В.И.Перегуда, директор Ленинградской АЭС

В 2011-2012 гг. на энергоблоках АЭС первого поколения с реакторами РБМК было зафиксировано развитие процесса растрескивания графитовых блоков кладки в результате радиационно-термического повреждения структуры графита с последующим искривлением технологических каналов. В 2012 г. на энергоблоке №1Ленинградской АЭС искривление каналов достигло значения, близкого к пределу,установленному в проекте, что сделало дальнейшую эксплуатацию блока невозможной.

Без реализации мер, направленных на нейтрализацию эффектов, связанных с формоизменением графита, срок службы всего парка энергоблоков с реакторами РБМК мог оказаться существенно короче, чем прогнозировалось ранее.

Изменения геометрии каналов, кото­рые предполагалось достичь к концу эксплуатации, на энергоблоке №1 ЛАЭС произошли на три года раньше. Во время первого ис­следования в 2008 г. ничего осо­бенного выявлено не было, а в 2011 г. зафиксировали изменения проги­ба каналов, которые выходили за установленные в проекте ограниче­ния. Прогиб 50 ммопреде­лен в проекте как предельное состояние для дальнейшей эксплуатации.Сначала уменьшили мощность на 20 % исхо­дя из конструктивных соображений. На пониженном уровне мощности до 80 % энергии блок проработал до мая 2012 г., когда было констатировано дальнейшее развитие процесса. К решению тех­нической задачи привлекли главного конструктора РБМК ЛАЭС– НИКИЭТ, научного руководителя – НИЦ «Кур­чатовский институт» и поддер­живающие инженерные компа­нии – «Диаконт», «Пролог», отраслевые организации такие, как «НИКИМТ-Атомстрой».

В 2013 г.ЛАЭС отметила своё 40-летие. 40 лет безопасной работы атомной станции. Ленинградская АЭС - одна из крупнейших атомных станций мира: четыре последние десятилетия её энергоблоки обеспечивают треть электроэнергии, необходимой всему Северо-Западному региону. Ежедневно 10 процентов населения России каждый третий киловатт-час потребляют благодаря надёжной работе ЛАЭС. Кольская и Ленинградская АЭС дают 30% генерации Северо-Запада. Насколько мудрыми были руководители в 1970-х гг., которые приняли решение о создании этого энергетического  объекта. Учитывая сегодняшнее состояние политики и экономики, атомная станция в этом регионе крайне необходима. Первый блок был пущен в 1973 г. Проектная выработка28 млрд кВт*час. На сегодняшний день мы произвели более 900 млрд кВт*час. Для сравнения 8 млрд кВт*час это годовой план ГОЭЛРО для всей страны. 900 млрд кВт*час – это самая большая выработка в Европе за такое время. Выработанным за всё время эксплуатации ЛАЭС электричеством вся страна могла бы быть обеспеченной в течение 10 месяцев. Наша станция обеспечивает 50% энергопотребления Санкт-Петербурга.

Первый РБМК в Сосновом Бору был пущен в 1973 г., остальные три реактора начали работать в 1975, 1979 и 1981 гг. С начала эксплуатации ЛАЭС произвела более 900 млрд киловатт-часов электроэнергии, что на порядок больше годовой выработки всех электростанций, сооруженных по плану ГОЭЛРО.

Деятельность ЛАЭС можно разбить на 4 периода:

1-й - 1973-1981 гг. ввод в эксплуатацию, освоение проектной мощности;

2-й - проектный режим;

3-й - реконструкция и повышение безопасности энергоблоков 1989 г. (мероприятия после Чернобыльской аварии);

4-й - продление сроков эксплуатации энергоблоков.

Сегодня мы находимся на 4-м этапе - продлении сроков эксплуатации энергоблоков. До 2026 г. это 4-й энергоблок, работающий в режиме эксплуатации,достигнутом после модернизации. Сейчас мы приступаем к 5-му периоду –подготовке к выводу энергоблока №1 из эксплуатации. Этот процесс продлится 9-10лет с учетом выгрузки топлива, останова блока в 2018 г. Затем начнется 6-й этап – вывод энергоблока №1 из эксплуатации.

Модернизация ЛАЭС после Чернобыля вылилась в создание больших новых объектов. Так, здания 402 – это система САОР для дополнительного охлаждения реакторов при аварийных ситуациях. В режиме штатной эксплуатации они не работают, но всегда должны быть готовы к любой аварийной ситуации. Системы охлаждения ЛАЭС позволяют обеспечить охлаждение реакторов при любых гипотетических ситуациях даже при подъеме воды в Финском заливе до 5 м.

Мы перешли на новую цифровую систему управления. Резервные пульты управления установлены на всех блоках. Работоспособны все барьеры безопасности. В соответствие с требованиями к вновь вводимым объектам частота повреждений на 1 реакторо-год (вероятностная величина) после модернизации составляет 10^-5.

