Article

ГЛАВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Важным этапом в эволюции уран-графитовых канальных кипящих реакторов (их еще иногда называют водо-графитовыми, подчеркивая, что теплоносителем служит вода, а замедлителем—графит) явилось создание реактора такого типа мощностью 1 млн. кВт (реактор большой мощности канальный — РБМК-1000; 1000 — его мощность в мегаваттах), предназначенного для Ленинградской АЭС имени В. И. Ленина. Первый энергоблок с таким реактором был пущен на этой электростанции в 1973 году, второй — в 1975 году. С пуском в конце 1979 года третьего энергоблока-миллионника Ленинградская АЭС стала одной из самых крупных в Европе. В ближайшее время на Ленинградской АЭС войдет в строй еще один такой энергоблок-богатырь. Реакторы РБМК-1000 строятся или построены и на других АЭС страны — Курской, Чернобыльской, Смоленской.
Главный конструктор мощных канальных реакторов, как и атомного реактора нашей первой АЭС,— академик Н. А. Доллежаль; научное руководство всем комплексом работ, связанных с созданием реактора этой серии, осуществлял академик А. П. Александров (ныне президент Академии наук СССР).

Какие же особенности реактора этого типа сделали его одним из основных на наших АЭС?
Прежде  всего,   отметим  большой   опыт конструирования и эксплуатации таких реакторов, накопленный отечественной наукой и техникой.
Реактор - РБМК-1 ООО не имеет прочного внешнего стального корпуса, несущего давление, а топливные элементы — трубки из циркониевого сплава с таблетками из двуокиси урана размещаются, в отдельных канальных трубах, в которые - подается теплоноситель — вода; трубы эти проходят через отверстия в графитовой кладке, служащей замедлителем нейтронов (устройство реактора и принцип его работы поясняют рисунки на 6—7-й стр. цветной вкладки).

Отсутствие тяжелого корпуса, масса которого у реактора типа ВВЭР (той же мощности) достигает 500 т,— важное достоинство реакторов РБМК. Это освобождает Промышленность от изготовления столь сложных, металлоемких и очень ответственных изделий. Более того, строительство АЭС с реакторами бескорпусного типа не требует для их создания специализированных машиностроительных заводов, так как изготовление таких реакторов с применением традиционной технологии под силу существующим заводам и не связано с их переоборудованием. Это, конечно, позволяет наладить выпуск реакторов типа РБМК в достаточно короткие сроки.
Широкие планы развития советской атомной энергетики, ускоренного наращивания ее мощностей будут эффективны лишь при условии организации индустриальных методов производства реакторов и их монтажа. При этом нельзя забывать и о такой общей тенденции современной техники, как увеличение единичной мощности агрегатов. Ведь именно этот путь открывает возможность повышения технико-экономических показателей АЭС, увеличивает их рентабельность, конкурентоспособность. Но с увеличением единичной мощности энергоблоков возрастают трудности их изготовления.
 
Следовательно, конструкция реактора должна позволять наращивать его единичную мощность, не требуя для этого коренной перестройки производства. Ясно, что достигнуть этого можно в том случае, если, например, в конструкции заложен блочный принцип. Тогда из унифицированных блоков можно собрать реактор практически неограниченной мощности. Конструктивные особенности канальных реакторов полностью удовлетворяют этим требованиям. Известно, например, что в Литовской ССР уже строится Игналинская с реакторами по 1,5 млн. кВт. Разрабатываются проекты реакторов мощностью 2 млн. кВт и более.
Одна из главных особенностей реакторов РБМК — возможность перегрузки топлива на работающем реакторе без снижения его мощности. Это улучшает, экономические показатели АЭС, поскольку в данном случае практически не требуется, как это приходится делать в реакторах типа ВВЭР, заранее загружать в реактор «лишнее» ядерное топливо, предназначенное для восполнения выгорающего в процессе эксплуатации. В реакторе РБМК выгоревшая  топливная  сборка заменяется на новую, свежую сборку без остановки реактора.

Машинный зал Чернобыльской атомной электростанции.
Машинный зал Чернобыльской атомной электростанции. Хорошо видны два турбогенератора мощностью по 500 МВт, работающие от реактора РБМК-1000.

Существенно также, что весьма просто контролировать состояние каждого канала активной зоны реактора ив случае необходимости оперативно заменять, «на ходу», потерявшую герметичность топливную сборку.

К этому следует добавить, что многопетлевая система охлаждения реактора выполнена из трубопроводов относительно малого диаметра, а это повышает безопасность его работы.
И, наконец, еще одна существенная особенность реакторов типа РБМК. Как уже говорилось, они работают по одноконтурной схеме: образование пара происходит непосредственно в самом реакторе. Опыт эксплуатации Белоярской АЭС имени И. В. Курчатова показал, что в реакторах канального типа можно производить и ядерный перегрев пара, то есть получать пар с температурой 500—510°C. Это весьма заманчивая идея, так как позволяет отказаться от громоздких, дорогих парогенераторов и использовать на АЭС такие же турбогенераторы, какие выпускает промышленность для тепловых электростанций. Создание высокоэкономичных АЭС с ядерным перегревом практически целиком зависит от успехов в области материаловедения. Нужны сплавы для тепловыделяющих элементов — твэлов, которые бы отличались соответствующими теплофизическими свойствами, были бы при этом долгоживущими и относительно не дорогими. Важно, что успех в этом направлении, используя реактор типа РБМК, можно реализовать существенно проще и быстрее, чем в реакторах корпусного типа.