Российская атомная энергетика за рубежом

Виктор Васильевич Козлов, 2019

Сегодня, когда экспортный портфель Государственной корпорации «Росатом» превышает 130 млрд долларов, почти втрое превышая объем заказов по вооружению, став основой высокотехнологичного экспорта РФ, весьма уместно обратиться к истории этого направления деятельности сначала в СССР, а затем и в России. Книга легко читается, в ней пользу найдут не только те, кому интересна историческая часть атомного экспорта, но и те, кому небезразличны технические уроки, порой сегодня забытые, и потому особенно ценные. В качестве иллюстраций в книге использованы фотографии из личного архива автора.Дизайн обложки: Козлова Анастасия.

Глава 1. Развитие атомной энергетики России в период 1955–1973 год

Работая в Минтяжмаше СССР и приезжая в командировки на крупные заводы отрасли я столкнулся с тем, что на них изготавливается много оборудования для зарубежных атомных электростанций. Я стал интересоваться этой темой, читал специальную литературу и открыл для себя широкую панораму развития атомной энергетики СССР и сотрудничества с зарубежными странами в этой области.

1.1. Первые международные соглашения и создание организационной структуры управления сотрудничеством

К тому времени в Советском Союзе уже на практике была доказана возможность получения электроэнергии от ядерного реактора. В июне 1954 г. в г. Обнинске под Москвой была построена и пущена в эксплуатацию первая в мире АЭС мощностью 5 МВт. Позднее, под городом Воронеж, были сооружены первые промышленные энергоблоки Нововоронежской АЭС. В сентябре 1964 года начал свою работу первый блок, в декабре 1969 года второй. На энергоблоках эксплуатировались реакторы ВВЭР-210 (1 энергоблок) и ВВЭР-365 (2 энергоблок)

История развития международного сотрудничества в области атомной энергетики началась в 1955–1956 гг., когда бывший СССР подписал первые двухсторонние соглашения с рядом стран об оказании им научно-технической помощи в создании научных ядерных центров и технического содействия в сооружении первых опытно-промышленных атомных электростанций в бывшей Чехословакии и в бывшей Германской Демократической Республике

В соответствии с двухсторонними межправительственными соглашениями уже к началу 1973 г. в шести странах (ГДР, НРБ, ВНР, Финляндия, ЧССР и СРР) проектировались и строились АЭС с реакторами ВВЭР-440, а также были приняты национальные программы развития атомной энергетики, которые предполагали сооружение новых или расширение уже строящихся АЭС.^[1]

Придавая большое значение использованию атомной энергии в мирных целях и стремясь содействовать развитию международного сотрудничества в этой области, уже в апреле 1955 г. советское правительство в Обращении к странам Восточной Европы, Индии, Египта и другим странам заявило о своей готовности передать им соответствующий научно-технический опыт, накопленный в Советском Союзе.

Выполнение работ по развитию и реализации международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии Правительство СССР поручило Министерству среднего машиностроения, организации и предприятия которого имели многолетний опыт работы с атомной энергией. Сотрудничество предлагалось сразу по нескольким направлениям освоения атомной энергии:

• создание ядерных научно-исследовательских центров;

• строительство производственных предприятий;

• строительство опытно-промышленных АЭС;

• обмен научным и техническим опытом;

• образование объединенного института ядерных исследований и совместная работа советских и зарубежных специалистов в этом институте;

• подготовка инженерных и научных кадров.

Подтверждением этой политики Советского Союза стало заключение в апреле–июне 1955 г. первых соглашений об оказании Советским Союзом научно-технической помощи в области мирного использования атомной энергии с ГДР, ЧССР, СРР, НРБ, ВНР и с другими странами.

В рамках программы сотрудничества Советский Союз предлагал три типа исследовательских реакторов, под-критичные сборки для учебных целей, циклотрон на 25 МэВ, радиационные лучевые установки с кобальтом-60, физические и радиохимические лаборатории для производства изотопов на нужды медицины и промышленности и создание на их основе современных научно-исследовательских атомных центров.

В соответствии с этими соглашениями к середине 60-х годов в Чехословакии, ГДР, Венгрии, Румынии, Польше, Болгарии, а также в Югославии, Египте, Ираке и КНДР были созданы современные, по тому времени, научно-исследовательские центры, в которых уже проводился широкий комплекс научных и практических работ:

• в 1956 г. под Москвой в г. Дубне открылся Объединенный институт ядерных исследований;

• в 1958 г. в Китае в Институте ядерной физики пущен первый исследовательский реактор, а в 1960 г. построен Физический институт в Ланьчжоу и циклотрон У-150 с энергией дейтронов 18МэВ;

• в 1959 г. в ЧССР (г. Ржеж) сооружен исследовательский реактор ВВР-С тепловой мощностью 4 МВт;

