 |
||
|
Рудольф Баклушин: технология энергоблоков АЭС с натриевым теплоносителем AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 18.10.2014 Наш давний автор Рудольф БАКЛУШИН, к.т.н., в.н.с. ГНЦ РФ - ФЭИ, выпустил книгу под названием "Технология энергоблоков АЭС с натриевым теплоносителем". Корреспонденты AtomInfo.Ru попросили Рудольфа Петровича представить книгу для наших читателей. ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО Рудольф Баклушин, фото AtomInfo.Ru  История этой книги такая. Когда готовился пуск БН-800, смоленский учебно-тренировочный центр (УТЦ) "Атомтехэнерго" (АТЭ) был назначен головной организацией по организации подготовки персонала филиалов АТЭ к пуску. Почему именно смоленский УТЦ? Так сложилось исторически, с времён министерства, когда направления БН и РБМК по вопросам эксплуатации и пуска были объединены в одном Главке. Смоленский УТЦ организовал несколько циклов лекций. Я был среди лекторов, и по завершению курсов, отталкиваясь от лекций и значительно расширив материал, подготовил книгу "Технология энергоблоков АЭС с натриевым теплоносителем". Сейчас книга издана в Обнинске, объём книги - 300 страниц. Почему я взялся за написание этой книги? Причина, пожалуй, в том, что я остался, наверное, одним из последних могикан, которые с самого начала работали в области натриевой технологии быстрых реакторных установок. После института я сразу пришёл на реактор БР-5, работал на этом первом в стране быстром натриевом реакторе в период его монтажа, освоения и эксплуатации.
Затем участвовал в разработке всех отечественных АЭС с быстрыми натриевыми реакторами - БН-350, БН-600, БОР и других, занимаясь в комплексе натриевыми системами и их технологией (схемы, состав, режимы, безопасность и т.д.). Многие мои предложения органично вошли в проекты этих АЭС. Позднее сосредоточился на подготовке ввода в эксплуатацию первой реакторной установки промышленного масштаба - БН-350. В этот период были разработаны многие вопросы, связанные с вводом блока в эксплуатацию, а также программа ввода. Затем был откомандирован на установку БН-350 в г.Шевченко (ныне Актау, Казахстан). Там я проработал шесть лет в должности зам. гл. инженера по эксплуатации, ответственного не только за организацию эксплуатации, но и за ввод в работу натриевых систем, участвовал в монтаже, пуске, освоении и эксплуатации АЭС БН-350. После возвращения в ФЭИ участвовал в подготовке и пуске энергоблока БН-600 на Белоярской АЭС. Но ведь с момента пуска последнего прошла четверть века. Уходят люди, вложившие в проекты блоков БН свои знания, опыт, инженерную интуицию. Накопленный опыт, добытый тяжело, с большими усилиями, с просчётами и ошибками, постепенно теряется. А вновь привлекаемые специалисты спотыкаются на уже известных вопросах. Вот поэтому я и старался изложить накопленный опыт, сохранить его для новых специалистов, которые будут работать, проектировать и пускать новые станции с блоками БН. Книга обобщает отечественный опыт создания АЭС БН. В ней описываются просчёты и ошибки в проектах и при эксплуатации, упомянуты "шишки", которые мы набивали, неприятности как ожидаемые, так и непредвиденные, с которыми столкнулись. Я попытался не только рассказать о них, но и показать, какие меры принимались для ликвидации возникающих проблем и их последствий, какие извлекались уроки и какие выводы и рекомендации делались для последующих проектов. Книга в значительной мере отражает личный опыт автора. Начинается книга, естественно, с БР-5. Надо прямо сказать, что если бы мы не набрались опыта на этом малом реакторе, то пуск БН-350 прошёл бы далеко не так успешно, как в реальности. Расскажите несколько подробнее о содержании книги. Книга состоит из трёх частей. В первой части после краткого объяснения необходимости быстрых реакторов в структуре атомной энергетики разбираются причины выбора натрия как теплоносителя для таких реакторов, его физические, теплофизические и химические свойства, меры для компенсации химической активности, натриевые пожары и методы тушения, техника безопасности при работе с натрием и т.п. Кратко рассматриваются альтернативные теплоносители, предлагаемые для БР в последние годы. Во второй части рассматриваются натриевые системы и оборудование, даётся их краткое описание (со схемами или рисунками), указываются недостатки первоначальных проектов и эволюция решений во времени, опыт эксплуатации натриевых систем и оборудования от БР-5 до БН-600; особенности проектов БН-800 и БН-1200; Третья часть посвящена особенностям проведения предпусковых наладочных работ на натриевых системах (на основе опыта пусков БР-5, БН-350 и БН-600). По моему мнению, книга должна помочь специалистам, впервые привлекаемым к работе на АЭС БН, понять принципы, на основе которых выбираются проектные решения в энергоблоках с реакторами типа БН, особенности технологии натриевого теплоносителя и, в какой-то мере, овладеть ей. Кстати, книга в течение трёх лет прошла апробацию в ИАТЭ НИЯУ МИФИ как пособие для магистров, изучающих технологию энергоблоков АЭС с жидкометаллическими теплоносителями. Но ведь в изданной литературе есть книги о натриевой технологии? Да, есть. Но последняя, написанная Ф.