Как на Среднем Урале создают будущее атомной энергетики

В городе Заречном Свердловской области готовятся к новой крупной стройке — в ближайшие десять лет здесь возведут пятый энергоблок Белоярской атомной электростанции — с реактором быстрым натриевым мощностью 1200 МВт. БН-1200М станет первым в России промышленным реактором такого типа, который сможет использовать «топливо будущего». Сейчас уникальную для страны и мира технологию «обкатывают» на четвертом энергоблоке с реактором БН-800. И это вызов не только для коллектива атомной станции, но и для всей отрасли в целом.

Редакция DK.RU побывала на четвертом энергоблоке Белоярской АЭС, чтобы лучше разобраться в особенностях его работы. С представителями станции мы обсудили не только технические и экологические, но и кадровые вопросы, которые сегодня беспокоят большинство уральских компаний.

История и современность

Белоярская АЭС (входит в ГК Росатом) — единственная на Урале функционирующая атомная электростанция. Введена в работу в 1964 г., в апреле нынешнего года отметила 60-летие.

В первом и втором блоке работали реакторы на тепловых или медленных нейтронах (АМБ-100 и АМБ-200). От действующих они отличались более низкой скоростью движения частиц, взаимодействующих с ядрами атомов в топливе. Их мощность также была ниже — 100 и 200 МВт соответственно.

Сейчас первый и второй энергоблоки окончательно остановлены, отработанное ядерное топливо вывозят на предприятие «Маяк» в Челябинскую область для дальнейшей переработки. Предполагается, что к 2040-м годам первый и второй энергоблоки будут полностью демонтированы.

Третий энергоблок с реактором БН-600 и мощностью 600 МВт был запущен на БАЭС в 1980 г. Несколько лет назад Росатом, оценив состояние реактора, принял решение продлить срок его возможной эксплуатации до 2040 г. Окончательное решение по выдаче лицензии на дальнейшую эксплуатацию примет в 2025 г. государственный надзорный орган — Ростехнадзор.

Третий энергоблок БАЭС

В настоящий момент, помимо третьего энергоблока, работает четвертый с реактором БН-800. Его первоначальный проект был разработан еще в 1980-е гг., но впоследствии существенно дорабатывался, поэтому сейчас его установленная мощность — 880 МВт.  Его ввод в работу был осуществлен в декабре 2015 г.

В сумме два энергоблока Белоярской АЭС сейчас вырабатывают 16-17% от всего объема получаемой в Свердловской области электроэнергии.

Безопасность на высшем уровне

Как и многие крупные уральские предприятия, Белоярская АЭС напоминает город в городе: у каждого энергоблока есть своя развитая инфраструктура (вплоть до отдельных столовых), а на то, чтобы преодолеть расстояние между блоками пешком, придется потратить внушительное время.

Станцию охраняют военнослужащие Росгвардии. Подъезжая к четвертому энергоблоку, мы миновали несколько КПП. А чтобы попасть на его территорию, прошли досмотр, предварительно оставив в автобусе личные вещи и телефоны.

БН-800 спроектирован так, чтобы исключить возможность аварий, подобных Чернобыльской.

• Как и у БН-600, у БН-800 двойной герметичный корпус, и все оборудование, которое может быть подвергнуто радиационному воздействию, находится внутри него.
• Новый реактор оснащен ловушкой расплава из нержавеющей стали, покрытой молибденовыми листами. Если радиоактивное топливо расплавится, оно останется внутри ловушки и радиация распространяться дальше не будет.
• Помимо традиционной системы защиты реактора дополнительно выполнена защита пассивного принципа действия — если главные циркуляционные насосы перестанут функционировать или их мощность окажется ниже 50%, «плавающие» стержни по закону всемирного тяготения под собственным весом опустятся в активную зону, то есть система остановит ядерную реакцию без участия человека.

Энергоблок защитили не только от «внутренних», но и от внешних угроз. Он способен выдержать большую ударную волну, ураганы и смерчи, семибалльные землетрясения, которых на Урале никогда не было, и даже падение на него самолета весом 5,7 тонн со скоростью 100 м/с.

Кроме того, на Белоярской АЭС установлены специальные трубы высотой 106 метров: они позволяют охладить реактор с помощью воздушной тяги, без использования электроэнергии. Так что даже если из-за природных катаклизмов линии электропередачи будут разрушены, это не повлияет на безопасность реактора: остаточный теплоотвод будет обеспечен опять-таки в силу законов природы.

Несмотря на высокий уровень безопасности, станция готова к внештатным ситуациям. Здесь есть собственная пожарная часть. На каждом энергоблоке есть резервный пункт управления блоком. Каждый год проходят учения. А из числа сотрудников даже сформированы спасательные отряды — члены этих отрядов дважды в неделю посещают тренировки и постоянно сдают нормативы, чтобы поддерживать хорошую физическую форму.

