Проектування українських атомних електростанцій: про що свідчать документи ЦДНТА України
У цьому, 2016 році, буде 30 років від дня коли сталася Чорнобильська техногенна катастрофа, наслідки якої відчутні й до сьогодні. У цій статті хотілось би акцентувати увагу на важливому сьогодні питанні – використання атомної енергетики. Адже для України атомні електростанції – це зараз найбільше джерело енергії.
Атомна енергетика України бере свій початок з 1977 року, коли було введено в експлуатацію перший енергоблок Чорнобильської АЕС. Відповідно до планів розвитку атомної енергетики в Радянському Союзі на території України мало бути споруджено 9 атомних електростанцій. До квітня 1986 року в Україні перебувало в експлуатації 10 енергоблоків, 8 з яких потужністю 1000 МВт (чотири ВВЕР (водо-водяний енергетичний реактор) – 1000 та чотири РВПК (реактор вищої потужності канальний) – 1000).
У період з 1986 по 1990 роки було введено в експлуатацію 6 атомних енергоблоків потужністю 1000 МВт кожний: три на Запорізькій АЕС й по одному на Южно-Українській, Рівненській та Хмельницькій АЕС. А вже в 1990 році Верховна Рада УРСР оголосила мораторій на будівництво нових атомних електростанцій на території Української РСР та на збільшення потужностей діючих АЕС понад ті, які встановлено на 1 серпня 1990 року, терміном на 5 років. Але продіяв він менше часу, адже 21 жовтня 1993 року Верховною Радою України скасувала мораторій. Після того виникли питання, пов’язані з відновленням і реконструкцією недобудованих енергоблоків. Їх спорудження та введення в експлуатацію були необхідні, насамперед, для компенсації потужностей енергоблоків, що відробили свій ресурс, заміни блоків, що не задовольняють сучасним вимогам безпеки. Так наприклад, у 1993 році були відновлені роботи на 6-му блоці Запорізької АЕС.
На сьогоднішній день в Україні працює чотири атомні електростанції: Запорізька АЕС, Южно-Українська АЕС, Рівненська АЕС, Хмельницька АЕС. На них діють 15 енергоблоків типу ВВЕР загальною потужністю 13 880 МВт.
У Центральному державному науково-технічному архіві України (ЦДНТА України), який знаходиться в місті Харків, зберігаються проекти нині діючих атомних електростанцій України – Запорізької та Южно-Української АЕС, а також проект Харківської АТЕЦ, який так і не був реалізований, через мораторій, накладений владою на будівництво атомних електростанцій. Документи були передані на збереження до ЦДНТА України відповідно до плану комплектування.
Документи по Запорізькій АЕС були передані до ЦДНТА України в 2006 році.
У архівних документах написано: «У проекті виконання робіт по монтажу блокової знесолювальної установки блока № 1 Запорізької АЕС розроблена схема основного обладнання. У якості вихідних даних при розробці проекту прийняті кресленики Харківського науково-дослідного проектно-конструкторського інституту «Енергопроект» (відділення спеціалізованого проектного тресту «Теплоелектропроект»).
Блок № 1. Проект виконання робіт монтажу теплообмінних апаратів машинного залу. Монтаж нагрівача низького тиску. 1982 р. (ЦДНТА України, ф. Р-55, к. 1-467, оп. 11/1, од. зб. 77, арк. 2)
На атомній електростанції встановлена турбіна К-1000-60/1500-2. Її технічні характеристики: потужністю 1 114 000 кВт, частота обертання 1500 об/хв., а число регенеративних оборотів 7. Число циліндрів 4, число вихлопів 6. Довжина турбіни 52,24 м. Вона представляє собою одновальний чотирициліндровий агрегат із підвальними конденсаторами та складається із циліндру високого тиску, 3-х циліндрів низького тиску та трьох конденсаторів.
Турбіна забезпечена паровими лабіринтними ущільнювачами. Система підводу пари та підсосу пари із кінцевих лабіринтових ущільнень працює автоматично та забезпечує відсутність протікання пари із ущільнювачів в машзал. Також вона забезпечена системою автоматичного регулювання, що представляє сукупність двох систем: електрогідравлічної та гідравлічної.
Система захисту турбіни по швидкості виконана гідравлічною, по іншим параметрам – електрогідравлічною. В аварійних випадках під дією системи захисту закриваються запірні і регулюючі клапани свіжої пари та промперегріву. Система маслозабезпечення – централізована.
Конденсаторний пристрій турбіни складається із трьох конденсаторів, підвального використання. Вони двоходові, двопоточні по охолодженій воді із поперечним розташуванням охолоджуючих трубок відносно осі турбіни.
Турбогенератор ТВВ–1000–4УЗ. Його потужність 1000000 кВт, а напруга 24000 В. Генератор представляє собою трифазну неявно полюсну електричну машину.
Будівництво блоку № 1 потужністю 1 млн. кВт. 1984 р. (ЦДНТА України, наглядова справа № 62, арк. 16)
Слід відзначити, що Запорізька АЕС найбільша в Україні та Європі електростанція, яка складається з 6 атомних енергоблоків. За підсумками роботи в 2000 році Запорізька АЕС визнана однією з трьох найкращих атомних станцій світу, що повністю відповідають вимогам МАГАТЕ.
Вигляд енергоблоків Запорізької АЕС
Ще одна діюча атомна електростанція України – це Южно-Українська АЕС. Це єдине в Україні підприємство з комплексним використанням базових ядерних і маневрених гідроакумулюючих потужностей, а також водних ресурсів річки Південний Буг. Будівельні роботи зі зведення ЮУАЕС були розпочаті в 1975 році. Перший енергоблок введений в експлуатацію 31 грудня 1982 року, другий – 6 січня 1985 року і третій – 20 вересня 1989 року.