А.Козловым и его сотрудниками, вышла в 1983 году. Авторы её работали на экспериментальных стендах с объёмом натрия до 1 м3. Я ни в коей мере не отрицаю их громадного вклада в овладение знаниями по натриевой технологии. Но в то же время убеждён, что для овладения любой технологией, в том числе - технологией натриевого теплоносителя для энергоблоков АЭС, недостаточно опытов, проведённых на малых стендах или в лабораторных условиях. Результаты, полученные в таких условиях, рекомендации, которые за ними следуют, далеко не всегда применимы к установкам промышленного масштаба, они часто не отражают реальных опасностей, связанных с теми или иными решениями, не настораживают эксплуатационников. Чтобы это было лучше понято: объём натрия в малых стендах, на которых отрабатываются отдельные узлы или принципиальные решения по оборудованию, составляет около 0,8-1 м3, а в первом контуре БН-600 объём составляет примерно 800 м3. Это не только увеличение масштаба, но и совершенно другие условия эксплуатации, требующие других проектных и конструкторских решений. Для овладения промышленной технологией необходима разработка и эксплуатация крупных энергетических установок. Только это даёт возможность проработать в проекте громадный комплекс вопросов, связать воедино все системы и оборудование, просчитать режимы как нормальной эксплуатации, так и связанные с нарушениями её и авариями, а затем на практике проверить работу полномасштабного оборудования, взаимосвязь и взаимозависимость элементов технологической схемы, прочувствовать влияние масштабного фактора, исследовать и отработать режимы, включая аварийные. Только эксплуатация крупных энергоблоков даёт знания и опыт, необходимые для создания и эксплуатации новых, более совершенных, безопасных, надёжных и экономичных установок будущего. Поэтому я и написал книгу, чтобы рассказать об опыте, полученном при эксплуатации наших первых больших натриевых реакторов. Рудольф Петрович, у Вас ведь есть и другие изданные книги? Да, есть. В середине 2012 года была издана книга "Эксплуатационные режимы АЭС". Она победила на конкурсе, проводившемся Росатомом в 2010 году. Выпущенный тираж (500 экземпляров) разошёлся менее чем за год, но, к сожалению, второй пока не печатают, хотя запросы есть. Другая книга, выпущенная тогда же НИЯУ МИФИ и посвящённая двум вопросам: работе АЭС в энергосистемах и обращению с РАО, осела в библиотеках ВУЗов и практически недоступна. Поэтому третью книгу, о которой выше в основном шла речь, решил издать сам. Между прочим, вследствие ограниченности объёма книги в ней не затронуты или освещены недостаточно такие важные вопросы, как организация ремонтов, подготовка оборудования натриевых систем к ремонту, включая отмывку его от натрия, техника безопасности при работе с натрием и так далее. За прошедшее с момента написания книги я также понял, что зря не упомянул о тех решениях, которые мы заимствовали у зарубежных коллег, не рассказал, как ошибки и неполадки на их реакторах повлияли на наши решения, конструкции, схемы, и некоторые другие вопросы. Наконец, я нашёл новые материалы, описывающие французский опыт. Добавки, к сожалению, в книгу не вошли. Мне кажется, что нам всем нужно серьёзно задуматься над текущим состоянием дел в части подготовки учебников для ВУЗов. С одной стороны, есть требования обучать студентов по новым книгам, изданным в последние годы. С другой, условий для создания таких книг пока нет. Когда-то "Атомиздат" издавал книги по атомной тематике и даже платил авторам неплохой гонорар. А теперь я, написав книгу, должен сам обращаться в какое-либо издательство. И там издадут, только нужно предварительно заплатить 300-400 тысяч рублей. А где их взять? Хорошей идеей было проведение конкурса "Росатома", о котором я упоминал. К сожалению, новых конкурсов не проводится, а жаль. На мой взгляд, такую практику стоит продолжить. У меня на выходе книга, посвященная вводу АЭС в эксплуатацию. В ней будет обобщён технический опыт проведения пусконаладочных работ, физического и энергетического пусков блоков разных типов. Но откровенно скажу, что издавать её снова за собственные деньги мне не хочется, а других вариантов пока не вижу.
