Мог ли крупный промышленник Николай Второв, в годы Первой мировой войны основавший завод по производству боеприпасов, представить, что спустя 100 лет на его предприятии будут создавать ядерное топливо? И снабжать им не только российские атомные электростанции, но и зарубежные.
В начале Великой Отечественной завод перестроился на выпуск реактивных снарядов. А четыре года спустя включился в атомную программу Советского Союза. В 50-е «детище» Второва снабжало ядерным топливом первую в стране АЭС и первый в мире атомный ледокол. А в безденежные 90-е предприятие не чуралось производства пылесосов, фритюрниц и прочих предметов быта.
Сегодня среди потребителей продукции «Машиностроительного завода», входящего в ОАО «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом», десятки предприятий по всей планете. Англия, Швеция, Германия, Индия используют российское топливо в виде ТВС (тепловыделяющих сборок). Работает на электросталевском топливе и наша АЭС в Курчатове.
Все «железо» свое
– Несем гарантии не только по производству, но и по эксплуатации нашего топлива, – рассказывает технический директор завода Игорь Петров. – Раз в год изготовитель встречается с эксплуатирующими организациями, чтобы обсудить итоги работы. Ищем слабые места, принимаем решения, которые позволяют улучшить процесс производства топлива и работы АЭС. Например, лет 20 назад было много нареканий на реакторы БН 600. Начали разбираться. Выяснилось, что проблема в оболочке твэлов (тепловыделяющих элементов) – главного конструктивного элемента активной зоны ядерного реактора. После предъявленных претензий предприятие-изготовитель, у которого мы покупали этот элемент, отказалось учитывать наши требования. Тогда наш завод организовал свое производство.
Сегодня в цехе №52 делают все «железо» для ТВС, кроме циркониевых трубочек для твэлов и контейнеров для транспортировки готового топлива. Поскольку покупатели работают на разных типах реакторов, то и топливо им нужно свое. И отличается оно в том числе внешне. Если в Советском Союзе идеальной формой был признан шестигранник, то евродизайн предполагает квадрат.
Различается и количество твэлов в кассете. К тому же они должны располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга. За это «отвечают» дистанционирующие решетки. Диаметр отверстий в них также должен быть одинаковым, измерение идет даже не на миллиметры. Раньше точность работы станка проверяли вручную специальным блоком, похожим на металлический стержень. Раз за разом его вставляли в каждое из десятков, а то и сотен отверстий. Местные умельцы придумали, как ускорить процесс: теперь диаметр ячеек измеряют с помощью коробки с шариками. Правда, делать это все еще приходится человеку – столь важный контроль машине пока доверить не могут.
Печи для урана
В зависимости от типа реактора различается и «начинка» твэлов – топливные таблетки. Они могут быть различной длины, диаметра, обогащения урана. Завод использует сырье не природное, а уже переработанное – обогащенное. Облучение работников от обогащенного урана не превышает допустимых норм (1-10 миллизивертов в год): дозовые нагрузки на заводе – менее 1 мЗв в год (для сравнения: при флюорографии мы получаем около 0,5 мЗв, за час полета на самолете – 0,1 мЗв).
И все же на участок по изготовлению топливных таблеток журналисты заходят при полном параде: в халатах, бахилах, шапочках и «лепестках» – защитных масках на лицо. Здесь гранулированный порошок диоксида урана прессуют, после чего отправляют спекаться при температуре 1750°C в среде чистого водорода. Испекшиеся таблетки шлифуют и придают нужную для реактора форму. На заводе изготавливают более сотни различных модификаций «начинок» для твэла.
– Таблетки с недопустимыми дефектами нужно изъять, – поясняет начальник участка Рустам Арасланов. – Раньше это делали операторы вручную. Теперь контроль полностью автоматизирован. Брак окисляется и возвращается в оборот, а готовая партия направляется на изготовление кассет.
От твэла до ТВС
На третьем участке цеха №55 тоже нужно прикрывать дыхательные пути «лепестками». Но не везде, а только в зоне, обрамленной желтой линией.
– При вталкивании таблеток в циркониевые трубочки образуется пыль, – поясняет начальник участка Сергей Сачков. – Она очень тяжелая, и дальше линии не летит. Чтобы частички урана не оказались на трубке при сварке, ее обеспыливают.
Когда в циркониевую оболочку помещают таблетки, пружину, втулку, наконечник и заглушку, а потом все это спаивают, получается твэл. Все дальнейшие операции с тепловыделяющими элементами (а их немало) – контрольные. Уровень автоматизации, которого достиг завод сегодня, помогает добиться практически идеального результата: в среднем восемь единиц брака на 10 тысяч изделий.
Готовые твэлы покрывают лаком, обрамляют в каркас (вот где в ход идет «железо» из цеха №52), после чего заталкивают или втягивают в ячейки по одному. Уменьшить трение позволяет горизонтальный тип сборки ТВС – это заводская идея. Потом готовую кассету весом более чем 700 килограммов помещают в стапель – имитацию ячейки реактора. Еще полторы тонны весит контейнер, в который затем упаковывают по две ТВС. По воде, по земле, по воздуху электросталевская продукция отправляется на атомные станции. А в электронной базе завода остаются данные о каждой сборке, чтобы и через много лет можно было узнать, где, когда и при чьем участии она была создана.
Топливо будущего
На «Машиностроительном заводе» собирают ТВС для реакторов типа PWR, BWR, ВВЭР, РБМК (как на нашей «атомке»), БН. Готовы изготавливать топливо и для проекта ВВЭР-ТОИ, который запустят на Курской АЭС-2.
– Плотность и длина топливного столба в новой сборке будет отличаться от уже существующих, – рассказывает Игорь Петров. – Обогащение урана станет выше. Температура теплоносителя будет оптимизирована, паровую фазу, при которой твэлы постоянно горячие, сократят. В целом ВВЭР-ТОИ будет мощнее на 25%, чем реактор предыдущего поколения ВВЭР-1000. А срок службы увеличится вдвое.
Повысится и безопасность объекта. Разработчики обещают, что новый блок выдержит скорость ветра до 56 метров в секунду, землетрясение до восьми баллов, а еще сильнейшее наводнение и даже падение самолета весом до 400 тонн. Вряд ли все эти природные и техногенные катаклизмы грозят Курчатовскому району, но, согласитесь, с такой степенью защиты спокойнее. Уверенности в безопасности АЭС-2 добавляют и такие изобретения, как «ловушка расплава» активной зоны и система пассивного отвода тепла. Если на станции вдруг отключат электроэнергию, активная зона реактора охладится за счет естественной циркуляции воздуха.
Корпус первого энергоблока проекта ВВЭР-ТОИ планируют установить на штатное место в 2020 году. Когда проект будет завершен полностью, пока неизвестно.
Ирина ЛЕГКОПЫТЦЕВА.
Фото автора.
- Комментарии
Загрузка комментариев...
