Рассмотрим подробнее блочный щит управления энергоблоком – основной щит, с которого осуществляется управление энергоблоком.

Структура БЩУ за время развития атомной энергетики претерпела заметные изменения. К настоящему времени она выглядит следующим образом.

Оборудование БЩУ составляют одна или несколько информационных панелей, пульт управления и рабочие места или консоли операторов. На панелях отображается информация общего пользования: мнемосхема блока, технологические параметры, сигнализация. Часть информации и основные органы управления расположены на пульте управления.

Помещение БЩУ обычно разделено на две зоны (два контура): оперативная зона , в которой располагаются информационные средства и аппаратура для управления основным оборудованием в нормальном и аварийном режимах работы, а также аппаратура контроля за системами безопасности, и неоперативная зона , в которой сосредоточены все органы управления и средства предоставления информации, позволяющая неоперативному персоналу, не являющемуся операторами-технологами, осуществлять все необходимые действия по техническому обслуживанию программных и технических средств АСУ, не мешая оператору-технологу управлять блоком. В новых проектах планируется создание третьей зоны – супервизорного контура, позволяющего обеспечивать неоперативный, «поддерживающий» персонал информацией о работе блока и структуре технических объектов управления, не мешая основным операторам. Более ранняя версия общего вида и плана БЩУ приведена на рис. 12 , перспективная на рис. 13.

Ниже приводятся общие структуры щитов и постов управления энергоблоком с реактором ВВЭР-1000.

Рис. 12. Общий вид блочного щита управления и план размещения технических средств:

1-8 – панели контроля и управления реакторного отделения, 9-16 – панели контроля и управления турбинного отделения, 17 – табло коллективного пользования, 18-19 – мониторы контроля и управления безопасности, 20 – клавиатура, 21 – АРМ СИУР, 22 – органы дистанционного индивидуального управления, 23 – панели безопасности, 24 – мониторы контроля, 25 – АРМ заместителя начальника смены станции, 26 – АРМ СИУТ, 27 – АРМ специалиста по кризисной ситуации.

Структура оперативных контуров управления БЩУ выглядит следующим образом.

Автоматизированное рабочее место СИУР размещено перед панелями контроля и управления, обслуживающими подсистемы АКНП, СУЗ и мнемосхемы с наиболее важными теплотехническими замерами. Непосредственно на АРМ размещены органы дистанционного управления СУЗ, четыре цветных монитора и один монитор безопасности, кнопки квитирования сигнализации мнемосхемы и табло коллективного пользования, аппаратура аварийной связи.

АРМ СИУТ имеет клавиатуры контроля и дистанционного избирательного управления, четыре цветных монитора и один монитор безопасности, кнопки квитирования сигнализации мнемосхемы и табло коллективного пользования, аппаратура аварийной связи.

АРМ ЗНСС оборудовано информационными дисплеями и дисплеем безопасности, клавиатурами вывода информации.

Оператор взаимодействует не непосредственно с объектом управления, а с его информационной моделью, отображенной в виде совокупности приборов, мнемосхем, табло и других средств отображения информации . От того, как и в каком виде эта информация будет представлена оперативному персоналу, как размещена, насколько удобна в использовании и насколько достоверна, зависит в итоге правильность действий оператора. Для решения этой задачи создаются щиты управления технологическим оборудованием и технологическими процессами.

На АЭС, состоящей из нескольких энергоблоков, имеется от 9 до 13 основных щитов управления и значительное количество щитов местных. Здесь рассматриваются основные, наиболее значимые щиты.

Центральный щит управления (ЦЩУ). Этот щит относится к АСУ ТП АЭС, с него осуществляется общая координация работы энергоблоков, общестанционных систем. На ЦЩУ распределяется нагрузка между энергоблоками, производится управление электрическими устройствам, осуществляется контроль радиационной безопасности АЭС. Щит располагается в административно-хозяйственном корпусе. Это место пребывания начальника смены АЭС. У него имеется информационный щит, который создает комплексную картину всех событий, происходящих на станции.

Блочный щит управлении (БЩУ) . Этот щит является основным местом, с которого ведется управление энергоблоком во всех проектных режимах, включая аварийный. Предназначен для контроля за работой реактора и турбинной установкой и основного оборудования, управления основными технологическими процессами в нормальных и аварийных условиях эксплуатации. Он является центральным постом операторской деятельности. Через этот щит осуществляется связь человека и машины. По этой причине именно этому щиту далее будет уделено особое внимание. Щит расположен в обстройке реакторного отделения со стороны машинного отделения на отметке + 6,6 м (для реактора ВВЭР). На нем постоянно присутствуют начальник смены энергоблока, старшие (ведущие) инженеры управления реактором и управления турбиной.

