“Эта телега – РБМК – взорвётся …“
Дата: 16/02/2016
Тема: Время и судьбы


А.А.Ринейский, консультант по БР, д.т.н.

Поведаю об одной из встреч с руководителем ВТИ В.Е.Дорощуком. Где-то в середине 1970-х В.В.Орлов и я договорились с ним о встрече для обсуждения методики расчёта температурных режимов и теплоотдачи в парогенераторах при использовании в качестве рабочего тела пара высоких параметров, вплоть до сверхкритических; а также консультации по схемам паросиловых циклов АЭС БН – настоящих и будущих. При встрече набор обсуждаемых тем существенно расширился.


Как известно, при эксплуатации прямоточных котлов высокого давления экспериментаторами, включая теплоэнергетика-котельщика В.Е.Дорощука, было обнаружено явление, связанное с резким уменьшением теплоотдачи в испарительных трубках, которое получило название ухудшенной теплоотдачи. Но это был ещё не факт, по мнению В.Е., как мы поняли на встрече, факт в науке – это многократный эксперимент, подтверждённый теорией.

Поэтому экспериментатор-инженер ВТИ, будущий Главный инженер, а затем и Директор, покусился на теорию. В.Е. тщательно обработал и проанализировал практику ухудшенной теплоотдачи при кипении-испарении жидкости в трубах и каналах. Теоретические и экспериментальные результаты работы он изложил в добротной монографии "Кризисы теплообмена при кипении воды в трубах, М., Энергия, 1970", ставшей настольной книгой специалистов. Автор назвал обсуждаемое явление кризисом теплоотдачи второго рода и предложил его физическую модель. По ней в конце участка развитого ядерного (пузырькового) кипения (nucleateboiling) формируется дисперсный поток течения пароводяной смеси, который характеризуется движением гомогенной смеси насыщенного пара и мелких капель воды в основном ядре и наличием тонкого слоя воды на стенке трубки.


1-тепловой поток;2, 3,4-температура теплоносителя, стенки трубки и воды-пара, соответственно.

При некотором паросодержании, названного ХГРАНИЧНОЕ, пристенный слой воды полностью испаряется (срывается), наступает режим плёночного кипения (filmboiling), что приводит к резкому уменьшению коэффициента теплоотдачи и соответствующему изменению теплового потока и температуры стенки трубки. Распределение температуры и теплового потока на двух участках (по обе стороны от ХГР – отметка~8.4м) испарительной трубки парогенератора БН 800 символически показано на рисунке (РинейскийА. А, Выбор параметров и тепловой схемы паросиловой части реакторов БН, Теплоэнергетика, 1983,№ 2, с. 10-14).

Изменение режима теплоотдачи в силу гидравлической неустойчивости явления и постоянного смещения точки начала ухудшенного режима по длине трубки сопровождается колебаниями температуры стенки, что представляет опасность для долговечности трубки. Значительный объём экспериментальных и расчётных работ по исследованию колебаний температуры стенки и влиянию этих колебаний на работоспособность парогенерирующей трубы был выполнен в ВТИ, ОКБ ГП, ФЭИ (под руководством О.В.Ремизова) и других организациях. Для оценки ресурса испарительных труб при колебаниях температуры парогенерирующей поверхности необходимо знать такие количественные характеристики колебаний температуры как амплитуду и частоту при детерминированном, дисперсию, спектральную плотность и плотность распределения вероятности, при случайном характере колебаний. Обсуждение с В.Е. и полученная информация по теории и практике кризиса теплоотдачи второго рода, по методикам расчёта теплотехнической надежности испарительного участка парогенераторав связи с этим явлением были весьма интересны и полезны для дела.

При обсуждении вопроса о введении для БНР промежуточной (западной) ступени параметров цикла, 17МП//500°С в сформировавшуюся линейку параметров: 9 МПа/500°С, 13 МПа/535÷565°С, 24 МПа/565÷580°С, В.Е. отметил, что при давлении пара у турбины 17÷18 МПа давление питательной воды на входе в ПГ может составить 21-22 МПа, т. е. быть близким к сверхкритическому (~ 22 МПа), что выдвигает особые требования к качеству питательной воды и материалам парогенератора. Он же сказал, что повышение давления пара без повышения температуры не даст существенной прибавки КПД; некоторый выигрыш в компоновке может быть за счёт снижения диаметра паропроводов. По мнению В.Е., если уж и повышать параметры, то нужно согласованно повышать давление и температуру пара, переходить на сверхкритические параметры, как это сделано в обычной энергетике, перешедшей с 13МПа на 24МПа без промежуточной ступени.

