 |
||
|
По старым страницам: БР-5 и 1963 год Владимир Рычин, AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 18.09.2014 Труды научных конференций романтического периода становления атомной отрасли во многом отличаются от сегодняшних презентаций. И не только большей технической откровенностью и меньшей корпоративностью. В старых сборниках скрупулёзно и педантично доклады снабжали расшифровкой вопросов слушателей и ответов выступавших. На самом деле, состязание умов продолжается и сегодня. Вот только следов на бумаге оно более не оставляет. Итоги четырёхлетия В июне 1963 года в Вене под эгидой МАГАТЭ проходила большая и представительная международная конференция по теме "Эксплуатационный опыт энергетических реакторов". К советскому докладу было привлечено особое внимание. Коллектив авторов в составе Лейпунского, Казачковского, Пинхасика и других подготовил рассказ об опыте эксплуатации БР-5. На тот момент, БР-5 был в строю уже четыре года. Обнинская команда набрала ценный опыт работы с радиоактивным натриевым теплоносителем и оборудованием, предназначенным для натриевых реакторов. Что интересовало собравшихся, и о чём советский докладчик был готов рассказать? В первую очередь, практические особенности ремонта и замены оборудования. Например, насосы первого контура. На БР-5 они были центробежные, погружного типа, с вертикальным расположением вала. Продолжительность работы такого насоса без ремонта определялась подшипниками качения - срок службы несколько тысяч часов. На БР-5 применили дополнительное водяное охлаждение корпуса верхнего подшипника, что позволило на отдельных насосах достичь показателя 14 тысяч часов без замены, а средний показатель составил 8 тысяч часов. На первых порах ремонт насосов на БР-5 производился при полностью слитом натрии из соответствующей ветки контура. Операция была длительной и чреватой загрязнением контура окислами. Было найдено иное решение - натрий сливался лишь частично, оставшийся в нитке натрий замораживался при температуре от +30°C до +40°C. Описание процедуры замены насосов в докладе было дано во всех подробностях. Столь же детально было рассказано о том, как менялись фильтры-ловушки, очищающие натрий от примесей. За первые четыре года эксплуатации их в первом контуре меняли четырежды. Столь же подробно было описано, как менялась с выгоранием активность теплоносителя, как разгружалась активная зона для процедур КГО и как после этого дезактивировался первый контур. Дефектные твэлы В октябре 1961 года активная зона БР-5 была полностью разгружена. В течение восьми суток из неё были выгружены 120 рабочих и экранных пакетов (сборок). Затем 11 пакетов подверглись процедуре паровой отмывки. Для этого в помещении реактора имелась специальная подсистема. Сама отмывка делалась в предварительно нагретом промывочном колодце, куда с помощью разгрузочного контейнера ставили пакет. Колодец герметично закрывался, и через него давался проток пара под давлением 2 атмосферы и с температурой до +140°C. После колодца пар конденсировался, охлаждался и сливался в сборник промывочных вод. При отмывке первой партии для четырёх пакетов было выявлено значительное повышение активности конденсата. Это свидетельствовало в пользу наличия в пакетах дефектных оболочек твэлов. В пробах, отобранных в промывочной воде, обнаружились плутоний и осколки деления. Паровую отмывку, естественно, прекратили, чтобы не вымывать плутоний из твэлов. Пакеты прошли сложную процедуру КГО. В десяти с небольшим пакетах были обнаружены продольные трещины в оболочках. Они возникли вследствие распухания при глубоких выгораниях до 5% в тех местах, где расстояния между топливным материалом и оболочкой были минимальными.