Резервный щит управления(РЩУ). С помощью этого щита осуществляется остановка и перевод энергоблока в безопасное расхоложенное состояние, а также длительный отвод тепла от активной зоны, когда это невозможно сделать с БЩУ, например, из-за пожара, взрыва и даже гибели персонала и т.д. Щит расположен отдельно от БЩУ, но в зоне реакторного отделения на отметке – 4,2 м (для реактора ВВЭР), чтобы одна и та же причина не вывела из строя оба этих щита. Щит не предназначен для управления системами нормальной эксплуатации, не связанными с обеспечением ядерной и радиационной безопасности. Средства отображения информации и органы управления на панелях и пультах РЩУ должны соответствовать их расположению на БЩУ. Постоянное присутствие персонала не предусматривается.

Местный щит управления (МЩУ). Предназначен для управления некоторыми технологическими установками и общестанционными системами, а также в период пусконаладочных или ремонтно-профилактических работ. Их количество достигает восьми и более. К ним относятся МЩУ для СУЗ, РК, химического контроля (ХК), вентиляционной системы (ВС) и др. Постоянное присутствие персонала на них не предусматривается.

Щит общестанционных устройств (ЩОУ). Предназначен для управления общестанционными установками – системой спецводоочистки, вентиляционными системами и т.д.

Щит дозиметрического контроля (ЩДК) или щит радиационного контроля. На нем собирается информация о радиационной обстановке на каждом энергоблоке и АЭС в целом, а также в спецкорпусе. Расположен в переходе из чистой в грязную зону.

Кроме этих щитов на АЭС имеются щиты СУЗ, вторичных КИП, электропитания, распределительных устройств и т.д.

Кольская АЭС - самая северная АЭС Европы и первая атомная станция в СССР построенная за Полярным кругом. Несмотря на суровый климат региона и длинную полярную ночь вода вблизи станции никогда не замерзает. АЭС не влияет на состояние окружающей среды, этому свидетельствует что в районе отводящего канала размещена рыбная ферма, где целый год разводят форель.

1. История Кольской АЭС началась в середине 1960-х годов: жители союза продолжали активно осваивать северную часть территорий, а бурное развитие промышленности требовало больших энергетических затрат. Руководство страны приняло решение о сооружении атомной электростанции в Заполярье, а в 1969 году строители уложили первый кубометр бетона.

В 1973 году состоялся запуск первого энергоблока Кольской атомной электростанции, а в 1984 году ввели в эксплуатацию последний - четвертый энергоблок.

2. Станция расположена за Полярным кругом на берегу озера Имандра, что в двенадцати километрах от города Полярные Зори, Мурманской области.

Она состоит из четырех энергоблоков типа ВВЭР-440 установленной мощностью 1760 МВт и обеспечивает электроэнергией ряд предприятий региона.

Кольская АЭС вырабатывает 60% электроэнергии Мурманской области, а в её зоне ответственности крупные города, среди которых Мурманск, Апатиты, Мончегорск, Оленегорск и Кандалакша.

3. Защитный колпак реактора № 1. Глубоко под ним расположен корпус ядерного реактора, который представляет собой цилиндрический сосуд.
Масса корпуса - 215 тонн, диаметр - 3,8 м, высота - 11,8 м, толщина стенки составляет 140 мм. Тепловая мощность реактора - 1375 МВт.

4. Верхний блок реактора - конструкция, которая предназначена для уплотнения его корпуса, размещения приводов систем управления, защиты
и датчиков внутриреакторного контроля.

5. За 45 лет работы станции не зафиксировано ни одного случая превышения природных фоновых значений. Но «мирный» атом остается таковым только
при должном контроле и правильной работе всех систем. Для проверки радиационной обстановки на станции установлено пятнадцать постов контроля.

6. Второй реактор введен в эксплуатацию в 1975 году.

7. Чехол для перемещения 349 топливных кассет КАЭС.

8. Механизм защиты реактора и станции от внутренних и внешних факторов. Под колпаком каждого реактора КАЭС находиться сорок семь тонн ядерного топлива, которое нагревает воду первого контура.

9. Блочный щит управления (БЩУ) - мозговой центр АЭС. Предназначен для мониторинга показателей энергоблока и управления технологическими процессами на атомной электростанции.

10.

11. Смена в БЩУ третьего энергоблока Кольской АЭС состоит всего из трех человек.

12. От такого большого количества элементов управления разбегаются глаза.

13.

14. Модель разреза активной зоны реактора ВВЭР-440.