Энергоблок атомной электрической станции представляет собой сложный технический комплекс. В его состав входят десятки технологических и электротехнических систем, сотни единиц разнообразного оборудования, тысячи единиц арматуры и приборов контроля. Но работа этого комплекса как единого целого становятся возможными только благодаря персоналу, им управляющему и его обслуживающему. Мировой опыт эксплуатации АЭС, насчитывающий сегодня более 14000 реакторо-лет, и особенно опыт, связанный с возникавшими при эксплуатации нарушениями и авариями, показывает, что почти 50% всех нарушений на АЭС или неоправданного усугубления их последствий связаны в той или иной мере с ошибками человека. Причинами трёх наиболее крупных аварий на АЭС являются как недостатки проекта и ошибки персонала (Три-майл-айленд, Чернобыль), так и недооценка возможного масштаба природных катаклизмов и замедленная реакция на них (Фукусима). Ясно, что деятельность персонала АЭС должна базироваться на глубоком понимании процессов, протекающих в реакторной установке при нормальной эксплуатации и авариях, точном и сознательном соблюдении технологического регламента и эксплуатационных инструкций. Однако одним из наиболее важных уроков нарушений в работе АЭС, начиная от незначительных отклонений и кончая серьёзными авариями, является то, что они очень часто происходили в результате неправильных действий человека. Часто эти события происходили тогда, когда персонал станции не осознавал важности предпринимаемых им действий, нарушал регламент и эксплуатационные инструкции, не знал об условиях, сложившихся на станции, был введён в заблуждение неполной информацией или неправильно её интерпретировал, или просто не полностью понимал энергоблок, на котором работал. Из-за этого доля человеческих ошибок в событиях и авариях достаточно велика. Для исключения ошибок имеются разные пути, в частности, постоянное повышение квалификации персонала АЭС от руководителей до рядовых исполнителей. Тем более глубокое знание и понимание процессов важно, когда речь идёт об овладении технологией новых, перспективных установок, использующих реакторы на быстрых нейтронах и такой экзотический теплоноситель как расплавленный натрий. Главная цель предисловия - достаточно чётко определить границы проблем, которые рассматриваются в работе, чтобы направление её было сразу ясно для читателя. В настоящее время на преобладающем большинстве АЭС в качестве теплоносителя используется обычная вода. Натрий в этом качестве применяется сегодня только на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (или, как говорят специалисты, в быстрых реакторах - БР). Более того, все работающие или строящиеся энергоблоки с БР и опытные быстрые реакторы во всем мире используют как теплоноситель только натрий. Это вносит в схемы и конструкции оборудования реакторных установок (РУ) таких АЭС, в правила ведения эксплуатационных операций и ремонтов специфичные особенности, незнакомые большинству специалистов, имевших ранее дело с реакторами ВВЭР или РБМК. На АЭС с быстрыми натриевыми реакторами (принятое в России сокращение названия реактора - БН, соответственно - АЭС БН, РУ БН) имеются, естественно, системы и оборудование, близкие по конструкциям и принципам работы системам АЭС c реакторами других типов и аналогичным по назначению. Но книга посвящена технологии главным образом натриевых систем и оборудования, их опыту эксплуатации, а также принципам их разработки. Другие элементы, входящие в состав энергоблока АЭС, включая паротурбинную установку, общестанционные системы, частично транспортно-технологическую часть, рассматриваются только в той мере, в какой это необходимо для понимания технологии натриевого теплоносителя и систем, его использующих. Надо чётко понимать, и это подтверждается опытом эксплуатации реакторов разных типов, что выбор теплоносителя определяющим образом влияет на выбор конструкционных материалов, конструкций оборудования и технологических схем, что конструкции оборудования прямо влияют на схему и компоновку