20 лет назад руководство Казахстана приняло решение остановить и демонтировать первый в мире атомный реактор на быстрых нейтронах БН-350, который являлся главным объектом Мангистауского атомного энергокомбината и обеспечивал энергий огромный регион. Сегодня эта уникальная установка находится в стадии вывода из эксплуатации, которая продлится 50 лет. Что же сейчас происходит на МАЭКе и каковы его перспективы? Об этом – в репортаже informburo.kz.
Честно признаюсь, советские научно-технологические артефакты вызывают у меня благоговейный трепет. Сегодня кажется, что это следы иной – великой и высокоразвитой цивилизации, которая вдруг куда-то испарилась или переместилась в параллельное измерение, оставив ощущение какой-то незавершённости.
Именно к таким артефактам относится БН-350 – первый в мире промышленный реактор на быстрых нейтронах, расположенный на территории нынешнего Мангистауского атомного энергокомбината (МАЭКа) в Актау, на берегу Каспийского моря.
Хотя комбинат является структурным подразделением "КазАтомПрома", никакого атома здесь уже давно нет. Реактор остановлен ещё в 1999 году (решение принято властями РК двумя годами ранее), топливо вывезено на спецхранилище "Байкал", расположенное на территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона, а сама установка находится в процессе вывода из эксплуатации, которая продлится ближайшие полвека.
Комбинат представляет собой комплекс из нескольких тепловых электростанций и опреснительных установок, снабжающих Мангышлак электричеством, теплом и питьевой водой. Но всё же именно реактор, точнее, то, что от него осталось, поглощает всё внимание посетителя МАЭКа. Находясь рядом с этой уникальной установкой, чувствуешь, какой колоссальный объем интеллекта в неё вложен. И что, возможно, именно этот путь является спасением человечества в будущую постуглеводородную эпоху.
Внутри застывшей, будто заснувшей, атомной электростанции хочется молчать, а если говорить, то вполголоса. Эта установка стала настоящим научно-технологическим прорывом в мировой атомной энергетике. Ядерная реакция внутри его активной зоны поддерживалась за счёт так называемых быстрых нейтронов, свободных частиц с очень высокой энергией, выше 0,1 МэВ. На большинстве атомных электростанций мира эксплуатируются реакторы на тепловых нейтронах, с энергией 0,025 эВ.
Пожалуй, самым интересным свойством таких реакций является возобновляемость ядерного топлива. То есть реактор не только его расходует, но и воспроизводит. Подобные реакторы называются бридерами (breeder reactor) или реакторами-размножителями. Они нарабатывают топливо в количествах, превышающих их собственные потребности.
И ещё. На БН-350 можно было нарабатывать оружейный плутоний-239. Это была одна из главных задач персонала, обслуживающего реактор. И, в конце концов, именно этот фактор стал решающим при закрытии проекта в 1997 году. Казахстан, как известно, к этому моменту выдвинул ряд антиядерных инициатив. Вообще, в советские времена все работы на реакторе были строго засекречены, а сам город Шевченко (ныне Актау) был закрытым административным образованием.
Ещё одна любопытная деталь: в качестве теплоносителя на БН-350 использовался натрий – металл, который при температуре +97,81 градусов Цельсия становится жидким. Считается, что жидкометаллический теплоноситель (ЖМТ) очень эффективно снимает тепло при сверхмощных ядерных реакциях. Перекачивался металл специальными циркуляционными насосами.
БН-350 был разработан учёными Физико-энергетического института им. А.И Лепунского в 1960-е годы. А проектировали и строили его специалисты Опытного конструкторского бюро машиностроения (ОКБМ) под руководством выдающегося советского конструктора Игоря Ивановича Африкантова. Ныне организация носит его имя и называется "ОКБМ Африкантов".
Физический пуск БН-350 был осуществлён 29 ноября 1972 года, энергетический пуск – 16 июля 1973-го. В общей сложности реактор безаварийно проработал 26 лет. Специалисты утверждают, что его ресурс был рассчитан на 45-50 лет. Эквивалентная электрическая мощность реактора – 350 МВт. Фактическая – 150 МВт. Ещё 100 МВт шло на отопление и 100 МВт на опреснение воды.