Мы утвердились во мнении, что принимаемые в БНР на данном этапе средние параметры паросилового цикла 13МПа/500°С/500°С (вторичный перегрев натрием 2-го контура) – приемлемое решение. При этом В.Е. заметил, что большим усложнением тепловой схемы является “тащить“  пар низкого давления от ТГ к РУ для вторичного перегрева и обратно к ТГ. Но несмотря и, возможно, благодаря всему этому БН 600 вот уже 35 лет работает с КИУМ на уровне 80% с двумя плановыми остановками в году для перегрузки топлива; он же демонстрирует самый высокий в АЭ КПД преобразования ядерного тепла в электроэнергию – 40%. Реактор БН 800 (модернизированный БН 600) постепенно приближается  к номиналу: 800МВт(э)13МПа/490°С/250°С (паровой ВП). Вспоминая М. Ю. Лермонтова о Бородино (полковник наш рождён был хватом, слуга царю, отец солдатам, но жаль его – сражён булатом….), отметим, что БН 800, к счастью, не был сражён Булатом с привлечением Адамова Е. О и др. (библиогр. «Закрыть БН 800» АС, февраль 2012). Был бы непоправимой ошибкой отказ от строительства БН 800 и серийного БН 1200. Это означало бы предание забвению ценнейшего, накопленный за прошедшие десятилетия опыта, своего и зарубежного. Информация БИН о БНР-ах: об их сравнительных материальных и денежных затратах – не верна; например, в капзатраты БН 600 включены таковые по реактору ЭГ, строительство которого начиналось и закрылось на этой площадке, затраты на строительство вспомогательных зданий для двух блоков АМБ, например, хранилище жидких радиоактивных отходов; не учитывается масштабный фактор: 600 и 1000МВт(э), серийность – 1-йили 5-й блоки и т. п.

Международных конференций, симпозиумов, совещаний по БНР-ам в мире проведено в разы больше, чем суммарно по легководным, тяжеловодным, газоохлаждаемым и всем другим типам ядерных реакторов. Наши конструкторы, проектировщики и учёные участвовали в этих мероприятиях и тщательно анализировали их результаты. Мы узнали ошибки иностранцев при проектировании, строительстве и эксплуатации их БР-ов и не повторили эти ошибки у себя. Мы имеем прекрасных Конструкторов реактора и оборудования (ОКБМ, ОКБ ГП, ЛМЗ др.) и проектировщиков-архитекторов (ЛОАЭП, ВНИПИЭТ и др). Именно поэтому у нас без примитивного заимствования были созданы признанные в мире оригинальными, надёжно работавшие/ работающие БР5/10, БОР60, БН350, БН600 и, есть признаки – БН800. Важно, что сменившее ветеранов новое поколение быстровиков-конструкторов, проектировщиков, учёных и производственников именно благодаря БН 800 – корректировке проектов и технологий, курированию изготовления оборудования, строительству и пуску хотя и с задержками подтвердило, что опыт молодыми  воспринят – серийный БН 1200 будет создан. Неясно, как и что будет с термоядом, солнечной энергией и т. п., но топлива из отвалов обогатительного производства БН-ам хватит на века.

Тогда мы услышали от В.Е.Дорощука страшное предсказание, которое не восприняли серьезно (я обнаружил это в старых записях по результатам поездки). В. Е. тихо, глядя на нас в упор, сказал: “Эта телега – РБМК – взорвётся …“. Это было так неожиданно, и не хотелось верить, ведь в СМИ превозносили РБМК (как теперь свинцовый БРЕСТ), даже в Гайдаровском “Коммунисте“ печатали НИКИЭТ-овские статьи о ‘советском‘ типе ядерного реактора.

И вот еще эпизод относительно отношения к кадрам. Уже уходя с той встречи, мы обратились к учёному-директору: «Василь  Ефимович, возьмите на работу в свой знаменитый Институт одного, очень толкового, умного парня, отличника в школе и в институте, успешно закончившего  аспирантуру, москвича». И неожиданный его ответ: «Мне не нужны очень умные, хватит, мне нужны обычные ребята. Был уже такой, быстро сделал хорошую работу, защитил кандидатскую, провёл интересные исследования, подготовил докторскую. Пригласили на Секцию Энергетики АН СССР выступить, рассказать о результатах. Молодой человек собрал простыни-плакаты, поехал и выступил. Мнения членов Секции: «...занимался этой проблемой ещё до войны почти всё сделал, но потом забросил, ... по этой теме много сделали другие, мои аспиранты, и т д, но защищаться можно“. Расстроенный соискатель складывает плакаты и собирается уходить. Но ведущий настоятельно предлагает выступить с благодарственным словом и тогда соискатель с трибуны заявляет: “Вы – проститутки. Есть проститутки по необходимости, вы же – по призванию“. Не успел он вернуться в Институт, а уже звонят из горкома с вопросом, кого мы воспитываем, и требованием доложить о принятых мерах. В общем, были проблемы отстоять человека». Это небольшой эпизод, но говорит о многом.






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=6567