Владимир Васильевич Денисов, главный специалист отделения ОКБ "Гидропресс", заслуженный конструктор РФ.
Владимир Васильевич, Вы занимались парогенераторами для быстрых реакторов?
Я занимался парогенераторами для разных типов реакторов. Работал над сепараторами для РБМК, парогенераторами для ВВЭР… Можно сказать так - я занимался и занимаюсь всеми типами парогенераторов в различных аспектах. В основном, конечно, мне больше всего приходилось выполнять работы по парогенераторами для АЭС БН-600 и БН-800.
Когда я пришёл на работу, парогенератор для установки на БОР-60 в Димитровграде уже был поставлен - это был парогенератор с теплообменным пучком змеевикового типа. А на мою долю выпало работать над проектом парогенераторов для РУ БН-600.
Для БН-600 сначала также предполагалось использовать змеевиковый парогенератор. Тогда все стремились делать дешёвые корпусные парогенераторы. Но, к сожалению, опыт установки ПГ-1 на БОР-60 показал, что эта модель нежизнеспособна. В наших докладах всё это было изложено, и многим это известно.
Эксплуатация ПГ-1 на БОР-60 была прекращена, парогенератор исследован. Был обнаружен значительный эрозионный износ поверхностей теплообмена со стороны воды и пара. Поэтому в итоге отказались от идеи использовать корпусной парогенератор для РУ БН-600. Тогда был разработан проект парогенератора на основе секционно-модульной концепции, которая себя, в общем и целом, оправдала.
Реакторная установка БН-600 работает с 1980 года, и её КИУМ находится на уровне хорошо освоенных установок с ВВЭР (0,7 и более). И это несмотря на то, что вода и натрий - антагонисты. Были там течи, но, поскольку секционная концепция позволяет выводить из работы в случае возникновения каких-либо проблем только отказавшую секцию, а не весь парогенератор, станция фактически не теряла мощности.
Если вернуться к БН-350, то там тоже был неплохой парогенератор. Исследования парогенератора десятой петли, если правильно помню, течей в нём не было, показали, что его состояние было хорошим. Но все остальные парогенераторы подвергались многочисленным ремонтам. Поэтому, в целом, можно сказать, что опыт эксплуатации этого парогенератора был не очень удачным и конструкция дальше в использование не пошла.
Проблемы с парогенераторами на БН-350 были связаны с их конструкцией или с дефектами изготовителей?
Всё-таки, остаётся впечатление, что это была проблема изготовления. Периодически там текли то донышки труб Фильда, то швы приварки труб к трубным доскам. Были большие разрушения трубных пучков, связанные с течами воды в натрий.
И тогда мы обратились за помощью к ЧССР?
Если вернуться к тем временам, то у нас шло мощное сотрудничество с чехами. Тогда разрабатывалось много разных конструкций, они сравнивались друг с другом по технико-экономическим характеристикам. Показалось, что чешская конструкция парогенератора достаточно удачная. Два таких парогенератора были поставлены на одной петле. Они также потекли и подверглись ремонту.
Вы знаете, проблема течи натрия существовала всегда. Она завязана, в первую очередь, на высокотехнологические процессы при изготовлении оборудования. Но я ещё раз хочу сказать, что секционно-модульная конструкция парогенераторов, которая используется на БН-600, себя оправдала. Многолетний положительный опыт её эксплуатации даёт нам сегодня возможность с оптимизмом смотреть вперёд и начинать рассматривать корпусные конструкции.
Такие проработки мы уже сделали для установки с реактором БН-1800…
Именно БН-1800? Не БН-800, который сейчас строится?
"Восьмисотка" строится по типу БН-600, полностью используя опыт проектирования этой установки. Парогенераторы там немного изменены. Дело в том, что на БН-600 тоже были течи натрия. Хотя они не привели к каким-то серьёзным последствиям, но, тем не менее, и мы, и общественность были взволнованы таким поворотом дела - натрий всё-таки есть натрий.
Поэтому на БН-800 что бы уменьшить поверхность, разделяющую воду и натрий, мы отказались от модуля промпароперегревателя. Это, конечно, привело к снижению к.п.д. установки, но должно повысить её надёжность. Хотя последний опыт эксплуатации показывает, что, может быть, мы слишком перестраховались. Как сами понимаете, к.п.д. - вещь тоже приятная.
