Как выглядит атомная станция внутри
Ленинградская АЭС изнутри
В настоящее время в России работает 10 промышленных атомных электростанций, на которых эксплуатируется 31 энергоблок общей мощностью свыше 23 гигаватт. Не смотря на то, что на долю атомной энергетики приходится около 16% производства электроэнергии (остальное делит между собой ГЭС — 21% и топливная энергетика — 63%), мирный атом играет важнейшую роль в энергосистеме страны. АЭС являются стратегическими объектами и попасть туда среднестатистическому гражданину практически невозможно, поэтому от такой возможности обычно не отказываются. На прошлой неделе мне удалось побывать на Ленинградской атомной станции, которая работает уже больше 36 лет.
Несмотря на то, что экскурсия включала в себя посещение центрального и машинного залов АЭС, служба безопасности станции разрешила снимать только на территории Учебно-тренировочного центра, поэтому недостающие фотографии я буду компенсировать найденными в интернете (неподписанные снимки — мои). Зал управления реактором в УТЦ почти полностью повторяет таковой у 1 энергоблока ЛАЭС, с поправкой на разницу во времени в 30 лет. Поскольку блоки АЭС (всего их 4) последовательно вводились в эксплуатации на протяжении почти 7 лет, и последующую модернизацию проходили неравномерно, техническое оснащение их залов управления может существенно отличаться. Так, роль видеостены (сверху) вполне успешно выполняют стрелочные приборы и средства световой индикации (снизу).
Фото — fritzmorgen
Вот так эта видеостена выглядит сзади. Вполне современное оборудование, сервера компании Dell:
На дальней стене размещены табло с информацией о текущей выработки электроэнергии. Светофор зелёный — значит всё хорошо.
Вся электроника в зале управления служит в основном для индикации параметров работы реактора. Непосредственное управление станцией осуществляется с аппаратного пульта. Автоматика защиты станции контролирует действия оператора и не даёт повышать мощность блока выше определённых значений, даже не смотря на то, что конструктивно реактор может стабильно работать в этом режиме. «Красная кнопка», аварийно останавливающая реактор АЭС, расположена под мониторами у левой кромки снимка и называется ключом аварийной защиты (АЗ):
Вспомогательная роль отводится электронике не только в части контроля работы станции, но и в части хранения информации. Помимо классического бумажного журнала, очень распространены бумажные самописцы и принтеры листингов.
Есть и такие блок-схемы с подсветкой активных участков цепи. Очень аккуратно и информативно.
Учебно-тренировочный центр предназначен для отработки нештатных ситуаций в работе АЭС. Смена зала управления состоит из нескольких человек, отвечающих за управление реактором, энергоблоком и турбиной. Инструктора за стеклом задают параметры учебного сбоя, включается довольно противная сирена, после чего часть инженеров пытаются определить и устранить неполадки, другая начинает докладывать обо всём по телефону. Инструктор имеет возможность прослушивать все переговоры и наводить многочисленные камеры на пульт или рабочее место любого сотрудника.
Предвкушая основной вопрос хабраюзеров: да, там Windows Server 2003/XP. Для симуляции работы станции используется JADE JStation, часть ПО самописная. Ещё больше красивых фотографий мониторов с заваленным горизонтом можно посмотреть в альбоме на Яндекс.Фотках.
