс­плу­а­та­цию кри­ти­че­ская сборка «Эфир»). Гене­раль­ным про­ек­тан­том реак­тор­ной уста­новки был опре­де­лен ВНИПИЭТ.

НИКИЭТ отвечал за раз­ра­ботку корпуса реак­тора, вну­три­кор­пус­ного обо­ру­до­ва­ния, актив­ной зоны, систем кон­троля, упра­в­ле­ния и защиты и сов­местно с РНЦ «КИ» — за обо­с­но­ва­ние безо­пас­но­сти экс­плу­а­та­ции реак­тор­ной уста­новки, раз­ра­ботку режимов экс­плу­а­та­ции. При про­ек­ти­ро­ва­нии реак­тора было поста­в­лено условие дости­же­ния коэф­фи­ци­ента кон­вер­сии не ниже, чем у тяже­ло­вод­ных реак­то­ров. С этой целью было принято решение соз­да­ния ТВС зоны нейтрон­ной ловушки для раз­ме­ще­ния поглоти­теля с раз­де­ле­нием спектра в зоне топлива и зоне поглоти­теля.

По кон­струк­ции это был реактор бас­сейно­вого типа с гра­фи­то­вым отра­жа­те­лем, в котором теп­ло­но­си­те­лем и замед­ли­те­лем одно­вре­менно явля­ется обычная (легкая) вода высокой степени очистки (биди­стил­лят). Бас­сейно­вый тип реак­тора отли­ча­ется тем, что в нем актив­ная зона погру­жена в бассейн теп­ло­но­си­теля, который не нахо­дится под дав­ле­нием. При про­ек­ти­ро­ва­нии реак­тора «Руслан» широко исполь­зо­вался опыт экс­плу­а­та­ции иссле­до­ва­тель­ских реак­то­ров ИРТ и ВВР.

При соз­да­нии реак­тора в нем широко вне­дря­лись свойства вну­трен­ней само­за­щи­щен­но­сти, ряд основ­ных систем и обо­ру­до­ва­ния уста­новки отли­чались прин­ци­пи­аль­ной новиз­ной и ори­ги­наль­но­стью кон­струк­ции. В актив­ной зоне исполь­зо­вались дис­пер­си­он­ные твэлы с алю­ми­ни­е­вой оболоч­кой с обо­га­ще­нием 90 % по урану-235. При про­ек­ти­ро­ва­нии была также обо­с­но­вана актив­ная зона с топ­ли­вом из есте­ствен­ного урана (в этом случае реактор менял свое назна­че­ние).

Основ­ными кон­струк­тив­ными эле­мен­тами реак­тора «Руслан», соста­в­ля­ю­щими его актив­ную зону, явля­лись кассеты рабочие, кассеты СУЗ и ради­аль­ного экрана, цен­траль­ные сборки с лити­е­выми блоками-поглоти­те­лями раз­лич­ных типо­раз­ме­ров и стержни СУЗ.

Про­ек­т­ная мощ­ность реак­тор­ной уста­новки соста­в­ляла 800 МВт (тепл.), отвод тепла осу­ще­ст­в­лялся по двух­кон­тур­ной схеме.

В целях эко­но­мии капиталь­ных затрат реактор было пред­ло­жено раз­ме­стить на тер­ри­то­рии ПО «Маяк» в здании завода 37, где ранее нахо­дился выве­ден­ный из экс­плу­а­та­ции реактор ОК-180. Здание, помимо подзем­ной части, было обва­ло­вано землей снаружи и поверху сое­ди­ня­лось с нахо­дя­щимся рядом зданием реак­тора «ЛФ-2». При рекон­струк­ции здания, про­хо­див­шей в сильных ради­а­ци­он­ных полях, при­шлось раз­ру­шать арми­ро­ван­ные бетон­ные стены тол­щи­ной до 2,5 м, для чего при­ме­нялся метод шпу­ро­вого взрыва.

Стро­и­тель­ство реак­тора завер­ши­лось в конце 1978 года, и уже 19 января 1979 года начались работы по физи­че­скому пуску реак­тора «Руслан». 15 марта 1979 года реактор достиг кри­тич­но­сти.

18 июня 1979 года состо­ялся энер­го­пуск реак­тора, во время кото­рого мощ­ность реак­тора была поднята до 10 % от про­ек­т­ной. Далее мощ­ность посте­пенно уве­ли­чи­ва­лась, и 4 декабря 1980 она дости­гла номи­наль­ной про­ек­т­ной мощ­но­сти. 9 марта 1982 года реактор «Руслан» был принят в про­мыш­лен­ную экс­плу­а­та­цию в составе завода № 23.

Реактор рабо­тает в режиме кам­па­ний. По окон­ча­нии каждой кам­па­нии про­из­во­дится пере­грузка топлива, а в течение кам­па­нии дела­ется несколько оста­но­вок (8-10) для пере­грузки поглоти­те­лей и выпол­не­ния ремон­т­ных работ.

В ходе экс­плу­а­та­ции уста­новки «Руслан» в нем также про­во­ди­лись испы­та­ния раз­лич­ных типов сборок-поглоти­те­лей и схем загрузки.