На електростанції встановлена парова конденсаційна турбіна, без регульованих відборів пари, із сепарацією та однократним двоступінчастим паровим проміжним перегрівом типу К-1000-60/1500 призначена для безпосереднього приводу генератора змінного струму типу ТГВ-1000-4 або ТВВ-1000-4, що монтується на загальному фундаменті. Турбіна призначена для роботи на АЕС в блоці з реактором типу ВВЕР-1000. У архівних документах зазначено, що потужність 1030000 кВт, частота обертів 1500 об/хв. Число регенеративних відборів 7, число циліндрів 5, вихлопів 6. Турбіна представляє собою одновальний п’ятициліндровий агрегат з боковими вихлопами пари в конденсатор і складається із циліндра високого тиску, циліндра середнього тиску, 3-х циліндрів низького тиску, двох конденсаторів і ресивера. Вона забезпечена конденсаційними пристроями, із боковим розташуванням конденсаторів, який складається із двох конденсаторів зі збірними пристроями, повітро-відокремлених пристроїв, конденсатних насосів та водяних фільтрів.
В Україні, існує 4 недобудовані АЕС: Харківська АТЕЦ, Одеська АТЕЦ, Кримська АЕС та Чигиринська АЕС. У ЦДНТА України зберігаються проекти не лише реалізованих та діючих АЕС, а й нереалізований проект Харківської АТЕЦ. Він не був втілений в життя через накладений мораторій. Погано чи добре, що проект залишився на папері це лише тема для обговорення.
Недобудована Харківська АТЕЦ
Проект Харківської АТЕЦ потужністю 2000 МВт був розроблений на основі постанови Ради Міністрів СРСР від 26.06.1980 р. № 540–176. Період будівництва АТЕЦ був розрахований з 1985 по 1996 рр. Територія розміщення Харківської АТЕЦ повинна була охоплювати Ново-Водолазький і Готвальдовський (тепер Змієвський) райони Харківської області, які знаходяться в 30 км на південний захід від м. Харкова. Передбачалось, що в експлуатацію перший блок буде введений у 1993 році, а другий в 1995 році.
Харківська АТЕЦ. Блоки № 1, 2. Проект. 1984 р. (ЦДНТА України, ф. Р-31, к. 1-408, оп. 15, од. зб. 18)
Для розселення експлуатаційних та будівельно-монтажних кадрів передбачалось будівництво житлового селища. Слід відмітити, що недобудовані високоповерхівки стоять там і зараз. Під будівництво об’єктів АТЕЦ було виділено 778 га землі, із яких 476 складала пашня та 143 га випас. Дослідникам історії атомної енергетики будуть цікаві документи з історії нереалізованої Харківської АТЕЦ. Окрім проектної частини є листування стосовно виділення землі під будівництво, де кожна з інстанцій давала на це свою згоду. Все це можна прочитати в документах, які зберігаються в ЦДНТА України.
Харківська АТЕЦ. Перспектива промислового майданчика. 1984 р. (ЦДНТА України, ф. Р-31, к. 1-408, оп. 15, од. зб. 102, арк. 28)
Будівництво атомної електростанції – це дуже складне та відповідальне завдання, тому потрібно було прораховувати все, що може статися за час її експлуатації. Був прорахований сценарій поведінки працівників та роботи АЕС під час аварійного режиму. Розглядалось 2 аварійних режиму: режим «малої» аварії та режим «великої» аварії.
Були передбачені спец пральні, які на такому підприємстві просто необхідні. Вони призначалися для обробки спецодягу та допоміжних засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) забруднених радіаційними речовинами. Це спецодяг із бавовняної і лавсанової тканини (халати, комбінезони, куртки, штани та ін.), білизну та рушники; додаткових засобів індивідуального захисту із плівкових і прогумованих матеріалів (фартушки, нарукавники, печатки, напівкомбінезони, пневмокостюми, пневмошлеми і т.д.); спецвзуття. При забрудненні вище допустимих норм спецодяг та ЗІЗ до спецпральні не направляються, а вважаються радіоактивними відходами.
Для забезпечення радіаційної безпеки під час експлуатації АТЕЦ передбачався комплекс технічних та організаційних заходів, направлених на захист персоналу та населення від зовнішнього та внутрішнього опромінення, та довкілля від забруднення радіоактивними речовинами вище допустимих норм, як у випадку нормальної експлуатації так і в аварійних випадках.
На сьогодні ми можемо говорити про щорічне збільшення виробництва електроенергії в Україні за допомогою атомних електростанцій. Це значить, що атомна енергетика перетворилась на основний стабілізуючий фактор енергетичної системи країни. Однак перед Україною стоять ще багато проблем, вирішення яких потребуватиме значних інвестицій, удосконалення технологій, підвищення рівня кваліфікації спеціалістів тощо. Усі ці фактори, а також аналіз енергетичних потреб країни та можливостей їх задоволення свідчать про доцільність і необхідність розвитку в Україні атомної енергетики, адже вона стала вирішальним фактором України в безкомпромісній боротьбі за енергетичну незалежність.
Незважаючи на те, що не всі проекти АЕС були втілені в життя, але ті, що діють на сьогодні в Україні є значним досягненням наших інженерів, конструкторів, адже таке проектування та будівництво дуже продумане та відповідальне, де прораховується все до найменшої деталі. Із цими роботами дослідники та працівники цієї галузі можуть ознайомитись у ЦДНТА України.
За матеріалами Центрального державного науково-технічного архіву України