Ленинградская АЭС — первая АЭС в СССР с реактором РБМК-1000, печально известным после Чернобыльской аварии. Данный реактор — канальный, гетерогенный, уран-графитовый (графито-водный по замедлителю), кипящего типа, на тепловых нейтронах; предназначен для выработки насыщенного пара давлением 70 кг/см². Теплоноситель — кипящая вода. Красивая картинка с Википедии прилагается:
Основу активной зоны РБМК-1000 составляет графитовый цилиндр высотой 7 м и диаметром 11,8 м, сложенный из блоков меньшего размера, который выполняет роль замедлителя. Графит пронизан большим количеством вертикальных отверстий, через каждое из которых проходит труба давления, она же технологический канал. На фотографии «крышка реактора» в центральном зале АЭС — элементы биологической защиты:
У задней стенки виднеются стержни, загружаемые в реактор. В активную зону помещаются последние 7 метров, остальная часть — защитная, со специальной винтовой нарезкой для защиты от излучения. На следующем снимке можно наблюдать блоггеров (справа) у основания загрузочно-разгрузочной машины (слева), предназначенной для операций со стежнями. Высота этой машины соответствует высоте центрального зала (20-25 метров), при этом она обеспечивает точность совмещения с каналом до 1 мм. Оператор машины находится в другом зале за толстым свинцовым стеклом и контролирует все операции через видеокамеру.
Фото — пресс-служба Росэнергоатома
За почти часовое время пребывания на станции (включая центральный зал) накопленная мной доза излучения составила 7 µSv. Это примерно столько же, сколько получает каждый пассажир двухчасового авиарейса за счёт ионизирующего излучения. Те, кто часто летает, могут свою посчитать накопленную дозу здесь.
Силовая часть станции состоит из турбин и генератора. Всего в энергоблоке 2 симметрично расположенных генератора, каждый из которых сопряжён с 4 турбинами. В машинном зале видна только верхняя их часть, остальная часть конструкции расположена под землёй на нескольких этажах.
В реальном масштабе они выглядят так (фотография тоже с ЛАЭС, генератор синий, на заднем плане, турбины жёлтого цвета): 
Фото — sevastyan-rabdano
В машинном зале очень шумно (почти невозможно разговарить) и жарко. Вдоль стен идут трубы циркуляции контуров. Интересно, что для работы каждой турбины необходим постоянный проток машинного масла. Для наблюдения за ним в даже есть специальные «иллюминаторы». 3 толстых горизонтальных трубы на фотографии — токопроводы, 3 фазы, которые затем идут на 2 трансформаторных комплекса, обеспечивающих транспортировку электроэнергии через ЛЭП на 220 и 750 кВ.
Масштабы машинного зала и всей станции в целом поражают. Большое спасибо Росэнергоатому за организацию экскурсии. Если будут какие-нибудь вопросы, с удовольствием постараюсь на них ответить. Программа экскурсии включала себя также участие в торжественном открытие инновационного средства мониторинга экологической обстановки «Новые радиационные табло» (на фото). Радиационный фон в городе Сосновый бор в норме (пруф на фото), город может спать спокойно.
Как устроена атомная электростанция (36 фото)
Многие ли из вас видели атомную электростанцию хотя бы издалека? С учетом того, что в России действующих АЭС всего десять и охраняются они будь здоров, думаю, ответ в большинстве случаев отрицательный. Впрочем, в ЖЖ народ, как известно, бывалый. Окей, а многие ли тогда видели АЭС изнутри? Ну, например, щупали собственной рукой корпус ядерного реактора? Никто. Я угадал?
Ну что же, сегодня у всех подписчиков этого фотоблога есть возможность увидеть все эти высокие технологии максимально близко. Понимаю, в живую это интереснее в разы, но давайте начинать с малого. В будущем, возможно, я смогу несколько человек взять с собой, а пока изучаем матчасть!
Итак, мы в сорока пяти километрах от Воронежа неподалёку от строительной площадки 4 очереди Нововоронежской АЭС. Неподалёку от действующей АЭС (первый энергоблок был запущен ещё в шестидесятых годах прошлого века) ведётся сооружение двух современных энергоблоков общей мощностью 2400 МВт. Строительство ведётся по новому проекту «АЭС-2006», который предусматривает использование реакторов ВВЭР-1200. Но о самих реакторах чуть позже.
Именно тот факт, что строительство еще не завершено, и дает нам редкий шанс увидеть всё своими глазами. Даже реакторный зал, которой в будущем будет герметично закрыт и открываться для обслуживания только один раз в год.
