«С легким паром!» от Курчатова

«Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества, с которым не может сравниться все им раньше пережитое. Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться через столетия. Но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать силу, которую неизбежно должна дать ему наука?»

Академик В.И. Вернадский, 1922

27 нюня состоялся официальный пуск Обнинской атомной электростанции (АЭС) с выдачей электроэнергии в систему Мосэнерго.
Обнинская АЭС мощностью 5 МВт, запущенная на базе «Лаборатории В» (ныне — Государственный научный центр РФ «Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского»), в посёлке Обнинское Калужской области - стала первой в мире атомной электростанцией.

Энергетический пуск станции состоялся 26 июня 1954 года в присутствии И.В. Курчатова.
Начальник объекта «В» Дмитрий Блохинцев записал в оперативном журнале: «17 часов 45 минут. Пар подан на турбину».
Академики Курчатов и Александров поздравили всех участников исторического события по-русски: "С легким паром!".

Так началась новая эра в истории мировой энергетики...

Первый промышленный. Реактор А-1

Предтечей первой советской (и мировой) АЭС можно считать первый промышленный ядерный реактор А-1 "Аннушка", заработавший на Южном Урале в г. Челябинск-40 (Озерск) в июне 1948 года.
Реактор мощностью в 100 МВт был построен в рамках постановления Государственного комитета обороны СССР «О мероприятиях по обеспечению развития добычи и переработки урановых руд» от 1944 года и предназначался для выработки оружейного плутония для ядерного оружия СССР.


В строительстве комбината № 817 в г. Челябинск-40 принимало участие свыше 45 тыс. человек


Комплекс первого здания. Иллюстрация книги «Атомное сердце России»

Первый энергоблок. Реактор АМ-1

В 1948 г. по предложению Курчатова и в соответствии с заданием партии и правительства начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии.

Теоретические разработки и создание проекта было возложено на Лабораторию «В». В то время ее возглавлял Д.И. Блохинцев.

 
Игорь Васильевич КУРЧАТОВ   и   Дмитрий Иванович БЛОХИНЦЕВ

Ученый совет под руководством Игоря Васильевича Курчатова предложил ядерный реактор, который работал на обогащенном уране. В качестве замедлителя использовался бериллий. Охлаждение осуществлялось с применением гелия. Рассматривались и другие варианты реакторов. Например, с использованием быстрых и промежуточных нейтронов. Также допускались другие способы охлаждения.

В феврале 1950 года в Первом Главном управлении, возглавляемом Б. Л, Ванниковым и А. П. Завенягиным, детально были обсуждены предложения ученых, а 29 июля того же года Сталин подписал Постановление Совмина СССР о разработке и сооружении в городе Обнинске АЭС с реактором, получившим условное наименование "АМ", что расшифровывалось, как "Атом мирный".

Проектировал реактор Н. А. Доллежаль со своим коллективом НИИ "Химмаш". Одновременно велось проектирование станционного оборудования, другими организациями, а также здания АЭС.
Своим заместителем по научному руководству Обнинской АЭС, Курчатов назначил Д. И. Блохинцева, приказом ПГУ Блохинцеву поручалось не только научное, но и организационное руководство строительством и пуском АЭС.
Первым директором АЭС был назначен Н. А. Николаев.


Николай Антонович ДОЛЛЕНЖАЛЬ

В 1952 году велись научные и проектные работы по реактору "АМ" и АЭС в целом. В начале года развернулись работы по подземной части АЭС, строительству жилья и соцкультбыта, подъездных путей, плотины на реке Протве.
В 1953 году выполнен основной объем строительных и монтажных работ: возведен реакторный корпус и здание турбогенератора, смонтированы металлоконструкции реактора, парогенераторы, трубопроводы, турбина и многое другое. В 1953 году стройке дан статус важнейшей в Минсредмаше (в 1953 году ПГУ было преобразовано в Министерство среднего машиностроения).