– В настоящее время реактор находится в стадии вывода из эксплуатации, – рассказывает главный инженер Илья Васильев. – После остановки реактора в 1999 году у нас был разработан план первоочередных мероприятий по выводу реактора из эксплуатации, который состоял из пяти частей. Первая часть – это обращение с топливом, вторая – обращение с жидкими радиоактивными отходами, третье – твёрдые радиоактивные отходы, четвёртая – обращение с натрием первого и второго контура и последняя – поддержание здания и сооружений в исправном состоянии. В настоящее время всё топливо вывезено на бывший Семипалатинский полигон. По жидким радиоактивным отходам у нас строится резервное хранилище. По твёрдым радиоактивным отходам – всё на стадии проектирования. Натрий второго контура мы весь слили, разлили по бочкам и отправили на Ульбинский металлургический завод. У нас его осталось чуть-чуть для пусконаладочных работ на установке переработки натрия первого контура, которая в настоящее время доводится до ума. Она уже построена, реально существует, осталось её немного модернизировать. Пока она строилась, появились мысли улучшить её.
– Как у вас обстоят дела с кадрами?
– Практически постоянно у нас идёт отток кадров. Буквально до последнего времени у нас было около 200 человек. После последней модернизации осталось 150.
– Каким образом была заменена энергия, производимая реактором?
– Ранее выработка электроэнергии проходила следующим образом: от реактора подавался пар, этот пар подавался на ТЭЦ-2, где происходило перераспределение. Часть шла на выработку электроэнергии, часть – на опреснительные установки для получения питьевой воды и дистиллята. Сейчас пар вырабатывается только путём сжигания углеводородного топлива – природного газа.
– Помнится, были планы развернуть здесь строительство нового реактора совместно с россиянами?
– Это вопрос политический. Были у нас такие планы. Тут зарезервировано специально место для двух энергоблоков. Но по политическим соображением сейчас место для строительства нового реактора выбрали на Балхаше. У нас резервные мощности позволяют поддерживать город.
– А если бы было принято решение строить реактор здесь?
– Я думаю, это было бы к лучшему. Это рабочие места. Это престиж для комбината. Развивалось бы международное сотрудничество. Хотя и сейчас у нас всё равно постоянно делегации, иностранцы. Предлагают кое-какие свои услуги. Как я уже сказал, продолжаются у нас работы по модернизации установки натрия. И есть перспективные работы по обращению с неядерными радиоактивными материалами высокой мощности. Аналогичное топливо мы хотим перевести на сухое хранение. Оно у нас хранится в бассейне выдержки под водой. Вот сейчас контракт с американцами заключим, будем изготавливать и освобождать бассейны выдержки. В этих бассейнах будем потом хранить продукты переработки натрия – щёлочь в бочках.
Любопытны версии остановки реактора.
Борис Васильев, главный конструктор быстрых реакторов ОАО "ОКБМ Африкантов": "БН-350 стабильно и безопасно проработал 26 лет, и был остановлен не по причине исчерпания технического ресурса, а из-за отсутствия уверенности в качестве обеспечения его эксплуатации после распада СССР".
"Реактор остановлен в 1999-м, проработав с 1973 года. Закрытие связано с выделением США средств на новое опреснительное и отопительное оборудование, а также утилизацией оставшегося топлива," – сообщает Википедия.
На самом деле все боялись, что плутоний-239, который могут наработать на БН-350, попадёт не в те руки.
– Мангышлакский атомный энергокомбинат создавался как единый комплекс, состоящий из реактора, тепловых электростанций и опреснительных установок, – рассказывает руководитель информационно-методического центра "МАЭК-КазАтомПром" Юрий Тётушкин. – Это бы прорыв. Мы находились на полуострове Мангышлак, на котором нет воды. А развивалась промышленность. Для неё нужны были электроэнергия, тепло, питьевая вода.
– Как его строили?
– То время вообще – время энтузиазма, время молодых. В 1975 году я приехал на комбинат. Средний возраст работников был на уровне 25-26 лет. Работа была в радость. На комбинате развивались производства. Это везде был прорыв в науке. Наука была на реакторе, наука была на опреснении. Благодаря этому комбинату вырос прекрасный город, который сегодня называется Актау.
– Если сравнивать два периода в истории комбината – атомный и постатомный, какой более продуктивный, на ваш взгляд?
– Работа реактора улучшала экономику предприятия. Потому что при работе реактора ядерное топливо, которое много лет эксплуатировалось, дешевле газа, который мы сейчас используем. Если бы работал реактор, а он мог бы ещё работать, конечно, нам было бы легче. Будущее за атомной энергетикой. Если бы реактор работал, была бы возобновляемость кадров, опыт бы передавался. А сейчас – тупик. Реактор выводится из эксплуатации, молодым людям здесь делать нечего.
– Что дальше?