В целом, конструкция парогенераторов БН-800 остаётся той же самой, что и на БН-600 - секционно-модульной. Помимо того изменения, о котором я сказал ранее, мы ушли от использования нержавеющей стали, которая себя не очень зарекомендовала в тех случаях, когда некачественно изготавливается модуль. Ремонтопригодность модулей из нержавеющей стали оказалась невысокой.
Что касается БН-1800, то мы находимся пока на этапе концептуального проекта. Я немного поясню, над какими проблемами мы сейчас работаем.
Натриевые установки в том виде, в каком они существуют сегодня, очень дороги. Это трёхконтурные установки, то есть, у них есть "лишний" контур по сравнению с ВВЭР. Секционно-модульный подход требует большого количества трубопроводов обвязки, арматуры. Она довольно сложна, и для неё нужны большие помещения. Стоимость за счёт этого получается высокой.
Мы (ОКБМ, ФЭИ, СПбАЭП и ОКБ "ГП") попытались сделать проект трёхконтурной установки БН-1800. На наш взгляд, если мы применим корпусные парогенераторы и интегральный реактор, то трубопроводы станут короткими, объём помещений уменьшится, и для установки такого типа стоимость установленного киловатта сравняется с такой же величиной для ВВЭР.
Понятно, что переход от БН-600 и БН-800 к установке с более чем вдвое большей мощностью потребует затрат на НИОКР. Хотя финансирование на эти цели выделяется скупо, мы работы в этом направлении продолжаем.
А по температуре пара есть ли какой-то предел?
Такой предел, конечно, есть, и многое зависит от материалов. На сегодняшний день, мы не смогли выйти на те температуры пара, которые характерны для традиционных ТЭС (540-565°C). У нас на БН-600 температура натрия 515-518°C, а пара - 505°C.
Дело в том, что на БН-600 материалы выбирались самые дешёвые. Испаритель у нас сделан из стали 10Х2М, а это не позволяло слишком поднимать температуры. Ведь, кроме эксплуатационных пределов, мы должны учитывать и переходные режимы, которые могут по тем или иным причинам возникать в парогенераторах.
Для БН-1800 мы рассматриваем возможность повышения температуры до 525-530°C. По идее, с применением высоконикелевых материалов есть возможность дойти даже до 550°C. Но там мы можем столкнуться с другим ограничением - со стороны реактора, по пределу температур оболочек ТВЭЛ. Поэтому пока что не реально добиться температур выше 525°C.
Приходилось слышать мнение о том, что натриевая технология сложна в освоении…
Натриевая технология в России, я считаю, освоена хорошо. У неё есть свои плюсы и минусы. Все знают, что натрий взаимодействует с водой - но, с другой стороны, он положительно влияет на свойства металла. Там, где движется натрий, нет коррозии.
Да, есть у натрия свои проблемы (вспомним хотя бы про обезуглероживание). Но, в целом, эта технология показала себя достаточно удачной.
Можно Вас попросить сравнить отечественный опыт проектирования парогенераторов для быстрых натриевых реакторов с зарубежным?
Я думаю, что наш опыт по парогенераторам можно считать лучшим в мире. Кроме "Феникса", который является демонстрационной установкой, больше ничего за пределами сейчас не работает. В Китае сейчас строится быстрый реактор CEFR, и на нём будут наши парогенераторы.
Кстати, они сначала собирались поставить у себя какие-нибудь другие парогенераторы. Но вы понимаете, использовать не исследованные конструкции парогенераторов в реакторных установках нельзя - они должны быть прежде полностью отработаны на стендах. Хотя сейчас и существуют мощные расчётные программы, но говорить о том, что парогенератор просто можно "выдумать" и сделать без исследований на стендах - мне кажется, не приходится.