• в 1960 г. в ГДР (г. Дрезден) в Институте ядерных исследований введены циклотрон У-120, исследовательский реактор ВВР-С тепловой мощностью 2 МВт, комплекс физических и химических лабораторий;

• в 1960 г. в СФРЮ в Центре ядерных исследований построен крупный научный центр им. Бориса Кидрича с тяжеловодным реактором мощностью до 10 МВт, радиохимической лабораторией и лабораториями различных направлений;

• в 1961 г. в Египте сооружен исследовательский реактор на 2 МВт;

• в НРБ (пос. Панчево близ г. Софии) создан Институт ядерной физики с экспериментальным реактором ИРТ и радиохимической лабораторией;

• в СРР (г. Бухарест) в Институте ядерных исследований построены циклотрон У-120 и исследовательский реактор типа ВВР-С мощностью 2 МВт;

• в ВНР (г. Дебрецен) созданы Институт ядерных исследований и Центр по подготовке персонала для атомной энергетики с исследовательским реактором ВВР-С мощностью 2 МВт и институт ЦИФИ в г. Будапешт;

• в 1963 г. начались работы по созданию исследовательских центров с типовым набором установок и оборудования в Ираке, КНДР, Гане и Индонезии. В 1965–1966 гг. в Ираке и КНДР центры были введены в строй, а в Гане и Индонезии были прекращены работы (из-за политических событий);

• в 1975 г. в ПНР в Институте ядерных исследований построен реактор ВВР-С, а затем сдан в эксплуатацию исследовательский реактор «Мария» на 40 МВт, построенный по проекту польских конструкторов с участием советских организаций;

Для указанных центров советские организации разработали, изготовили и поставили девять атомных исследовательских реакторов от 2 до 10 МВт, в том числе шесть водо — водяных реакторов корпусного типа, два реактора бассейнового типа на обычной воде и один реактор, работавший на тяжелой воде. Было также поставлено шесть циклотронов на энергию 25 МэВ, семь радиохимических и такое же количество физических лабораторий с современным оборудованием и приборами.

Создание при научно-технической помощи СССР центров ядерных исследований, проектно-конструкторских организаций, экспериментальных баз, опытных установок, а также подготовка квалифицированных национальных кадров позволили приступить к сооружению в странах-членах СЭВ промышленных АЭС в рамках принятых странами программ разлития атомной энергетики.

Исходя из того, что масштабы развития атомной энергетики, расширение географии строительства АЭС создают благоприятные возможности для углубления международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии, Советский Союз снова стал инициатором организации такого сотрудничества.

В 1956 г. были подписаны первые два соглашения о техническом содействии СССР в сооружении опытно-промышленных АЭС: в ГДР — АЭС «Райнсберг» с реактором типа ВВЭР мощностью 70 МВт и в ЧССР — АЭС А-1 «Богунице» с тяжеловодным реактором мощностью 150 МВт.

Для руководства всей работой по реализации обязательств советской стороны, а также для осуществления сотрудничества с другими странами и международными организациями в марте 1956 г. было создано Главное управление по использованию атомной энергии при Совете Министров СССР во главе с первым заместителем министра среднего машиностроения Е.П. Славским (впоследствии было переименовано в Государственный комитет — Госатом СССР). Руководителями Главатома (Госатома СССР) были B.C. Емельянов и А.М. Петросьянц.

Главное управление в своем составе имело несколько крупных подразделений, отвечавших за различные направления специальных работ, в том числе и Управление по строительству АЭС, которое осуществляло руководство работами по АЭС «Райнсберг» в ГДР и АЭС А-1 «Богунице» в ЧССР. Начальником этого управления был А.Н. Григорьянц. Координацию работ научных и конструкторских организаций по разработке атомных исследовательских реакторов и радиохимических лабораторий осуществлял отдел одного из управлений Главатома. Начальником этого отдела был Ю.В. Архангельский.

Управление по международным связям координировало в Главатоме всю работу по сотрудничеству с другими странами и международными организациями. В составе этого управления был отдел, который выполнял функции генерального поставщика как по строительству атомных научно-исследовательских центров, так и по поставкам оборудования для сооружения опытно-промышленных АЭС в ГДР и ЧССР. Начальником этого отдела, а затем заместителем начальника Управления был В. К. Монахов.

Среди конструкторских организаций следует отметить конструкторское бюро Подольского машиностроительного завода им. Орджоникидзе (впоследствии выделилось в самостоятельную организацию и получило название ОКБ «Гидропресс»), машиностроительные артиллерийские заводы в г. Подлипки (Московская обл.), а также ОКБ завода «Уралмаш».