Как видно на предыдущем фото, купол наружной защитной оболочки седьмого энергоблока еще на стадии бетонирования, а вот здание реактора энергоблока №6 выглядит уже интереснее (смотрим фото ниже). В общей сложности на бетонирование этого купола потребовалось более 2000 кубометров бетона. Диаметр купола в основании составляет 44 м, толщина – 1,2 м. Обратите внимание на зеленые трубы и объемный металлический цилиндр (вес – 180 т, диаметр – около 25 м, высота – 13 м) – это элементы системы пассивного отвода тепла (СПОТ). На российской АЭС они монтируются впервые. В случае полного обесточивания всех систем АЭС (как это случилось на «Фукусиме»), СПОТ способна обеспечить длительный отвод тепла от активной зоны реактора.
Безусловно самым масштабным элементом АЭС являются башенные градирни. Кроме того, это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения. Высокая башня создает ту самую тягу воздуха, которая необходима для эффективного охлаждения циркулирующей воды. Благодаря высокой башне одна часть испарений возвращается в цикл, а другая уносится ветром.
Высота оболочки башенной градирни энергоблока №6 – 171 метр. Это около 60 этажей. Сейчас это сооружение является самым высоким среди аналогичных, когда либо возводимых в России. Её предшественники не превышали 150 м высоты (на Калининской АЭС). На возведение конструкции ушло более 10 тысяч кубометров бетона.
В основании градирни (диаметр составляет 134 м) расположена так называемыя чаша бассейна. Его верхняя часть «вымощена» оросительными блоками. Ороситель – это основной конструктивный элемент градирни такого типа, предназначенный для того, чтобы раздробить стекающий по нему поток воды и обеспечить ему длительное время и максимальную площадь контакта с охлаждающим воздухом. По сути своей, это решётчатые модули из современных полимерных материалов.
Естественно, мне захотелось сделать эпичный кадр верх, но уже смонтированный ороситель помешал мне это сделать. Поэтому перемещаемся в градирню энергоблока №7. Увы, ночью был морозец и с поездкой на лифте на самый верх мы обломались. Он замёрз.
Ладно, может еще довёдется как-нибудь прокатиться на такую верхотуру, а пока кадр монтируемой системы орошения.
Подумал тут… А может нас просто не пустили на верх из соображений безопасности?
Вся территория стройплощадки пестрит предупреждающими, запрещающими и просто агитационными плакатами и табличками.
Ладно. Телепортируемся в здание центрального щита управления (ЦЩУ).
Ну, естественно, в наше время всё управление ведётся с помощью компьютеров.
Огромная комната, залитая светом, буквально напичкана стройными рядами шкафов с автоматическими системами релейной защиты.
Релейная защита осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и/или ненормальных режимов. При возникновении повреждений система защиты должна выявить конкретный повреждённый участок и отключить его, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания или замыкания на землю).
Вдоль каждой стены расставлены огнетушители. Автоматические, конечно.
Далее перемещаемся в здание комплектного распределительного устройства на 220 кВ (КРУЭ-220). Одно из самых фотогеничных мест на всей АЭС, на мой взгляд. Есть еще КРУЭ-500, но его нам не показали. КРУЭ-220 входит в состав общестанционного электротехнического оборудования и предназначено для приема мощности с внешних линий электропередачи и распределения его на площадке строящейся станции. То есть пока энергоблоки строятся, с помощью КРУЭ-220 электроэнергией обеспечиваются непосредственно строящиеся объекты.
В проекте «АЭС-2006», по которому сооружаются шестой и седьмой энергоблоки, в схеме выдачи мощности на распределительных подстанциях впервые применены комплектные распредустройства 220/500кВ закрытого типа с элегазовой изоляцией. По сравнению с открытыми распредустройствами, которые до сих пор применялись в атомной энергетике, площадь закрытого — в несколько раз меньше. Для понимания масштаба здания, рекомендую вернуться к титульному фото.