Начало загрузки активной зоны реактора состоялось в мае 1954 года. А именно 9 числа. Вечером того же дня в нем началась цепная реакция. Деление ядер урана происходило так, что оно поддерживалось самостоятельно. Это был так называемый "физический пуск" станции.
А спустя полтора месяца в июне 1954 года был выполнен уже энергетический пуск АЭС, с подачей пара на турбину.



Основная задача строительства первой АЭС заключалась в проверке технической осуществимости безопасной работы в единой технологической схеме с турбиной в условиях выдачи энергии а сеть, — многие технические решения по реактору были выбраны достаточно консервативными, со значительным запасом надежности. И это было обоснованно.

Несмотря на кажущуюся простоту перехода от одного ядерного реактора к другому, дело оказалось чрезвычайно сложным. Промышленные реакторы (как вышеупомянутый А-1) работали при низком давлении воды в рабочих каналах, вода охлаждала урановые блоки и этого было достаточно.
Схема атомной электростанции существенно усложнялась именно тем, что в рабочих каналах требовалось поддерживать высокое давление, чтобы получить пар необходимых параметров для работы турбины

Чтобы не загрязнять радиоактивностью турбинное отделение АЭС, была применена двухконтурная схема, еще больше усложнявшая электростанцию.

Первый радиоактивный контур включал в себя технологические каналы реактора, насосы для циркуляции воды, трубчатую часть парогенераторов и соединительные трубопроводы первого контура. Парогенератор представляет собою сосуд, рассчитанный на значительное давление воды и пара. В нижней части сосуда размещены пучки тонких трубок, через которые прокачивается вода первого контура с давлением около 100 атмосфер и температурой 300 градусов. Между трубными пучками находится вода второго контура, которая, воспринимая тепло от трубных пучков, нагревается и кипит. Образующийся пар при давлении более 12 атмосфер направляется в турбину. Таким образом, вода первого контура не смешивается в парогенераторе со средой второго контура и он остается "чистым." Пар, отработавший в турбине, охлаждается в турбинном конденсаторе и превращается в воду, ее снова перекачивают насосом в парогенератор. Так поддерживается циркуляция теплоносителя во втором контуре.

Параллельно с тем, как создавалась первая в мире АЭС, в лаборатории разрабатывались стенды. Они были прототипами энергетических установок, которые впоследствии использовались на атомных подводных лодках.


Реактор Первой в мире АЭС

1 — боковая водяная защита;
2 — кожух кладки;
3 — верхнее перекрытие;
4 — сборный коллектор;
5 — топливный канал;
6 — верхняя плита;
7 — графитовая кладка;
8 — нижняя плита;
9 — распределительный коллектор

 

Итоги работы Обнинской АЭС 

Атомная станция имела сравнительно невысокую выходную мощность - 5000 киловатт. В реактор устанавливалось 128 технологических каналов и 23 канала СУЗ. Одной загрузки хватало для работы АЭС на полной мощности в течение 80-100 суток.
Но значение ее сложно переоценить.

Первая атомная электростанция показала всему миру, что атом может не только убивать, но и созидать, помогать людям.



Она была остановлена в 2002 году 29 апреля. В течение 48 лет ее работы были получены данные, которые подтверждали все теоретические выкладки. Оправдались все технические и инженерные решения. Это дало возможность уже через 10 лет (в 1964 г.) запустить Белоярскую АЭС. Причем ее мощность была в 50 раз больше, чем у Обнинской.

Обнинская АЭС еще во времена строительства и пуска превратилась в замечательную школу подготовки строительных и монтажных кадров, научных работников и эксплуатационного персонала. Эту свою роль АЭС выполняла многие десятилетия во время промышленной эксплуатации и многочисленных экспериментальных работ на ней.

 

 P.S. 

Не смотря на очередной виток "атомного психоза" после Фукусимы и последовавшую за ним остановку большого количества реакторов - у атомной энергетики большое будущее.

Об обстановке в этой отрасли и перспективах атомной энергетики - рекомендую цикл статей
"Большая энергетическая война: Ядерная энергетика" [1], [2], [3].