15.

16.

17. Карьера специалиста-атомщика требует серьезной технической подготовки и невозможна без стремления к профессиональному совершенству.

18. Машинный зал. Здесь установлены турбины, на которые непрерывно подаётся пар из парогенератора, разогретый до 255°C. С помощью них приводится в действие генератор, который вырабатывает электрический ток.

19. Электрогенератор, внутри которого энергия вращения ротора турбины превращается в электричество.

20. Турбину генератора, собранную в 1970 году на Харьковском турбинном заводе, используют уже сорок пять лет. Частота её вращения составляет три тысячи оборотов в минуту. В зале установлено восемь турбин типа К-220-44.

21. На КАЭС работает больше двух тысяч человек. Для стабильной работы станции персонал постоянно следит за её техническим состоянием.

22. Протяженность машинного зала составляет 520 метров.

23. Система трубопроводов Кольской АЭС растянулась на километры по всей территории электростанции.

24. С помощью трансформаторов электроэнергия, выработанная генератором, поступает в сеть. А отработанный в конденсаторах турбин пар снова становится водой.

25. Открытое распределительное устройство. Именно отсюда электричество, которое вырабатывает станция поступает к потребителю.

26.

27. Станция построена у берегов Имандры - самого большого в Мурманской области и одного из крупнейших озер в России. Территория водоема - 876 км², глубина - 100 м.

28. Участок химводоочистки. После обработки здесь получают химобессоленную воду, необходимую для работы энергоблоков.

29. Лаборатория. Специалисты химического цеха Кольской АЭС следят за тем, чтобы водно-химический режим на станции соответствовал стандартам эксплуатации станции.

30.

31.

32. У Кольской АЭС есть собственный учебный центр и полномасштабный тренажер, которые предназначены для обучения и повышения квалификации персонала станции.

33. За учениками наблюдает инструктор, который обучает их, как взаимодействовать с системой управления и что делать в случае нарушения нормальной работы станции.

34. В этих ёмкостях хранят солевой нерадиоактивный плав, который представляет из себя конечный продукт переработки жидких отходов.

35. Технология обращения с жидкими радиоактивными отходами Кольской АЭС является уникальной и не имеет аналогов в стране. Она позволяет сократить количество РАО, которые подлежат захоронению в 50 раз.

36. Операторы комплекса по переработке жидких радиоактивных отходов следят за всеми стадиями переработки. Весь процесс полностью автоматизирован.

37. Сброс очищенных сточных вод в отводящий канал, ведущих к Имандровскому водохранилищу.

38. Воды, сбрасываемые с АЭС, относятся к категориям нормативно чистых, не загрязняют окружающую среду, но оказывают влияние на тепловой режим водохранилища.

39. В среднем температура воды в устье отводящего канала на пять градусов выше температуры водозабора.

40. В районе отводного канала КАЭС озеро Имандра не замерзает даже зимой.

41. Для производственного экологического надзора на Кольской АЭС используют автоматизированную систему контроля радиационной обстановки (АСКРО).

42. Передвижная радиометрическая лаборатория, которая входит в состав АСКРО позволяет проводить гамма-съемку местности по отведенным маршрутам, выполнить отборы проб воздуха и воды с помощью пробоотборников, определить содержание радионуклидов в пробах и передавать полученную информацию в информационно-аналитический центр АСКРО по радиоканалу.

43. Сбор атмосферных осадков, отбор проб почвы, снежного покрова и травы производят в 15 постоянных пунктах наблюдения.

44. Есть у Кольской АЭС и другие проекты. Например, рыбный комплекс в районе сбросного канала АЭС.

45. На ферме выращивают радужную форель и ленских осетров.

47. Полярные Зори - город энергетиков, строителей, педагогов и врачей. Основан в 1967 году при строительстве Кольской АЭС, расположен на берегу реки Нива и озера Пин-озеро, в 224 км от Мурманска. По состоянию на 2018 год в городе проживает около 17000 человек.

48. Полярные Зори являются одним из самых северных городов России, а зима здесь продолжается 5-7 месяцев в году.

49. Свято-Троицкий храм на ул. Ломоносова.

50. На территории города Полярные Зори расположено 6 детских дошкольных учреждений и 3 школы.

51. Система озер Иокостровская Имандра и Бабинская Имандра имеет сток в Белое море через реку Нива.

52. Белое море - внутреннее шельфовое море Северного Ледовитого океана, в европейской Арктике между Кольским полуостровом Святой Нос и полуостровом Канин. Площадь акватории - 90,8 тыс. км², глубины до 340 м.