Западных коллег рассказ об этом опыте на БР-5 весьма заинтересовал. Первый же вопрос докладчику - а в этом качестве выступил Николай Николаевич Аристархов - касался природы дефектов оболочек твэлов. За четыре года до конференции в США произошло частичное расплавление активной зоны натрий-графитового реактора SRE, и, конечно же, все хотели знать, чего достигли и как справлялись с проблемами топлива русские. Что было с пластичностью, не наблюдалось ли охрупчивание? Нет, не наблюдалось. Кроме того, топливо (PuO2) в дефектных твэлах осталось в твёрдом состоянии, не было ни расплавленных участков, ни участков, где топливо сплавилось бы с нержавеющей сталью оболочки. Ещё один заданный вопрос был связан с надёжностью методов КГО и прогнозов поведения топлива на БР-5: "Уверены ли вы, что на тех 80% топлива, которые вы вернули в реактор (после полной разгрузки зоны и проверки состояния пакетов), не произойдут новые отказы?". Проблема на тот момент, очевидно, была нетривиальной, и советский докладчик был вынужден признать - используемые на БР-5 методики не позволяют выдавать заключение о полном отсутствии дефектов оболочек у вновь загружаемого в реактор топлива. Более того, в действительности у некоторых из возвращённых в реактор пакетов были твэлы с небольшими дефектами. После возобновления работы БР-5 в газовом объёме корпуса реактора были детектированы изотопы криптона и ксенона, что заставило предположить наличие в зоне нескольких дефектных твэлов. Однако дефекты были малыми, о чём свидетельствовали результаты контроля первого контура. Насосы, топливо, проекты Заявленные в докладе показатели работы насосов на БР-5 для тех времён были более чем неплохими. Делегат C.A.Pursel, приехавший на конференцию от Аргоннской национальной лаборатории, попытался даже, нечаянно или намеренно, преуменьшить достигнутое советскими коллегами в своём вопросе: "Я понял так, что ваши насосы работали примерно 8000 часов без обслуживания, что достаточно неплохо". На самом деле, 8 тысяч часов - это средний показатель, достигнутый к тому моменту. Как уже говорилось, рекордный период на БР-5 был уже 14 тысяч часов. Аргоннец хотел знать, собираются ли на БР-5 переходить на другие типы насосов - например, высокоскоростные или электромагнитные? Ответ был дан в предельно аккуратной формулировке - электромагнитные насосы уже установлены для центрального исследовательского канала реактора, но их производительность не слишком высока. Как мы теперь знаем, в конечном итоге на БР-5 перешли именно на электромагнитные насосы. Как вспоминал Юрий Багдасаров, первоначальные механические насосы оказались слишком тяжёлыми, и поэтому их заменили на электромагнитные.
Фактически, электромагнитные насосы есть ещё только на БОР-60, на втором контуре. Можно сказать, что мы до этой технологии пока не доросли. Хотя я думаю, что придёт время, и мы сможем их освоить для будущих реакторов". "Юрий Багдасаров: взяли и сделали". В первой загрузке БР-5 использовался в качестве топлива диоксид плутония. Элементы из диоксида урана с обогащением до 90% испытывались, но не набирали большого выгорания. Любые данные по плутонию в буквальном смысле слова отрывались тогда с руками. Не исключением стала и венская конференция. Участники хотели знать, увидели ли в Обнинске какие-либо отличия облучённого плутониевого топлива от облучённого уранового. А вот эту информацию советские специалисты предпочли не раскрывать, сославшись на то, что они "не металлурги". Ещё одна тема, бывшая на слуху тогда и будоражащая умы специалистов сейчас - положительные коэффициенты реактивности, которые могут появляться в натриевых реакторах. По БР-5 в одном из докладов было заявлено отсутствие положительного температурного коэффициента. Естественно, возник вопрос - как и чем измеряли? Экспериментальные работы на тот момент ещё продолжались, поэтому подробного ответа не было. Советские специалисты думали тогда над тем, как надёжно разделить при измерениях влияние на реактивность температур теплоносителя и топлива. Разумеется, были вопросы о планах на будущее строительство. В частности, о судьбе ранее заявленных Союзом проектов БН-50 и БН-250, а также о возможном демонстрационном энергетическом реакторе на плутониевом топливе. В этом случае ответ Аристархова был политически выверен: "В Советском Союзе рассматриваются различные проекты быстрых реакторов, включая станцию мощностью 1000 МВт(эл.). Что до проекта БН-50, который был упомянут на Женевской конференции, то, насколько я знаю, сейчас этот проект не планируется". На самом деле, как теперь мы знаем, спустя несколько лет после конференции в Вене было начато строительство БОР-60 и БН-350, которые, собственно, и заменили БН-50 и БН-250. Что же до реактора с плутониевым или уран-плутониевым топливом, то это уже другая история. Ключевые слова: История, Быстрые натриевые реакторы, БР-5, Статьи, Владимир Рычин Другие новости: TEPCO выгрузила из БВ-4 на Фукусиме 1254 из 1533 сборок Работы по выгрузке топлива возобновились 4 сентября после летнего перерыва. АЭС "Козлодуй" опровергла сообщения о подписании топливного контракта с "Westinghouse" Переговоры по поставкам американского топлива не велись. Павел Бажуков был в группе разведки и одним из первых пытался проникнуть в задымленные помещения. |
Герой дня 
Юрий Драгунов: нам помогла инженерная интуиция Ваш институт - главный конструктор РБМК и патриот этого реактора. Беритесь не только за обоснования, но и за генподряд. Беритесь за всё и отвечайте за всю организацию работ. ИНТЕРВЬЮ
Юрий Стужнев МНЕНИЕ
AtomInfo.Ru 
|