системы и наоборот. Рассматривать их всех можно и нужно только с учётом этого взаимного влияния. Поэтому в книге при рассмотрении оборудования внимание уделяется не только его конструктивным особенностям, а в значительной мере тому, как тот или иной вариант конструкции влияет на построение технологической схемы, компоновку и работу системы в целом, на её эффективность, надёжность и безопасность. Употреблённый в названии термин "технология" применяется в настоящей книге в своём широком смысле: это и процесс производства конечного продукта - энергии, это и знание и умение организовать и осуществлять этот процесс эффективно и экономично, это и понимание того, каким требованиям должно удовлетворять оборудование, как соединить его в системы, как, наконец, выполнять операции по управлению, чтобы производство было надёжным и безопасным. В работе уделяется внимание и физико-химическим аспектам использования натрия, особенностям его взаимодействия с другими веществами, методам контроля и поддержания требуемого качества теплоносителя, но делается это, в первую очередь, с точки зрения влияния этих проблем на построение схем натриевых систем, на надёжность и безопасность их эксплуатации. Автор убеждён, что для овладения любой технологией, в том числе - технологией натриевого теплоносителя для энергоблоков АЭС, недостаточно опытов, проведённых в ампулах или на малых стендах. Ибо результаты, полученные в таких условиях, рекомендации, которые за ними следуют, далеко не всегда прямо применимы к реальным установкам, они часто не отражают реальных опасностей, связанных с теми или иными решениями, не настораживают эксплуатационников. Итогом являются неприятные инциденты, которые имели место и на БР-5, и на БН-350, и на других реакторных установках как в нашей стране, так и за рубежом. Для овладения промышленной технологией необходима разработка и эксплуатация крупных энергетических установок. Только это даёт возможность на практике проверить работу узлов полномасштабного оборудования, взаимосвязь и взаимозависимость элементов технологической схемы, прочувствовать влияние масштабного фактора, исследовать и отработать режимы, включая аварийные. Упомянутые выше знание и умение были получены именно в результате создания и эксплуатации в нашей стране реакторных установок, использующих натриевый теплоноситель. Технические и организационные решения, реализуемые в разрабатываемых сегодня проектах, есть результат накопленного опыта. В своём настоящем виде они сформировались в процессе разработки и эксплуатации реакторов и энергоблоков БН. Работа отражает историю развития РУ БН, начиная с первого в стране маленького исследовательского реактора БР-5 (БН-5) и кончая строящимся блоком БН-800 и перспективным БН-1200. Процесс оптимизации и совершенствования принципов и технических решений естественно не закончился на проекте БН-800, они продолжают развиваться в новых проектах, и в первую очередь в проекте коммерческого серийного блока БН-1200, создавая новое качество - конкурентоспособность АЭС БН. В результате, как показали проработки СПбАЭП, удельная стоимость блока с РУ БН-1200 сегодня стала сравнима со стоимостью блока с РУ ВВЭР-1200 (проект АЭС-2006). Ранее стоимость установленного кВт на АЭС БН превышала аналогичную величину для АЭС ВВЭР по разным оценкам на 20-100%. Безусловно, определённые технические решения были заимствованы из зарубежных проектов, но в момент развёртывания работ публикаций было немного, ценных сведений в них - ещё меньше. Одной из причин этого было то, что время разработки наших первых реакторов и АЭС БН (1950-начало 1960 гг.) было временем жёсткого военного противостояния, когда даже факт работ в направлении быстрых реакторов - возможных наработчиков оружейного плутония - считался секретным. Поэтому и возможности заимствования были ограничены, более того, они, несмотря на мнения некоторых руководителей, не касались принципиальных вопросов. Большинство технических решений, используемых в российских проектах, было результатом отечественных