После большого объема модернизации Ростехнадзору были представлены документы, обосновывающие безопасность, на основании которых было получено разрешение в виде лицензии для эксплуатации блоков ещё на 15 лет. Срок службы первого энергоблока ЛАЭС был продлен до 2018 г. Соответственно, продлен срок службы и остальных реакторов: второго — до 2020 г., третьего и четвертого — до 2025 г.

В режиме нормальной эксплуатации ЛАЭС не оказывает радиационного влияния на окружающую среду. Около станции радиация находится на уровне естественного фона. Даже в Санкт-Петербурге фон выше. Система автоматизированного контроля радиационной обстановки, созданная на ЛАЭС,позволяет производить радиационные измерения в режиме нормальной работы и аварийной ситуации в зоне 30 км вокруг станции.

Много внимания уделяется подготовке, переподготовке персонала. В учебно-тренировочном центре созданы мощные блочные щиты, полностью повторяющие оригинальный блок. Операторы проходят периодическую проверку и подготовку. В ходе обучения и проверки вводятся аварийные сигналы с выводом всех сигналов на панели, как это было бы на реальном блоке, и со звуковым оформлением, соответствующим реальной ситуации. Всё это записывается. За учением наблюдают инструкторы и психологи, находящиеся за стеклянной перегородкой. Затем производится «разбор полетов». Оператор в реальном режиме отрабатывает выявленные недостатки, допущенные ошибки. В штатной структуре станции имеется смена, позволяющая проводить обучение постоянно. Существует также тренажеры для переподготовки, обучения оперативного и ремонтного персонала. Система ОТЦ постоянно развивается, задействуя и электронные системы обучения.

После аварии на Фукусиме и проведения стресс-тестов на всех российских атомных станциях было закуплено дополнительное оборудование: дизели,мотопомпы и т.д. на случай потери электроснабжения при стихийных воздействиях.

Много внимания на ЛАЭС уделяется внедрению производственной системы «Росатома» - достижению результатов при ограниченных ресурсах, повышению эффективности работы. По этой системе была отработана система разделки ОЯТ, которое вывозится в Красноярский химкомбинат. Первый состав был отправлен в 2012 г. При постоянной работе 4 энергоблоков вывоз топлива в Красноярск позволяет сохранить тренд на уменьшение объемов ОЯТ на ЛАЭС. Перспективная задача – всё ОЯТ с Ленинградской области постепенно убрать.

За короткое время – 2013-й и первое полугодие 2014 года – на Ленинградской АЭС был реали­зован проект Производственной системы «Росатом», благодаря ко­торому более чем в два раза уве­личили скорость резки кассет от­работавшего ядерного топлива в хранилище ОЯТ: стартовали с 6 кассет в сутки, а сегодня точно можем резать более 14 кассет в сутки.

По обращению с РАО создана система переработки твердых РАО,связанная с уменьшением объемов. Для хранения контейнеров с РАО необходимо построить хранилище ПЗРО.

Ведется строительство комплекса по переработке жидких отходов.

Графитовая кладка в РБМК является одним из ключевых элементов этого типа реактора, состояние которых определяет его остаточный ресурс. Еще одним критерием, по которому определяются ресурсные характеристики РБМК, является величина зацепления «телескопа». Телескопическое соединение тракта обеспечивает компенсацию температурных расширений кладки и опорных конструкций активной зоны во время разогрева и расхолаживания реактора, а также компенсацию радиационно-термического изменения высоты кладки. Зацепление телескопического соединения тракта должно быть всегда больше определенной величины во всех режимах эксплуатации реактора.

Еще в 2008 г. специалисты Ленинградской АЭС совместно с «Диаконтом» создали робототехнический комплекс, который позволяет измерять зазор телескопического соединения трактов технологических каналов. В 2010 г. специалисты станции вместе с «Диаконтом», НИКИЭТ и «Курчатовским институтом» разработали и успешно внедрили технологию восстановления компенсирующей способности телескопических соединений трактов технологических каналов без их извлечения. В недоступной для человека активной зоне на трактах технологических каналов монтируются устройства, напоминающие хомуты, которые позволяют восстановить компенсирующую способность телескопических соединений и надолго сохранят работоспособность в условиях работы реактора на мощности. Опытно-промышленная эксплуатация реактора с хомутами и проведенные после нее исследования подтвердили, что устройства для увеличения зацепления телескопических соединений трактов работают надежно.

В 603 здании установлен стенд, имитирующий часть действующего реактора, на котором можно отрабатывать созданную робототехнику и обучать молодых ребят - наших «космонавтов», специально отобранных для работы с этими роботами. Петербургским предприятием «Диаконт» был разработан и изготовлен робот, позволяющий с огромной точностью устанавливать на место соединения «хомут» для соединения тракта в реакторе. В настоящее время эти роботы успешно используют в «Газпроме» и других отраслях промышленности.

Благодаря действующим системам контроля состояния металла,оборудования, программам эксплуатационного контроля, а также дополнительных направлений контроля, добавленных после продления срока эксплуатации энергоблоков, проблему с графитом удалось выявить до достижения предельных параметров.