Современному человеку сложно представить жизнь без электричества. Мы готовим еду, используем освещение, в быту пользуемся электрическими приборами: холодильники, стиральные машины, микроволновые печи, пылесосы и компьютеры; слушаем музыку, разговариваем по телефону – это лишь единицы вещей, без которых очень сложно обойтись. Все эти приборы объединяет одно свойство – они используют в качестве своего «питания» электроэнергию. В Санкт-Петербурге и Ленинградской области проживает 7 миллионов человек (*по данным Росстата по состоянию на 1 января 2016), это число сопоставимо с населением государства Сербия, Болгария или Иордания. Ежедневно 7 миллионов человек используют электроэнергию, откуда же она берётся?

Ленинградская АЭС является крупнейшим производителем электроэнергии на Северо-Западе, доля поставки электроэнергии за период с января по октябрь 2016 года составила 56,63%. В энергосистему нашего региона электростанция за этот период произвела 20 млрд 530,74 кВт ∙ часов электроэнергии.

ЛАЭС – режимный объект и попасть на него «случайному» человеку не представляется возможным. Оформив необходимые документы, мы посетили основные помещения электростанции:

1. Блочный щит управления

2. Помещение реактора энергоблока

3. Машинный зал.

Санпропускник

Пройдя через систему двухуровневого контроля личности, мы оказались у санпропускника.

Нас экипируют: защитная обувь, белый халат, штаны и сорочка, белые носки и каска. Прохождение санпропускника строго регламентировано. Безопасность – ключевая корпоративная ценность Росатома.

Обязательно выдаётся индивидуальный дозиметр. Он накопительного типа, покидая здание ЛАЭС мы узнаем какую дозу радиации мы получили за время нахождения на электростанции. Окружающий нас естественный радиоактивный фон колеблется в пределах 0,11 – 0,16 мкЗв/час.

Производить съёмку в коридорах на Ленинградской АЭС строго запрещено, лишь специалисты знают, как попасть из помещения А в помещение В. Переместимся в первую точку экскурсии.

Блочный Щит Управления

Управление каждым энергоблоком осуществляется с блочного щита управления (БЩУ). Блочный Щит Управления представляет собой пультовую, в которой происходит сбор и обработка информации об измеряемых параметрах работы электростанции.

Стуканев Денис, начальник смены энергоблока №2 Ленинградской АЭС, рассказывает о работе Атомной Электростанции, установленном оборудовании, «жизни» электростанции.

В помещении находится 5 уникальных рабочих мест: 3 оператора, начальник и зам. начальника смены. Оборудование щита управления можно разделить на 3 блока, отвечающие за: управление реактором, турбинами и насосами.

При отклонении основных параметров за установленные пределы выдаётся звуковая и световая сигнализация с указанием параметра отклонения.

Сбор и обработка поступающей информации производится в информационно-измерительной системе СКАЛА.

Реактор энергоблока.

Ленинградская АЭС содержит в своём составе 4 энергоблока. Электрическая мощность каждого – 1000 МВт, тепловая – 3200 МВт. Проектная выработка составляет 28 млрд. кВт ч в год.

ЛАЭС является первой в стране станцией с реакторами РБМК-1000 (реактора большой мощности канального). Разработка РБМК явилась значительным шагом в развитии атомной энергетики СССР, поскольку такие реакторы позволяют создать крупные АЭС большой мощности.

Преобразование энергии в блоке АЭС с РБМК происходит по одноконтурной схеме. Кипящая вода из реактора пропускается через барабаны-сепараторы. Затем насыщенный пар (температура 284 °C) под давлением 65 атмосфер поступает на два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт. Отработанный пар конденсируется, после чего циркуляционные насосы подают воду на вход в реактор.

Оборудование регламентного обслуживания реакторов типа РБМК-100. Оно использовалось для восстановления ресурсных характеристик реактора.

Одним из достоинств реактора РБМК является возможность перегрузки ядерного топлива на работающем реакторе без снижения мощности. Для перегрузки используется разгрузочно-загрузочная машина. Управляется оператором дистанционно. Во время перегрузки радиационная обстановка в зале существенно не изменяется. Установка машины над соответствующим каналом реактора производится по координатам, а точное наведение с помощью оптико-телевизионной системы.

Отработанное ядерное топливо загружают в заполненные водой герметичные резервуары. Время выдержки отработанных топливных сборок в бассейнах составляет 3 года. По окончанию данного срока сборки утилизируют – отправляя их в хранилища отработанного ядерного топлива.

На фотографиях виден эффект Черенкова-Вавилова, при котором происходит свечение, вызываемое в прозрачной среде заряженной частицей, которая движется со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде.