Генеральным проектировщиком атомных научно-исследовательских центров являлся Проектный институт Минсредмаша ГСПИ-11. В решении проектных вопросов непосредственно принимал участие директор Ф.З. Ширяев, а также начальник отдела Е.Л. Макеев, главные инженеры проектов А.Д. Прокудин, З.В. Сагутонова и другие ведущие сотрудники института.

Большой вклад в практическую реализацию конструкторских и проектных решений внес Первый специальный монтажный трест Минсредмаша, начальником которого сначала был А.А. Ефимов, затем С.Д. Николаев. Они лично занимались конкретными вопросами монтажа атомных реакторов, ускорителей и другого оборудования. Сотрудники треста И. П. Орехов, В. И. Каменский, Г.А. Топильский, В. М. Котлов и другие на площадках строительства руководили группами советских специалистов.

Научное руководство практически всеми направлениями осуществлялось Институтом атомной энергии им. И. В. Курчатова. В рассмотрении наиболее сложных вопросов принимал участие директор института А. П. Александров, решением текущих вопросов занимались В.В. Гончаров, Ю.М. Чернилин, С.А. Скворцов, В.А. Сидоренко, Г.Л. Лунин и большая группа научных сотрудников института.

Упомянутые выше межправительственные соглашения по научно-техническому сотрудничеству и сооружению опытно промышленных АЭС в ГДР и ЧССР имели своей целью два основных направления: во-первых, и это главное, подготовка национальных кадров и приобщение вышеупомянутых стран к проблемам использования атомной энергии в мирных целях; во-вторых, совместный поиск и отработка оптимального с физической и технологической сторон варианта создания атомного реактора для промышленных АЭС.

Напряженная работа по реализации этой программы продолжалась более 10 лет.

Выполнение этой программы, а также обязательств советской стороны по международному сотрудничеству в части сооружения атомных центров, проведение одновременно большого объема работ по дальнейшему развитию атомной промышленности, совершенствованию и созданию новых АЭС требовали огромного напряжения специализированных советских организаций. В этих условиях было совершенно естественным приобщить технический и научный потенциал таких стран, как ЧССР и ГДР, к проблеме отработки атомного энергетического реактора для промышленных АЭС, в частности ЧССР к разработке атомного реактора на тяжелой воде и ГДР к программе создания водо-водяного реактора.

Кроме того, Минсредмаш (Министерство среднего машиностроения СССР) приняло на себя основную нагрузку в решении проблемы отработки атомных энергетических реакторов для АЭС.

В ИАЭ им. И.В. Курчатова и во ВНИИНМ им. А.А. Бочвара проводился большой объем работ по изучению радиационной стойкости металла, а также по отработке твэлов для указанных выше реакторов.

Первой атомной электростанцией, строительство которой за границей было осуществлено при техническом содействии советских организаций, стала АЭС «Райнсберг» в ГДР, главным инженером проекта была Ю.Н. Фомина.

При строительстве АЭС «Райнсберг» в ГДР (пущена в эксплуатацию в мае 1966 г.) были использованы конструкторские решения по блоку 1 Нововоронежской АЭС. На этой АЭС проверялись проектные решения по водо-водяному реактору и, в частности, были испытаны вертикальные парогенераторы, аналогичные применявшимся на атомных энергетических реакторах западного типа PWR, основным разработчиком которого была американская фирма «Вестингауз». Однако такие парогенераторы, которые обеспечивали передачу тепла от реактора к турбогенератору, имели частые отказы из-за зашлаковывания нижней части парогенератора. Поэтому советские конструкторы пошли по пути применения горизонтальных парогенераторов.

Для АЭС «Райнсберг» советские организации разработали технический проект на базе технических решений для Ново — Воронежской АЭС, поставили основное оборудование: реактор с системой регулирования и управления, главные циркуляционные насосы, турбоагрегат мощностью 70 МВт и вспомогательное оборудование к ним. Часть оборудования, включая вертикальные парогенераторы, была изготовлена в ГДР.

В тесном сотрудничестве специалистами СССР и ГДР был разработан рабочий проект этой АЭС, осуществлено строительство, произведен монтаж и пуск электростанции.

Основные характеристики АЭС «Райнсберг»

Тепловая мощность — 263 МВт

Электрическая мощность — 70 МВт

Коэфициент полезного действия — 26,5%

Давление в первом контуре — 100 атм

Число циркуляционных петель — 3

Тип парогенератора — Вертикальный

Температура теплоносителя:

На входе в реактор — 250 С

На выходе — 268 С

Топливо — Слабообогащенный уран

На всех этапах сооружения АЭС «Райнсберг» активное участие принимали специалисты проектных, конструкторских, монтажных и наладочных организаций и предприятий СССР, а также заводов-изготовителей оборудования. С ее пуском началось промышленное использование атомной энергии в ГДР.