 В мае 2012 г. при плановом обследовании реактора было установлено, что искривление колонн ГК за счет растрескивания графитовых блоков достигло значений, приближающихся к предельным. Допустимое искривление канала 50 мм на длине канала 19 м. Реактор энергоблока №1был остановлен. Из-за деформации ГК могло произойти заклинивание тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) и стержней аварийной защиты. И если в первом случае могли просто возникнуть сложности с выгрузкой стержней с топливом, то заклинивание стержней аварийной защиты (СУЗ) могло нарушить систему безопасности со всеми сопутствующими этому рисками. Для обеспечения безопасности требовалось всё сделать по максимуму, чтобы исключить искривление.

На Ленинградской АЭС оперативно была создана рабочая группа.К работе подключились специалисты ОАО НИКИЭТ (главного конструктора проекта) и«Курчатовского института» (научного руководителя проекта), а также другие отраслевые институты – ВНИИАЭС, ЭНИЦ, ВНИИЭФ, Институт машиноведения. В соответствие с приказом по Госкорпорации "Росатом" на НИКИЭТ были возложены обязанности головного исполнителя  и координатора работ.      

У проекта РБМК на ленинградском блоке оказалось много технических нюансов. На реакторе РБМК более 2 тыс. графитовых колонн. Создавать пустоты во всех колоннах было неэффективно. Была предложена схема создания пустот в 300 графитовых колоннах путем разрезания графитовых кирпичей фрезой 12 мм перпендикулярно стреле прогиба. В части колонн делались два взаимно перпендикулярных реза. Для создания основного инструментария подключили ЗАО «Диаконт», ООО «Пролог» и ОАО «НИКИМТ- Атомстрой». Готовую оснастку всех трех компаний испытали на полномасштабном стенде ОАО «ЭНИЦ» в Электростали. На стенде 5 х 5 колонн опробовали резку графита приспособлениями, представленными подрядчиками. Самая эффективная техника получилась у ЗАО «Диаконт». «НИКИМТ– Атомстрой» совместно с ЛАЭС и НИКИЭТ разработал технологию, изготовил инструменты, ООО «Пролог» изготовило основные измерительные инструменты параметров активной зоны.

Проведенные в 2012 г. измерения, позволили выделить зоны графитовой кладки с прогибами:

-меньше 50 мм,

-50-70 мм,

- больше 70 мм.

Предельное значение, полученные при измерениях, – 80 мм. Довольно много каналов имели искривление более 70 мм.

Специалисты ЛАЭС участвовали в испытаниях техники, которые проходили в ЭНИЦ.

В результате были выбраны лучшие образцы, и с 22 января 2013 г. началось их применение на первом блоке. В марте 2013 г. были отработаны вопросы, которые особо интересовали специалистов и ученых: насколько монолитна графитовая кладка, есть ли горизонтальная или вертикальная подвижность. Расчетные прогнозы по применению технологии подтвердились. В конце мая от Ростехнадзора было получено изменение условий действия лицензии. С 29 мая 2013 г. мы перешли от опытной к промышленной работе на графитовой кладке реактора первого энергоблока. С середины сентября 2013 г., когда основной массив работ по восстановлению графитовой кладки был завершен, началась сборка реактора - установка технологических каналов и формирование активной зоны.

Сроки пуска первого энергоблока после ремонта были очень жесткими – ноябрь 2013 г. Поэтому на сборке реактора применялись принципы производственной системы «Росатома», эффективного механизма ускорения работ.

Цель работ по ВРХ - достижение значений стрел прогиба топливных каналов (ТК) и рабочих каналов системы управления и защиты (РК СУЗ) менее 50 мм,а также снижение скорости нарастания стрелы прогиба при эксплуатации до 15 мм/год, была достигнута.

Первый рез, сделанный в январе 2012 г., показал, что графит находится в приличном состоянии. Он не был рыхлым, отколотым. Твердость превышала предельно допустимое значение. При резке фрезой рез получался чистым,без сколов, толщиной 1,5 мм.От резки пилой отказались из-за неудовлетворительного результата.

Все работы внутри реактора выполнялись роботами. Системы управления с пультами управления и компьютерами, формирующими базу данных, находились наверху. Для того чтобы обеспечить необходимую чистоту блоков была разработана система подъёма и очистки графитовых блоков. Разрезанные колонны сдвигались с помощью натяжителя с усилием до 600-700 т. Затем производилась калибровка и расточка каналов под отверстие. Чистота при работе с графитом обеспечивалась системой отсоса-очистки пыли без участия человека. Исходя из консервативного подхода, были установлены дополнительные санпропускники, чаще производилась влажная уборка. Но всё это не понадобилось, так как в результате системы очистки в центральном зале пыли не было вообще. Благодаря разработанной системе очистки дозовые нагрузки (по сравнению с предполагаемыми) снизились почти на 30%.