По имеющейся информации, утилизация ледокол «50 лет Победы» была запланирована на 2009 г., но пока нет сообщений о том, что это намерение выполняется. Это говорит о том, что планы организаций, занимающихся проектированием и эксплуатацией атомных ледоколов, тесно связаны с экономической ситуацией в стране. Они не могут быть реализованы без субсидирования этих работ из федерального бюджета.
Перегрузка топлива и обслуживание реакторов ледокола «Ленин»
На первой загрузке топлива каждый реактор ледокола Ленин отработал около 11.000 часов (выработав 430490 МВт. ч тепловой энергии). При этом средняя выработка энергии в активной зоне составляла 11.00013.000 МВт тепловой мощности в сутки на 1 т урана. Максимальная выработка достигала 30.000 МВт тепловой мощности в сутки на 1 т урана. ТВЭЛы находились в воде первого контура примерно 30.000 часов. Реакторы работали устойчиво на всех уровнях мощности включая максимальный (90 МВт). Полная мощность ледокола, составлявшая на фланце турбины 44.000 л.с., достигалась при одновременной работе трех реакторов на тепловой мощности 65 МВт каждый.
По данным И. И. Африкантова, весной 1963 г. была произведена первая перегрузка ядерного топлива. Для этого было использовано вспомогательное судно ПТБ «Лепсе». Работы по перегрузке ОЯТ и загрузке свежего топлива производились на причале мурманского порта, называвшегося в то время «База 92» (в настоящее время ФГУП «Атомфлот»). Для этих целей на базе имелось лишь минимально необходимое оборудование для обслуживания ледокола Ленин.
Перегрузка ОЯТ производилась следующим образом. Над извлекаемым каналом активной зоны на защитной плите располагался перегрузочный контейнер. С помощью ручной лебедки внутрь контейнера опускался механический цанговый захват, который зацеплял стержень за верхнюю часть. Контроль за работой механического захвата осуществлялся через перескоп. Той же ручной лебедкой канал с отработавшим тепловыделяющим стержнем (ТВС) поднимался в контейнер, снизу закрывался защитным шибером (заслонкой), передавался с помощью подъемного крана на ПТБ «Лепсе» и в обратном порядке выгружался в хранилище.
В случае механического заклинивания канала в ячейке реактора его сдвигание производилось с помощью домкрата. В источнике не указано, каким образом этот домкрат работал, но известно, что все эти операции выполнялись персоналом вручную с минимальными средствами защиты. Сообщается, что случаев заклинивания было немного, но общее их число не указывается. Время разгрузки одного канала занимало 1520 минут. Выше мы отмечали, что активная зона каждого реактора состояла из 219 рабочих каналов. В связи с этим полная выгрузка ОЯТ одного реактора занимала около трех суток. После того, как все каналы освободили от топлива, была произведена промывка реакторов и первичных контуров ЯЭУ.
Современное состояние судов с ЯЭУ
Атомный ледокол «Ленин» выведен из эксплуатации в 1989 г. В середине 2009 г. был установлен у причала в Мурманске в качестве музея.
19631965 гг. (точная дата не установлена) первая перегрузка ядерного топлива. В ходе операции по перегрузке ядерного топлива произошло частичное расплавление активной зоны.
19651970 ремонт после расплавления активной зоны. В ходе ремонта проведена модернизация вместо 3 реакторов ОК-150 по 90 МВт тепловой мощности были установлены 2 реактора ОК-900 по 159 МВт тепловой мощности. Данные о сроках и количестве перегрузок ядерного топлива не опубликованы. Согласно требованиям регламента, в период с 1970 по 1989 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее трех раз. Предположительно, отработавшее ядерное топливо из активной зоны выгружалось четыре раза.
Атомный ледокол «Арктика» в августе 2008 г. выведен из эксплуатации. Находится в отстое в Мурманске на ФГУП «Атомфлот». Сроки утилизации не определены.
20002003 гг. находился в ремонте. Была произведена перегрузка ядерного топлива. Других данных о датах и сроках перегрузки ядерного топлива не опубликовано. Согласно требованиям регламента, в период с 1975 по 2000 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее трех раз. Вероятно, реальное число перегрузок было меньше.
Атомный ледокол «Сибирь» в 1992 г. выведен из эксплуатации. Находится в отстое в Мурманске на ФГУП «Атомфлот». Есть данные о том, что на 2009 г. была запланирована утилизация ледокола, но на конец 2009 г. об этом нет конкретных сведений.
Причина вывода из эксплуатации большое количество негерметичных секций парогенераторов и невозможность эксплуатации реакторной установки 2 без замены парогенераторов. Наработка реакторов на момент вывода из эксплуатации была ниже нормативной. Согласно требованиям регламента, в период с 1978 по 1992 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее одного раза, но у экспертов есть предположение, что в действительности этого сделано не было.
Атомный ледокол «Россия» находится в эксплуатации. Вывод из эксплуатации намечен на период 20112015 гг. Реальные сроки не определены.