– Вопрос к Правительству. Есть мнение, что нужно развивать атомную энергетику, есть противники. Но мировой опыт показывает, что атомная энергетика будет развиваться. Была перспектива строительства на этой площадке совместного российско-казахстанского реактора нового поколения. И более того, вся инфраструктура, которая у нас создана на комбинате, позволяла бы построить реактор. Это бы значительно удешевило строительство, потому что у нас здесь коммуникации, водоподготовка, – всё, что нужно для реактора, у нас здесь есть. Но пока решение не принято.
Работы по тематике создания быстрых ректоров в своё время велись в США, Великобритании, Франции, Германии. Позже в Японии. Сегодня в этой теме преобладает азиатский вектор – Индия, Япония, Китай, Южная Корея. До воплощения в металле дошли две страны – Индия и Япония. Правда, с переменным успехом. Но дальше всех ушла Россия. На сегодняшний день это единственная в мире страна с действующими быстрыми энергетическими реакторами. Это реакторы БН-600 в третьем энергоблоке Белоярской АЭС и БН-800 в четвёртом энергоблоке той же станции. АЭС находится на Урале недалеко от города Заречный Свердловской области. Строительство БН-800 окончено, произведён его физический пуск. В техническом задании на эти установки обозначено следующее: "Создание экологически чистого замкнутого ядерного топливного цикла". Весьма любопытно, не правда ли?
Ещё одной любопытной функцией БН-800 является утилизация оружейного плутония и "сжигание" долгоживущих изотопов из облучённого топлива тепловых реакторов. Таким образом решается и самая больная проблема атомной энергетики – утилизация высокоактивных отходов.
Как уже было сказано выше, сейчас силовая часть МАЭКа представляет собой архаичный комплекс из трёх ТЭЦ, работающих на газе. Углеводородного сырья на Мангышлаке, как и во всём бассейне Каспия, пока много. Паровые турбины и генераторы советского производства. Они исправно крутятся, несмотря на солидный возраст. Всё оборудование строилось в начале 60-х в Ленинграде. В той части зала, где ранее работали турбины, пар на которые шёл от атомного реактора, находится ремонтная мастерская. Пультовая состоит из двух сегментов – старого советского, и современного цифрового. Сам паровой котёл, несмотря на свои гигантские размеры, – довольно изящная инженерная конструкция. Здесь невозможно находиться без акустической защиты.
"Здесь у нас, с этого щита управляются три турбины промышленно-теплофикационные, – рассказывает Ильяс Салаватуллин, и.о. начальника котлотурбинного цеха ТЭЦ-2. – Они вырабатывают электроэнергию и тепло, которые подаются на город, и на производство, где существуют соответствующие потребности. Это две турбины 60-мегаваттные, и одна 80-мегаваттная. По технологическому процессу – котёл, турбина, генератор – всё в цикле. От реактора работали три турбины. Всего у нас 10 турбин, одна из них не эксплуатируется в связи с отсутствием необходимости, остальные работают. Тепловая мощность – около 600 мегаватт".
Уникальная часть комбината – опреснительные установки. Израильский опреснитель компании I.D.E. technologies Ltd. появился на комбинате около пяти лет назад. Его преимущество – горизонтальная система опреснения. Советские опреснители вертикальные. Они старые и расходуют больше энергии. Отходы опреснения – перенасыщенный солями раствор, так называемый рассол, сбрасывается в море по специальному каналу. По своей плотности и химическому составу "рассол" напоминает воды Мёртвого моря.
Вообще, комплекс БН-350 был единственной в мире атомной опреснительной установкой. В советские времена комбинат выдавал 120 тысяч кубометров пресной воды в сутки. Ещё одно новшество – современная опреснительная установка производства французской компании SIDEM. Здесь тоже применяется энергосберегающая горизонтальная схема. Опреснители вырабатывают дистиллят – воду, очищенную от минеральных примесей. Она считается технической. Чтобы вода стала питьевой, в неё добавляют комплекс минералов в необходимых и безопасных для человека количествах.
Итак, сейчас на МАЭКе работают пять из шести старых советских опреснительных установок, одна израильская и две французские. В комплексе они вырабатывают 60 тысяч кубометров дистиллята в сутки. Из него получается 30 тысяч кубометров питьевой воды. Других источников питьевой воды в Мангистау нет. Любопытно, что во время строительства атомного комбината в советском городе Шевченко пресную воду доставляли на полуостров из Баку специальными баржами. Следует учитывать, что пресной воды в будущем потребуется больше, потому что Актау растёт, в регионе развивается промышленность.
А мёртвый, но все ещё красивый БН-350 является главным объектом МАЭКа и служит напоминанием о тех впечатляющих возможностях, которые пока ещё не упущены.