Прин­ци­пи­аль­ных серьезных недо­стат­ков в кон­струк­ции уста­новки выя­в­лено не было, но отмечен ряд фак­то­ров, ослож­няв­ших экс­плу­а­та­цию, осо­бенно в первые годы. Так, напри­мер, большой доводки потре­бо­вала кон­струк­ция раз­гру­зочно-загру­зоч­ной машины (РЗМ). Кроме того, из-за повы­шен­ной виб­ра­ции нару­ша­лась гер­метич­ность трубок в теп­ло­об­мен­ни­ках, которые, при­хо­ди­лось заглу­шать и выво­дить из работы. Эффек­тив­ность теп­ло­об­мен­ни­ков также со вре­ме­нем сни­жа­лась из-за загряз­не­ния вну­трен­них поверх­но­стей теп­ло­об­мен­ных трубок отло­же­ни­ями, состо­я­щими из про­дук­тов кор­ро­зии железа и жиз­не­де­я­тель­но­сти желе­зо­бак­те­рий. Для лик­ви­да­ции отло­же­ний исполь­зо­вались раз­лич­ные моющие рас­творы и меха­ни­че­ская чистка трубок, однако, жела­е­мого эффекта достичь не удалось.

Много вни­ма­ния при­шлось уделить дора­ботке СУЗ, потре­бо­ва­лось усо­вер­шен­ство­ва­ние кон­струк­ции цен­траль­ной сборки. В ходе экс­плу­а­та­ции также были выя­в­лены дефекты в кон­струк­ции тран­с­пор­тера, уста­но­в­лен­ного в верхнем бас­сейне реак­тора — его шари­ко­вые подшип­ники не выдер­жи­вали нагру­зок, рас­ка­лы­вались и выхо­дили из строя. Они были заме­нены на капроло­но­вые подшип­ники сколь­же­ния, после чего работа тран­с­пор­тера нала­ди­лась.

Для обес­пе­че­ния эффек­тив­ной экс­плу­а­та­ции реак­тора «Руслан» завод­ским КБ и ОГМ были скон­стру­и­ро­ваны и смон­ти­ро­ваны станки раз­борки рабочих кассет, кассет СУЗ и всех видов цен­траль­ных сборок под слоем воды в бас­сейнах выдер­жки.

Для реак­тора впервые на ПО «Маяк» была смон­ти­ро­вана и введена в про­мыш­лен­ную экс­плу­а­та­цию инфор­ма­ци­онно-вычи­с­ли­тель­ная система на базе ЭВМ М-6000. Её цель — выра­ботка реко­мен­да­ций по опти­маль­ному упра­в­ле­нию тех­ноло­ги­че­ским про­цес­сом, что дало воз­мож­ность более эффек­тивно упра­в­лять реак­то­ром. Бла­го­даря авто­ма­тике реактор «Руслан» отли­чался экс­плу­а­та­ци­он­ной надеж­но­стью и устой­чи­во­стью тех­ноло­ги­че­ских про­цес­сов, воз­ни­ка­ю­щих при упра­в­ле­нии и регу­ли­ро­ва­нии.

Высокая надеж­ность работы реак­тора и резуль­таты про­ве­ден­ных спе­ци­аль­ных иссле­до­ва­ний и испы­та­ний по выя­в­ле­нию резер­вов обо­ру­до­ва­ния стали осно­ва­нием для повы­ше­ния мощ­но­сти реак­тора «Руслан» сверх про­ек­т­ной. По согла­со­ва­нию с 4 ГУ Мин­сред­маша мощ­ность реак­тора «Руслан» поэта­пно повы­ша­лась, и к 12 января 1985 года она дости­гла 1100 МВт. При этом рост мощ­но­сти реак­тора на 140 % выше про­ек­т­ной вели­чины был достиг­нут без пре­вы­ше­ния лими­ти­ру­ю­щих пара­мет­ров экс­плу­а­та­ции.

В сен­тя­бре 1989 года на реак­торе были про­ве­дены первые опыты по леги­ро­ва­нию (облу­че­нию) кремния. В даль­нейшем тех­ноло­гия леги­ро­ва­ния была дове­дена до про­мыш­лен­ного исполь­зо­ва­ния, и, начиная с 1992 года, на реак­торе выпол­ня­лись заказы раз­лич­ных орга­ни­за­ций по леги­ро­ва­нию кремния с диа­мет­ром слитков до 105 мм.

Для раз­ви­тия кон­вер­си­он­ных напра­в­ле­ний работы реак­тора «Руслан» в 1990-92 гг. на ПО «Маяк» был построен цех по до- и после­ре­ак­тор­ной обра­ботке кремния, в 1993 году при­ня­тый в про­мыш­лен­ную экс­плу­а­та­цию.

В июле-ноябре 1995 года на реак­торе был про­ве­ден капиталь­ный ремонт, в ходе кото­рого выпол­нялся большой объем работ по ремонту и рекон­струк­ции меха­ни­че­ского, элек­три­че­ского обо­ру­до­ва­ния, систем КИПиА.

Еще более сложный капиталь­ный ремонт был про­из­ве­ден в 1998-1999 гг. Капиталь­ный ремонт был выпол­нен с высоким каче­ством, и после его окон­ча­ния до насто­я­щего времени реактор рабо­тает ста­бильно.

Эффек­тив­ная система упра­в­ле­ния реак­то­ром и про­фес­си­о­нализм экс­плу­а­ти­ру­ю­щего пер­со­нала, надеж­ность работы его систем и эле­мен­тов стали основой безо­пас­ной экс­плу­а­та­ции реак­тора «Руслан». Анализ и опыт экс­плу­а­та­ции обо­ру­до­ва­ния показал, что в течение всей «жизни» реак­тор­ной уста­новки на нем не было ава­рийных ситу­а­ций, при­во­дя­щих к нару­ше­нию ради­а­ци­он­ной обста­новки и воз­ник­но­ве­нию ядерной опас­но­сти.

---

Фотогалерея‍3