Американцы, которые в своё время были лидерами в быстром направлении, не сделали мощного парогенератора, который проработал бы в энергетическом режиме. Они предлагали конструкцию типа "клюшки" - но кто её знает, как она будет работать? Конечно, можно применить более дорогой коррозионно стойкий конструкционный материал, но с ним свои проблемы. Да и сами по себе гнутые элементы нигде себя хорошо не показали. Жаль, что закрыт французский реактор "Суперфеникс", где был мощный парогенератор с витым пучком. На моделях у них всё было хорошо. Было бы интересно узнать, как он покажет себя в процессе длительной эксплуатации. Но как только они вышли на 100%, блок был остановлен (не по причине ПГ).
И ещё немного об истории. Расскажите, пожалуйста, кто начинал эти работы в ОКБ "Гидропресс".
Я пришёл сюда в 1966 году, когда уже были сделаны парогенераторы для БН-350 и ПГ-1 для БОР-60. Их разработкой занимались В.Ф. Титов, Б.И. Лукасевич.
Одним из основных участников разработки ПГ БН-600 был Халецкий Эдигей Эскендерович. Он вёл эту работу с самого начала. Меня подсоединили к нему в группу, как тогда говорилось, для усиления (группы). Молодёжи было очень много. Когда пошёл выбор модулей, делались технико-экономические прикидки по определению оптимальных размеров конструкции, и в них активно участвовал Виктор Кунцов. Вообще, работало над парогенераторами очень много людей.
Конечно, не отходили от дел и ведущие специалисты, которых я уже называл - Титов и Лукасевич. Валентин Филиппович был вовлечён больше в создание парогенераторов для БН-600, а Борис Иванович был связан, в основном, с парогенераторами для БН-350. Через Лукасевича проходили все перипетии с ремонтами в Шевченко и пуск БН-600. Много сил отдали проекту конструкторы Нефедьева А.А., Коростелёва Т.М., Юрий Владимирович Максименко, который до сих пор работает в ОКБ "Гидропресс".
Много наших тогда ездило на площадки, а чертили и считали для парогенераторов, наверное, пол-"Гидропресса". Ведь проектирование парогенераторов требует больших трудовых затрат! Считали мы на линейках, потом перешли на арифмометры. Компьютеры к нам пришли, как говорится, "глубоко потом", когда уже проект был сделан (Владимир Васильевич улыбается).
И, между прочим, несмотря на то, что компьютеров не было, качество нашей работы было достаточно высоким. Результаты эксплуатации БН-600 показывают, что мы со своей задачей справились неплохо - и это несмотря на то, что и конструкция была абсолютно новой.
Конечно, нам сильно помогли испытания на БОР-60. Эта установка предназначалась не только для исследований активных зон. Это был инструментарий для испытаний оборудования, в частности, парогенераторов. Нам удалось поставить на БОР-60 практически модель 1:1 парогенератора БН-600, и на ней мы прошли приличный этап подготовки к пуску БН-600. Такую систему, на мой взгляд, надо бы поддерживать и в будущем.
Вот, кстати, вопрос о системе. У нас образовался длительный перерыв в процессе создания быстрых реакторов. С момента пуска последнего из них - БН-600 - прошло почти 30 лет. Не скажется ли это отрицательно на БН-800?
Это плохо, конечно, ведь люди должны какой-то другой работой заниматься. Документация лежит, основа части принятых решений забывается. Это видно даже по тому, как иногда спрашивают по БН-600 - почему там было сделано так, а не иначе? Такой большой перерыв ничего хорошего нам не принёс.
Но, в любом случае, проект БН-800 пришлось переделывать. Конечно, не с нуля - принятые в нём принципиальные решения остаются неизменными. Но меняются материалы, технические условия, правила. Надзорные органы принимают новые документы, и их надо обязательно учитывать в проекте.
Так что, изменения в проект БН-800 были внесены основательные. Мы использовали для этого самые современные вычислительные коды и другие достижения. Стал ли проект от этого лучше? Должен стать, я думаю. Мы выполнили большой объём работ, который раньше мы просто не могли сделать. Например, раньше мелкие трубопроводы мы не считали, а просто рисовали в схемах. Сейчас мы можем учесть в расчетах всё до последней гайки.
Спасибо за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
ДАТА: 28.05.2008
Темы: ОКБ Гидропресс, Быстрые натриевые реакторы, История, Интервью