Эксплуатация АЭС «Райнсберг» в течение более 20 лет показала надежную работу технологического оборудования и станции в целом. Эта АЭС стала в ГДР центром научно-исследовательских работ в области ядерной энергетики, а с введением в строй тренажера в 1974 г. — одновременно и центром обучения и повышения квалификации персонала для АЭС. На тренажере и теоретических курсах АЭС «Райнсберг» до 1979 г. было обучено более 3400 чел., в том числе 225 специалистов из стран-членов СЭВ.

При техническом содействии СССР в конце 1972 г. была введена в эксплуатацию первая атомная электростанция в ЧССР — АЭС А-1 «Богунице», расположенная в пос. Богунице в Западной Словакии. На этой АЭС был установлен тяжеловодный корпусно-канальный реактор КС-150 с газовым теплоносителем, работающий на природном уране.

Основные характеристики АЭС «Богунице»

Тепловая мощность реактора — 540 МВт

Электрическая мощность — 140 МВт

Замедлитель — тяжелая вода

Теплоноситель — Углекислый газ

Топливо — Природный уран

Технический проект реакторной установки был разработан Институтом теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова, который в течение всего периода строительства осуществлял научное руководство. Твэлы для реактора были разработаны Харьковским физико-техническим институтом. Перед пуском станции из Советского Союза была поставлена тяжелая вода.

Это, пожалуй, единственная АЭС, рабочий проект которой был разработан чехословацкими организациями (ОКБ заводов «Шкода», Пльзень) при технической помощи Ленинградского отделения Теплоэлектропроекта; почти все оборудование, включая корпус реактора, сконструировали и изготовили чехословацкие предприятия. Впервые в истории реакторостроения чехословацкие специалисты разработали и осуществили сварку обечаек корпуса реактора на площадке строительства. Прежде чем это осуществить, были проведены исследования радиационной стойкости чешского металла на одном из советских промышленных реакторов.

Чехословацкая сторона полностью выполнила свои обязательства по межправительственному соглашению, связанные с отработкой тяжеловодного направления в реакторостроении. По настоянию ЧССР было даже подписано межправительственное соглашение о сооружении в ЧССР АЭС мощностью 300 МВт с тяжеловодным реактором, ибо чехословацкая промышленность была готова к решению этой задачи.

Однако это направление не было реализовано, так же как и не получила развития АЭС А-1, поскольку электростанция с тяжеловодным реактором технологически была крайне сложна и не могла быть применена для серийного строительства промышленных АЭС.

При сооружении АЭС А-1 «Богунице» советскими и чехословацкими специалистами был решен ряд сложнейших инженерных и технологических проблем, в том числе:

• разработана технология производства ядерного топлива;

• обоснованы физические характеристики реактора;

• изготовлен уникальный корпус реактора, включая разработку специальной стали для него;

• создана загрузочно-перегрузочная машина для замены топлива в реакторе «на ходу»;

• созданы турбокомпрессоры большой мощности на давление 65 атм.

В этих работах участвовали Институт теоретической и экспериментальной физики (Москва), техническое бюро «Энергоблок» (Ленинград), Харьковский физико-технический институт и ряд специализированных организаций СССР, совместно с заводами «Шкода» (Пльзень), ЧКД (Прага), «Сигма», «Хомутов» и другими чехословацкими заводами и организациями.

В последующем на АЭС «Богунице» сформировался крупный научно-технический центр атомной отрасли Чехословакии, в который затем вошли Институт эксплуатации АЭС (ВУЙЕ), АЭС В-1 и В-2 «Богунице», а также учебный центр для подготовки персонала.

1.2. Соглашения об оказании технической помощи в сооружении АЭС

Следующий этап международного сотрудничества в области атомной энергии характеризуется подписанием Советским Союзом, начиная с 1965 года в рамках широкомасштабного сотрудничества, ряда двухсторонних межправительственных соглашений на оказание технического содействия при сооружении АЭС, включая и выполнение работ на условиях подряда.

К этому времени в европейских социалистических странах практически завершился первоначальный этап создания научной и экспериментальной базы, период подготовки национальных кадров в области мирного использования атомной энергии, включая науку и инженерные вопросы. Были созданы условия для развития промышленной атомной энергетики.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

До 1987 года за рубежом было построено около 30 энергоблоков АЭС и порядка десяти ядерных научно-исследовательских центров.

Станции, построенные при технической помощи СССР в Болгарии, Венгрии, Чехии, Словакии, Финляндии и ряде других стран, работают надежно, в большинстве случаев гарантийные показатели превышены. АЭС «Ловииза» в Финляндии и АЭС «Пакш» в Венгрии по своим технико-экономическим показателям входят в число пяти лучших АЭС в мире.