Естественно, после ввода новых энергоблоков в эксплуатацию оборудование КРУЭ-220 будет задействовано для передачи в Единую энергосистему электроэнергии, произведенной на Нововоронежской АЭС. Обратите внимание на ящики возле опор ЛЭП. Большинство электрооборудования, применяемого в строительстве, произведено компанией Siemens.
Но не только. Вот, к примеру, автотрансформатор Hyundai.
Вес этого агрегата 350 тонн, а предназначен он для преобразования электроэнергии с 500 кВ до 220 кВ.
Есть (что приятно) и наши решения. Вот, например, повышающий транформатор производства ОАО «Электрозавод». Созданный в 1928 году первый отечественный трансформаторный завод сыграл колоссальную роль в индустриализации страны и в развитии отечественной энергетики. Оборудование с маркой «Электрозавод» работает более чем в 60 странах мира.
На всякий случай, поясню немного по трансформаторам. В общем, схема выдачи мощности (после завершения строительства и запуска в эсплуатацию, естественно) предусматривает производство электроэнергии напряжением двух классов – 220 кВ и 500 кВ. При этом, турбина (о ней позже), вырабатывает всего 24 кВ, которые по токопроводу поступают на блочный трансформатор, где и повышаются уже до 500 кВ. После чего часть энергомощности через КРУЭ-500 передается в Единую энергосистему. Другая часть – на автотрансформаторы (те самые «хюндаи»), где понижается с 500 кВ до 220 кВ и через КРУЭ-220 (смотрим выше) также поступает в энергосистему. Дык вот в качестве упомянутого блочного трансформатора используется три однофазных повышающих «электрозаводских» трансформатора (мощность каждого – 533 МВт, вес – 340 тонн).
Если понятно, переходим к паротурбинной установке энергоблока №6. Вы уж простите, повествование моё идёт как бы от конца к началу (если исходить из процесса производства электроэнергии), но примерно в такой последовательности мы и гуляли по стройплощадке. Так что прошу пардона.
Итак, турбина и генератор спрятаны под кожухом. Поэтому поясняю. Собственно, турбина – это агрегат, в котором тепловая энергия пара (температурой около 300 градусов и давлением 6,8 МПа) преобразуется в механическую энергию вращения ротора, и уже на генераторе – в нужную нам электрическую энергию. Вес машины в собранном состоянии – более 2600 тонн, длина – 52 метра, состоит она из более чем 500 комплектующих. Для транспортировки данного оборудования на строительную площадку было задействовано порядка 200 грузовых машин. Данная турбина К-1200–7-3000 была изготовлена на Ленинградском металлическом заводе и это первая в России быстроходная (3000 оборотов в минуту) турбина мощностью 1200 МВт. Данная инновационная разработка создана специально для атомных энергоблоков нового поколения, которые сооружаются по проекту «АЭС-2006». На фото общий вид турбинного цеха. Или машзала, если хотите. Турбину олдскульные атомщики называют машиной.
Этажом ниже расположены конденсаторы турбины. Конденсаторная группа относится к основному технологическому оборудованию машинного зала и, как все уже догадались, предназначена для превращения в жидкость отработанного в турбине пара. Образовавшийся конденсат после необходимой регенерации вновь возвращается в парогенератор. Вес оборудования конденсационной установки, куда входят 4 конденсатора и система трубопроводов, составляет более 2000 тонн. Внутри конденсаторов располагается порядка 80 тысяч титановых трубок, которые образуют теплопередающую поверхность общей площадью 100 тысяч квадратных метров.
Разобрались? Вот вам здание машзала практически в разрезе и идем дальше. На самом верху мостовой кран.
Перемещаемся в блочный пульт управления энергоблоком №6.
Предназначение, думаю, понятно без пояснений. Выражаясь фигурально, это мозг атомной электростанции.
И самым естественным образом, при попадании внутрь, первым делом задираешь голову и поражаешься размерам купола гермооболочки. Ну и полярным краном заодно. Мостовой кран кругового действия (полярный кран) грузоподъемностью 360 тонн предназначен для монтажа крупногабаритного и тяжеловесного оборудования гермозоны (корпуса реактора, парогенераторов, компенсатора давления и др.). После ввода атомной станции в эксплуатацию кран будет испольоваться при проведении ремонтных работ и транспортировке ядерного топлива.