Есть данные о том, что в 2003 г. была произведена последняя замена ядерного топлива. Одновременно с этим проведена замена парогенераторов, после чего ресурс ЯЭУ был продлен до 175.000 часов. Согласно требованиям регламента, в период с 1985 по 2003 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее двух раз, но конкретных данных об этом не опубликовано.
Атомный ледокол «Советский Союз» находится в эксплуатации. Вывод из эксплуатации намечен на период 20112015 гг. Реальные сроки не определены.
В 1999 г. был выведен в отстой по причине выработки ресурса активной зоны. Есть данные о том, что в 2002 г. была произведена последняя перегрузка ядерного топлива. Одновременно с этим прошел процедуру замены парогенераторов, после чего ресурс ЯЭУ был продлен до 175.000 часов. Согласно требованиям регламента, в период с 1989 по 2002 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее одного раза, но конкретных данных об этом не опубликовано.
Атомный ледокол «Ямал» находится в эксплуатации. Вывод из эксплуатации намечен на период 20152020 гг. Реальные сроки не определены.
В 2000 г. был выведен в отстой по причине выработки ресурса активной зоны. Есть данные о том, что в 2002 г. была произведена последняя перегрузка ядерного топлива. Согласно требованиям регламента, в период с 1992 по 2002 г. ядерное топливо требовалось перегружать не менее одного раза, но конкретных данных об этом не опубликовано.
Атомный ледокол «50 лет Победы» находится в эксплуатации. Спущен на воду в 2007 г. Вывод из эксплуатации намечен на период после 2020 гг. Перегрузка ядерного топлива не производилась.
Атомный ледокол «Таймыр» находится в эксплуатации. Вывод из эксплуатации намечен на период 20112015 гг. Реальные сроки не определены.
Есть данные о том, что в 2001 г. была произведена первая перегрузка ядерного топлива. Одновременно с этим прошел процедуру замены парогенераторов, после чего ресурс ЯЭУ был продлен до 175.000 часов.
Атомный ледокол «Вайгач» находится в эксплуатации. Вывод из эксплуатации намечен на период 20112015 гг. Реальные сроки не определены.
Есть данные о том, что в 2004 г. была произведена первая перегрузка ядерного топлива. Одновременно с этим прошел процедуру замены трубопроводов парогенераторов, после чего ресурс ЯЭУ был продлен до 175.000 часов.
Атомный лихтеровоз «Севморпуть» в 2007 г. временно выведен из эксплуатации. Реальные сроки утилизации не определены. Было заявлено о возможном продлении его ресурса и переоборудовании в буровое судно. Это представляется маловероятным в связи с большой стоимостью ремонта, высоким износом ППУ и существенными коммерческими рисками.
В 2000 г. выведен в отстой по причине выработки ресурса активной зоны. Есть данные о том, что в 2002 г. была произведена первая перегрузка ядерного топлива, после чего судно находилось в эксплуатации до 2007 г.
Аварийность на атомном ледокольном флоте
Accident rate in the nuclear icebreaker fleet
Владислав Ларин
Материал написан в январе 2010 г., Москва.
Не был опубликован, остался в архиве автора.
Публикуется впервые.
Причины аварий
Основные типы аварий на атомных ледоколах, можно объединить в три группы:
аварии, вызванные неисправностью элементов ядерной энергетической установки (ЯЭУ) и паропроизводящей установки (ППУ);
аварии, вызванные неисправностью систем корабля, не относящихся к ядерной ЯЭУ и ППУ;
аварии, связанные с неправильными действиями экипажа, среди которых: навигационные ошибки, несоблюдение инструкций и правил по техники безопасности, наставлений и инструкций, употребление алкоголя и связанные с этим неконтролируемые действия, физические и психологические перегрузки.
Первый советский атомный ледокол «Ленин» начал эксплуатироваться в 1960 г. И только в 1975 г. был принят в эксплуатацию второй ледокол с ЯЭУ «Арктика». Таким образом, в течение 15 лет происходила отработка и наладка систем ледокола в первую очередь ЯЭУ и ППУ. Изучались особенности эксплуатации, происходили испытания систем, отрабатывались действия экипажа. На этом пути происходило немало событий, которые в настоящее время признаны аварийными ситуациями.
Большинство аварий на атомных ледоколах имели следующие причины:
несовершенство конструкции ЯЭУ и ППУ, особенно часто отмечавшиеся на первом ледоколе;
технологическая отсталость советской промышленности машиностроительной, электротехнической, металлургии, не позволявшая быстро создавать надёжные конструкции и системы, необходимые материалы, осваивать способы их обработки;
крайне сложные и часто изменяющиеся режимы работы реакторной установки и ППУ;
недостаток квалифицированных, опытных и слаженных экипажей;
нарушения персоналом правил обращения с ЯЭУ и ППУ;
отсутствие подготовленной инфраструктуры для обслуживания и текущего ремонта ледоколов;
секретность, препятствовавшая разбору причин аварий.