проработок и идей. Изложение истории их развития составляет одну из задач книги. Начавшийся с середины 1960 гг. сначала дозированный, потом всё более широкий обмен информацией по быстрым натриевым реакторам с зарубежными странами безусловно вносит положительный вклад в проекты, но основные решения по первым отечественным реакторам - БН-350, БОР, частично БН-600 - уже были приняты. Изменить что-либо кардинально было уже невозможно. Тем более, что и у западных специалистов на их установках далеко не всё шло гладко. К настоящему времени технологией натриевого теплоносителя обладают практически все промышленно развитые страны. Помимо России, это США, Англия, Франция, Германия, Япония, Китай и Индия. Во всех из них строились и работали, или и сейчас работают быстрые натриевые реакторы. Но материал, в котором описан опыт проектирования и эксплуатации их, рассеян по десяткам, если не сотням докладов, статей, сообщений и других источников. В настоящей работе автор попытался по возможности систематизировать материал по опыту ввода и эксплуатации основных отечественных РУ БН, их режимы нормальной эксплуатации, случавшиеся недостатки и нарушения, а главное - выводы из последних, меры, принятые, чтобы исключить повторении их как на данной установке, так и в проектах новых энергоблоков. Предлагаемое пособие, как надеется автор, частично закроет проблему нехватки литературы по реакторным установкам и энергоблокам БН и их технологии; покажет, как системы и оборудование, входящие в состав блока, влияют на возможности блока как единого целого, на его надёжность и безопасность. Особенно это относится к пусковому периоду, или, правильнее говоря, к вводу энергоблока БН в эксплуатацию. Книга должна помочь специалистам, впервые привлекаемым к работе на АЭС БН, понять особенности технологии натриевого теплоносителя и, в какой-то мере, овладеть ей. Книга состоит из трёх частей: В первой части после краткого объяснения необходимости быстрых реакторов в структуре атомной энергетики разбираются причины выбора натрия как теплоносителя для таких реакторов, его физические, теплофизические и химические свойства, меры для компенсации химической активности, натриевые пожары и методы тушения, техника безопасности при работе с натрием и т.п. Кратко рассматриваются альтернативные теплоносители, предлагаемые для БР в последние годы. Во второй части рассматриваются натриевые системы и оборудование, даётся их краткое описание (со схемами или рисунками), указываются недостатки первоначальных проектов и эволюция решений во времени, опыт эксплуатации натриевых систем и оборудования от БР-5 до БН-600; особенности проектов БН-800 и БН-1200; Третья часть посвящена особенностям проведения предпусковых наладочных работ на натриевых системах (на основе опыта пусков БР-5, БН-350 и БН-600). Основной материал книги был изложен автором в лекциях, прочитанных им на семинарах для сотрудников ОАО "Атомтехэнерго", организованных Смоленским учебно-тренировочным центром в 2010-2011 гг. Вследствие ограниченности объёма книги в ней не затронуты или освещены недостаточно такие важные вопросы, как организация ремонтов, подготовка оборудования натриевых систем к ремонту, включая отмывку его от натрия, техника безопасности при работе с натрием и т.д. Ключевые слова: Быстрые натриевые реакторы, История, Интервью, Рудольф Баклушин Другие новости: С 20 по 31 октября на Ростовской АЭС будет проведена предпусковая целевая комплексная проверка энергоблока комиссией Ростехнадзора. Фоторепортаж с конференции "Теплофизика-2014" Конференция прошла 14-17 октября 2014 года. Михаил Гашев уволен по закону о люстрации Уволен также Владимир Холоша. |
Герой дня 
Валентин Романов: процесс живого общения ничем не заменить Экспериментальная база по ускорителям, имеющаяся в ФЭИ, обслуживает атомную отрасль с самых первых лет её существования. Первый ускоритель ЭГ-1 был поставлен в наш институт для проведения работ по обеспечению отрасли ядерными данными. ИНТЕРВЬЮ
Сергей Иванов МНЕНИЕ
Алессандро Алемберти 
|