Далее, конечно, я устремляюсь к реактору и зачарованно наблюдаю его верхнюю часть, еще не подозревая, что ситуация обстоит аналогичная с айсбергами. Так вот ты какой, северный олень. Выражаясь фигурально, это сердце атомной электростанции.
Фланец корпуса реактора. Позже на него убудет установлен верхний блок с приводами СУЗ (система управления и защиты реактора), обеспечивающий уплотнение главного разъема.
Неподалёку наблюдаем бассейн выдержки. Его внутренняя поверхность представляет собой сварную конструкцию из листовой нержавеющей стали. Он предназначен для временного хранения отработавшего ядерного топлива, выгружаемого из реактора. После снижения остаточного тепловыделения использованное топливо вывозится из бассейна выдержки на предприятие атомной отрасли, занимающейся переработкой и регенерацией топлива (хранением, захоронением или переработкой).
При проведении будущих планово-предупредительных ремонтов и замены ядерного топлива попасть внутрь реакторного отделения можно будет через транспортный шлюз. Он представляет собой 14-ти метровую цилиндрическую камеру диаметром свыше 9 метров, герметично запираемую с двух сторон полотнами ворот, которые открываются поочередно. Общий вес шлюза составляет порядка 230 тонн.
С наружней стороны шлюза открывается обзорный вид на всю стройплощадку в целом и энергоблок №7 в частности.
Ну, а мы глотнув свежего воздуха, спускаемся ниже, чтобы увидеть, собственно, цилиндрический корпус реактора. Но покуда нам попадаются только технологические трубопроводы. Большая зелёная труба — это один из контуров, так что мы уже совсем близко.
Да, чуть не забыл про главный циркуляционный насос (ГЦН). Он тоже относится к основному технологическому оборудованию здания реактора и предназначен для создания циркуляции теплоносителя в первом контуре. В течение часа агрегат перекачивает более 25 тысяч кубометров воды. Также ГЦН обеспечивает охлаждение активной зоны во всех режимах работы реакторной установки. В состав установки входит четыре ГЦН.
Ну и для закрепления пройденного материала, смотрим на самую простую схему работы АЭС. Всё же просто, разве нет? В особо запущенных случаях перечитываем пост еще раз, хе-хе))
Вот в целом как-то так. Но для тех, кому тема близка, подкину еще несколько карточек с людьми. Согласитесь, в репортаже их не так и много, а между тем, с 2006 года здесь потрудились многие тысячи специалистов различного профиля.
А кто-то вверху… Хоть вы их и не видите, но они есть.
А это один из самых заслуженных строителей Нововоронежской АЭС – гусеничный самоходный кран DEMAG. Именно он поднимал и устанавливал эти многотонные элементы реакторного и машинного залов (грузоподъемность – 1250 тонн). Дядька-монтажник и грузовик для понимания масштаба, а во весь рост (115 метров) смотрите красавца на фото 03 и 04.
И в качестве заключения. С марта этого года, по неведомым мне причинам, действующую Нововоронежскую АЭС и строящуюся Нововоронежскую АЭС-2 объединили. То, что мы с вами посетили и то, что привыкли называть НВАЭС-2, теперь называется четвертой очередью НВАЭС, а строящиеся энергоблоки из первого и второго превратились, соответственно, в шестой и седьмой. Инфа 110%. Желающие могут сразу же отправиться переписывать статьи в википедии, а я благодарю сотрудников отдела по связям со строящимися энергоблоками НВАЭС и особенно Татьяну, без которой бы эта экскурсия, скорее всего, не состоялась. Так же мои благодарности за ликбез по устройству атомных станций начальнику смены Роману Владимировичу Гридневу, а так же Владимиру vmulder — за приятную компанию.