Создание передвижной атомной электростанции (ПАЭС) «Памир-630Д» — уникальный опыт в истории отечественной науки. О том, как впервые в СССР все работы — от научной идеи и проведения фундаментальных исследований до создания сложнейшей ПАЭС и ее испытаний — были выполнены в Институте ядерной энергетики Академии наук БССР (ИЯЭ АН БССР), узнавала корреспондент агентства «Минск-Новости».

Почему понадобилась ПАЭС?

Начиная с 1960 года в мире приступили к интенсивным работам по созданию безопасных передвижных атомных электростанций (ПАЭС). В США изобрели такую на железнодорожной платформе, в Советском Союзе — ТЭС-3 на гусеничном транспорте.

— Потребность в ПАЭС мощностью 500–800 кВт возникла для использования в качестве автономного источника электроэнергии для объектов, находящихся в труднодоступных районах СССР, — рассказывает ведущий научный сотрудник Объединенного института энергетических и ядерных исследований — Сосны НАН Беларуси, кандидат технических наук Алий Малыхин. – Такая станция при минимально возможной массе и габаритах, максимальной автоматизации, простоте управления, минимуме персонала должна была использоваться без привязки к источникам водоснабжения, без перегрузки топлива, при номинальной мощности работать не менее 10 тысяч часов и подлежать эксплуатации в широком диапазоне температуры воздуха от -50 ⁰С до +35 ⁰С и при воздействии атмосферных осадков.

В 1971 году решение о создании ПАЭС «Памир-630Д» приняли на заседании ВПК (военно-промышленной комиссии) Совета Министров СССР. Головной организацией определили Институт ядерной энергетики АН БССР. Научным руководителем проекта назначили директора этого учреждения Андрея Капитоновича Красина, одного из создателей первой в мире атомной электростанции в Обнинске, а генеральным конструктором – его заместителя Василия Борисовича Нестеренко. По предложению Василия Нестеренко в качестве теплоносителя и рабочего тела выбрали диссоциирующий (обратимо распадающийся) тетрооксид азота на основе N₂O₄. Это позволяло осуществить на ПАЭС наиболее эффективный вариант тепловой схемы и термодинамического цикла.

Время испытаний

— В ИЯЭ АН БССР создали критические стенды для экспериментального обоснования физики и безопасности реактора, петлевые установки на реакторе ИРТ-2000 для исследования твэлов (тепловыделяющих элементов) и кассет реактора «Памир», выполнены материаловедческие операции, — отмечает Алий Малыхин. — В образованном специальном конструкторском бюро (СКБ) с опытным производством (ОП) разрабатывались стенды для изучения теплофизических и термодинамических свойств теплоносителя, процессов теплообмена. Был изготовлен полномасштабный стенд «Вихрь-2», который фактически представлял собой турбогенераторный блок станции с вспомогательными системами.

Проведенные на экспериментальных стендах и опытных установках комплексные испытания позволили разрешить основные проблемы, выявленные на начальных этапах исследования.

Для испытаний ПАЭС «Памир-630Д» в ИЯЭ АН БССР был образован специальный отдел.

— Комплекс ПАЭС «Памир» состоял из блоков, располагающихся на 5 автомобильных транспортных средствах, — объясняет Алий Малыхин. — Основные реакторный и турбогенераторный блоки размещались на трехосных полуприцепах «МАЗ-9994» и соединялись трубопроводами. Блоки управления и вспомогательный располагались на расстоянии 150 метров от реакторного блока, что обеспечивало радиационную безопасность обслуживающего персонала.

Время развертывания ПАЭС на специально подготовленной площадке, запуск и вывод на энергетические режимы составляло 6 часов. После завершения эксплуатации станции реактор переводился на режим автономного расхолаживания.

Энергетический пуск первого опытного образца ПАЭС начался 24 ноября 1985 года. В течение 1986-1987 гг. продолжались доводочные испытания ПАЭС. Всего первый опытный образец ПАЭС «Памир-630Д» прошел испытания в течение практически 3 000 часов. Однако многих ведущих специалистов во главе с Виктором Нестеренко отвлекли на решение неотложных проблем, связанных с последствиями аварии на ЧАЭС.

Из-за случившейся Чернобыльской катастрофы и нарушения сроков доводочных испытаний первого опытного образца ПАЭС «Памир-630Д» (он располагался на площадке в 6 км от Минска) было предписано всю деятельность на этой станции прекратить. При этом отмечался полученный большой опыт по разработке, изготовлению и наладке ПАЭС и целесообразность его использования при создании передвижных АЭС. Однако по причине распада СССР все накопленные в ИЯЭ АН БССР достижения не пригодились.

Три ступени безопасности ПАЭС «Памир-630Д»

Жесткие массогабаритные требования к ПАЭС диктовали специальные, принципиально новые средства обеспечения безопасности.

Первая ступень безопасности обеспечивалась полной комплексной автоматизацией АЭС, позволяющей исключить влияние человеческого фактора. Впервые в мире создали систему управления с помощью компьютерной технологии, которая и осуществляла все процессы от пуска реактора до приема электрической нагрузки оптимального управления при нормальной эксплуатации и аварийных процессах.

Вторая ступень безопасности обеспечивалась за счет особенностей технологической схемы и газожидкостного термодинамического цикла. Большое количество жидкого теплоносителя в технологическом контуре гарантировало надежное охлаждение реактора при обесточивании, разгерметизации и других аварийных процессах.

Третья ступень безопасности обеспечивалась с помощью выбора материалов активной зоны.

Все ли было напрасно?

Впервые в Советском Союзе все работы: от научной идеи и проведения фундаментальных исследований до создания сложнейшей ПАЭС и ее испытаний, выполнили в академическом институте – ИЯЭ АН БССР.

Впервые в мире была создана одноконтурная АЭС с новым диссоциирующим теплоносителем и рабочим телом, управляемая с применением ЭВМ. ПАЭС «Памир-630Д» была базовой. На ее основе разрабатывался ряд блочно-транспортальных АЭС различного назначения, опытно-промышленная АЭС «БРИГ-300» с реактором на быстрых нейтронах, ядерная установка «Зубр» для получения водяного пара с целью увеличения степени извлечения нефти из пластов за счет разбавления вязких плотных фракций.

В вузах БССР (БГУ, МРТИ, БПИ и др.) организовали массированную подготовку кадров для института. В результате этого к середине 1980-х годов численность ИЯЭ АН БССР выросла в 5 раз по сравнению с 1965 годом и превысила 1 000 сотрудников. Примерно столько же работали в СКБ с ОП. Среди них более 100 кандидатов и 16 докторов наук.

К созданию ПАЭС привлекли более 150 организаций и предприятий различных министерств и ведомств. Особое внимание «Памиру-630Д» уделяли министр среднего машиностроения СССР Е.П.Славский, президент АН СССР А.П.Александров, ЦК КПБ во главе с П.М.Машеровым, а также Совет Министров БССР и Президиум АН БССР.

Ольга Поклонская

«Минск-Новости»,14.08.2018