Это излучение было открыто в 1934 г. П.А. Черенковым и объяснено в 1937 г. И.Е. Таммом и И.М. Франком. Все трое за это открытие удостоены Нобелевской премии в 1958 г.

Машинный зал

Один реактор РБМК-1000 снабжает паром сразу две турбины мощностью 500 МВт каждая. В состав турбоагрегата входит один цилиндр низкого давления и четыре цилиндра высокого давления. Турбина - самым сложный агрегат после реактора в составе АЭС.

Принцип действия любой турбины схож с принципом действия ветряной мельницы. В ветряных мельницах воздушный поток вращает лопасти и совершает работу. В турбине пар вращает лопатки, расположенные по кругу на роторе. Ротор турбины жестко связан с ротором генератора, который при вращении и вырабатывает ток.

Турбогенератор ЛАЭС состоит из турбины насыщенного пара типа К-500-65 и синхронного генератора трехфазного тока ТВВ-500-2 с числом оборотов 3000 в минуту.

В 1979 году за создание уникальной турбины К-500-65/3000 для Ленинградской АЭС коллектив харьковских турбостроителей был удостоен Государственной премии Украины в области науки и техники.

Покидая ЛАЭС…

Основные помещения ЛАЭС рассмотрены, мы вновь у санпропускника. Проверяем на себе наличие источников излучения, всё чисто, мы здоровы и счастливы. Находясь на Ленинградской АЭС накопленная мною доза излучения составила 13 мкЗв, это сопоставимо перелёту на самолёте на расстояние в 3000 км.

Вторая жизнь ЛАЭС

Проблема вывода из эксплуатации энергоблоков является очень актуальной темой, в связи с тем, что в 2018 году истекает срок эксплуатации энергоблока №1 Ленинградской АЭС.

Руслан Котыков, заместитель начальника отдела по выводу из эксплуатации блоков ЛАЭС: «Выбран наиболее приемлемый, самый безопасный и финансово выгодный вариант немедленной ликвидации. Он подразумевает отсутствие отложенных решений и выдержки по наблюдениям после останова блока. Сам опыт вывода из эксплуатации реакторов РБМК будет тиражироваться на другие АЭС.»

В нескольких километрах от действующей Ленинградской АЭС проходит «стройка века». В России реализуется масштабная программа развития атомной энергетики, предполагающая увеличение доли атомной энергетики с 16% до 25-30% к 2020 году. Для замещения мощностей выводимой из эксплуатации ЛАЭС создаётся атомная электростанция нового поколения с реактором типа ВВЭР-1200 (водоводяной энергетический реактор) проекта «АЭС-2006». «АЭС-2006» - это типовой проект российской атомной станции нового поколения «3+» с улучшенными технико-экономическими показателями. Цель проекта - достижение современных показателей безопасности и надежности при оптимизированных капитальных вложениях на сооружение станции.

Николай Кашин, начальник отдела информации и общественных связей строящихся энергоблоков рассказал про создаваемый проект ЛАЭС-2. Данный проект отвечает современным международным требованиям по безопасности.

Электрическая мощность каждого энергоблока составляет 1198,8 Мвт, теплофикационная – 250 Гкал/ч.

Расчётный срок службы ЛАЭС-2 – 50 лет, основного оборудования – 60 лет.

Главная особенность реализуемого проекта - использование дополнительных пассивных систем безопасности в сочетании с активными традиционными системами. Предусмотрена защита от землетрясения, цунами, урагана, падения самолета. Примерами усовершенствований являются двойная защитная оболочка реакторного зала; «ловушка» расплава активной зоны, расположенная под корпусом реактора; пассивная система отвода остаточного тепла.

Вспоминаются слова Владимира Перегуды, директора ЛАЭС: «Проект энергоблоков с реакторами ВВЭР-1200 обладает беспрецедентными многоуровневыми системами безопасности, в том числе пассивными (не требующими вмешательства персонала и подключения электропитания), а также защитой от внешних воздействий.»

На строительной площадке новых энергоблоков Ленинградской АЭС продолжается монтаж оборудования насосной станции потребителей здания турбины, установлены и забетонированы три корпуса циркуляционных насосных агрегата. Насосные агрегаты являются основным технологическим оборудованием объекта и состоят из двух частей - насосов и электродвигателей.

Выдача мощности в энергосистему от энергоблока №1 ЛАЭС-2 будет осуществляться через комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией (КРУЭ) на 330 кВ, от энергоблока №2 ЛАЭС-2 предполагается на напряжение 330 и 750 кВ.