Ядерная энергетика станет безотходной

Уникальность реакторов на быстрых нейтронах заключается в том, что они могут более эффективно использовать ядерное топливо и сокращать объем ядерных отходов, предназначенных для захоронения. Также в результате реакций в БН-800 может вырабатываться новое топливо.

Почти на всех атомных станциях России построены реакторы на тепловых нейтронах, для работы которых в качестве топлива используется изотоп уран-235. Но его доля в природном уране крайне мала — она составляет только 0,7%.

В оставшихся 99,3% природного урана содержится изотоп уран-238. Он остается на хранении (так называемые «урановые хвосты») после процесса обогащения урана при производстве топлива. До недавнего времени его не могла использовать ни одна атомная станция России.

Реактор БН-800

Быстрые реакторы превращают уран-238 в новое топливо — плутоний-239 — как для себя, так и для других типов реакторов. Также БН повторно используют отработавшее ядерное топливо других реакторов, употребляя из него недоиспользованный уран и наработанный плутоний.

Исследования по замыканию ядерного топливного цикла с помощью быстрых реакторов велись в Советском Союзе еще с середины прошлого столетия. Но реализовать эти наработки на практике удалось только сейчас.

Реактор БН-800 был создан для того, чтобы отработать технологию замыкания ядерного топливного цикла с возможностью коммерческого применения в ядерной энергетике. Для работы реактора могут использоваться ядерные отходы — отработанное ядерное топливо с других атомных станций, а также оружейный плутоний, — говорит начальник ядерно-физической лаборатории отдела ядерной безопасности и надежности БАЭС Евгений Ляпин. — С момента запуска мы начали частично использовать для работы реактора уран-плутониевое МОКС-топливо, которое производится на предприятиях Росатома. В 2023 г. БН-800 был полностью переведен на «топливо будущего». Сейчас проводятся прикладные исследования, которые позволят увеличить экономический эффект.

Отработанная на БН-800 технология будет применяться на новом БН-1200М. Он будет более мощным, в реактор будет загружаться большее количество МОКС-топлива, частота остановок реактора для обновления топлива сократится.

БН-1200М планируется построить рядом с действующим блоком БН-800. Большая часть работ над проектом уже завершена, сейчас прорабатываются детали, связанные с функционированием активной зоны реактора и капитальными затратами на его строительство. Ожидается, что строительство БН-1200 стартует в ближайшие несколько лет, и завершится к 2035 г.

Машинный зал четвертого энергоблока

Дефицита кадров нет?

Поскольку БАЭС — единственная атомная станция в Свердловской области, для ее эффективной работы требуются уникальные специалисты — например операторы реакторов и турбин. Поэтому предприятие активно сотрудничает с профильной кафедрой Уральского энергетического института УрФУ. Студенты, изучающие ядерную энергетику, проходят стажировки на БАЭС, пишут дипломные работы, а затем трудоустраиваются на станцию. В настоящее время практически все производственные подразделения укомплектованы кадрами.

Сейчас на станции трудится более 2,5 тыс. человек, практически все они — жители города-спутника Заречного. Тем, кто переезжает из других территорий, БАЭС частично компенсирует аренду жилья или дает беспроцентную ссуду на покупку квартиры. Сами сотрудники предприятия рассказывают, что условия работы здесь достойные: средняя зарплата почти вдвое больше средней зарплаты по Свердловской области, у сотрудников блочного пункта управления — еще выше. Правда, не всем удается продвинуться до этих должностей по карьерной лестнице.

Блочный пункт управления четвертым энергоблоком

Например, чтобы стать инженером блочного пункта управления, ответственным за управление турбиной, необходимо иметь опыт работы в машинном зале от 5 до 7 лет и успешно сдать экзамены. Помимо профессиональных знаний, комиссия учитывает физическое и психологическое здоровье кандидата, так как работа связана с высокой ответственностью и сложными условиями труда. В течение рабочего дня нельзя покидать пункт управления, кроме ситуаций, когда в этом есть острая необходимость — на этот случай оператора подменяет начальник смены его цеха, то есть оборудование никогда не остается без человека. Часто приходится работать в ночные смены. А в свободное от них время отрабатываются действия на случай возникновения отклонений в работе оборудования.

По сравнению с третьим энергоблоком в пункте управления четвертого энергоблока работает больше молодых людей. Многие из них еще студентами участвовали в подготовке и пуске БН-800. С запуском БН-1200М коллектив атомной станции вырастет и среди ее сотрудников появятся новые молодые специалисты.

Читайте также на DK.RU: Как работают операторы мощнейшего в мире реактора на Белоярской АЭС / ФОТО