Наибольшее число аварий произошло на первом советском атомном ледоколе «Ленин». Это связано с двумя причинами. Во-первых, это был первый атомный ледокол, поэтому вполне закономерно, что аварийность на нём была существенно более высокой, чем на последующих серийных ледоколах. Во-вторых, сейчас этот ледокол уже выведен из эксплуатации, поэтому нет необходимости скрывать аварии, которые могут испортить репутацию как его создателей, так и работающих на нём экипажей.
Аварийные ситуации на ледоколе «Ленин»
Эксплуатация первого атомного ледокола «Ленин», как и первой атомной подводной лодки К-3 «Ленинский Комсомол» была связана с постоянными аварийными ситуациями. Они начались при первом испытательном плавании и продолжались практически всё время эксплуатации ледокола.
19 сентября 1959 г., когда ледокол на буксире выходил из Ленинграда (Санкт-Петербурга) в сторону острова Кронштадт для проведения ходовых испытаний, едва не произошло столкновение с буксировавшим его пароходом. При выходе из устья реки Невы обнаружилось, что у буксировавшего ледокол парохода «Профессор Попов» заклинило руль. Движение ледокола продолжалось по инерции, его масса превышала массу буксира, поэтому возникла опасность столкновения с буксиром. Экипажу ледокола пришлось включать собственную энергетическую установку и маневрируя, обойти пароход «Профессор Попов». Буксировочные тросы лопнули и ледокол двинулся дальше на парах от собственной ЯЭУ.
По словам очевидцев, в ходе испытаний случалось много нештатных ситуаций. Одна из них заключалась в том, что при работавших на мощности реакторах прекратилось энергоснабжение пульта управления. В помещении погас свет и в течение нескольких минут персонал не мог контролировать состояние реакторов и положение органов управления активной зоной. На пульте управления ледокола отсутствовала широко применявшаяся в то время радиоактивная фосфоресцирующая подсветка приборов, использовавшаяся на других судах. Её не применяли, чтобы не увеличивать радиационное воздействие на персонал. В результате пульт управления погрузился в полный мрак. Когда свет загорелся, то оказалось, что автоматические регуляторы и стержни аварийной защиты остановили ядерную реакцию в активной зоне.
В феврале 1965 г. при проведении заводского ремонта и перегрузке ядерного топлива на «Базе-92» в Мурманске, в результате ошибочных действий персонала в ЯЭУ ледокола перестала поступать охлаждающая вода. Это привело к частичному расплавлению активной зоны реактора 2 ЯЭУ ОК-150. Персонал получил переоблучение. Было повреждено около 60% тепловыделяющих стержней с ядерным топливом, которых всего в активной зоне было 219 единиц. Из аварийного реактора в штатном режиме удалось выгрузить 94 тепловыделяющих стержня (ТВС). Оставшиеся 125 ТВС обычным путём извлечь не удалось. Они были выгружены вместе с экранной сборкой и помещены в контейнер. После чего контейнер был заполнен твердеющем консервантом на основе фурфурола и помещён в береговое хранилище, где находился в течение 2 лет. Из реакторов 1 и 3 ЯЭУ ледокола «Ленин» ОЯТ было выгружено штатными методами.
В 1966 г. при выгрузке ОЯТ там же, на базе обслуживания в Мурманске произошла деформация ТВС с ОЯТ.
В 1967 г. там же, на базе обслуживания в Мурманске открылась течь первого контура и произошёл выброс радиоактивных газов.
В августе 1967 г. аварийный реакторный отсек ледокола «Ленин» прямо на месте затопления был вырезан вместе с герметичными переборками ледокола и затоплен в точке с глубиной около 40 м (Карское море, архипелаг Новая Земля, залив Цивольки, точные координаты не установлены). По всей видимости, после этого реакторный отсек был перекрыт донными отложениями, поскольку предпринятая в 2004 г. сотрудниками ОКБМ им. Африкантова, совместно с норвежскими специалистами, поисковая экспедиция результата не дала.
По данным ЦКБ «Айсберг», занимавшегося преодолением последствий аварии, перед затоплением реактора ОЯТ из него было выгружено и затоплено отдельно. Трубопроводы первого контура аварийного реактора были промыты, осушены и герметизированы. Реакторы перед затоплением были заполнены твердеющем консервантом на основе фурфурола.
Контейнер со 125 дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками, заполненный фурфуролом, был перенесён с берега на баржу-понтон, которую также и затопили (Карское море, архипелаг Новая Земля, залив Цивольки, точные координаты не установлены). К моменту аварии судовая ядерная энергетическая установка проработала на мощности около 25.000 часов.
Всего в заливе Цивольки были затоплены следующие части ЯЭУ ледокола «Ленин» и РАО:
3 реактора без ОЯТ;
125 дефектных (аварийных) ТВС с ОЯТ;
4.750 контейнеров с ТРАО образовавшимися в процессе ликвидации последствий аварии.
Уровень радиоактивности измерен не был, возможно эти данные не сохранились. Согласно расчётным оценкам экспертов РНЦ Курчатовский институт, уровень активности затопленного ОЯТ и ТРАО составлял около 460 тыс. Ки. Согласно оценкам независимых экспертов более 1 млн. Ки.
Аварийные ситуации на ледоколе «Арктика»