Украина-США. Новые грани ядерного сотрудничества

Кипящие реакторы обладают рядом достоинств по сравнению с некипящими. В кипящих реакторах корпус работает при более низком давлении, в схеме АЭС нет парогенератора. Все они (реакторы украинских АЭС) были построены по классической советской схеме, в которой стержни СУЗ (системы управления и защиты) располагались в верхней части реакторного блока, Схема активной зоны кипящего корпусного ядерного реактора: 1,2 — стержни системы управления и защиты; 3 — ядерное топливо; 4 — биологическая защита; 5 — выход пароводяной смеси; 6 — вход воды; 7 — корпус и удерживались в таком положении электромагнитными муфтами. При исчезновении питания, или прерывании сигнала от контуров контроля состояния реактора, муфта разжимается, и стержни под действием силы тяжести опускаются в активную зону и тем самым останавливают ("глушат") реактор. Те же самые стержни используются и для рабочей регулировки мощности, опускаясь или поднимаясь по команде оператора как отдельными элементами или блоками, так и все сразу. Однако в силу некоторых соображений, СУЗ выгоднее размещать снизу, как это практикуется в США и Японии. Таким образом значительно повышается их эффективность, так как максимум потока тепловых нейтронов смещён в реакторах этого типа в нижнюю часть активной зоны. Такая схема также более удобна при перегрузках топлива и освобождает верхнюю часть реактора от приводов СУЗ, позволяя таким образом более удобно организовать сепарацию пара. Наряду с очевидными преимуществами, нижнее расположение регулирующих стержней имеет и очевидные недостатки - это необходимость герметизации многочисленных входных каналов именно в нижней. наиболее нагруженной части корпуса, где давление достигает 70 атм. при температуре порядка 260 градусов. В настоящее время применяется следующее решение: нижний конец контрольного стержня сделан в виде поршня в цилиндре, подсоединенном к водяному баку. К ней через вентиль подсоединен баллон сжатого воздуха с давлением выше, чем предельное внутри корпуса реактора (а это целых 170 атм., при более высоком риск разрушения корпуса становится почти неизбежным ). В случае экстренного останова вентиль открывается и воздух (либо азот) вытесняет воду в цилиндр и "подкидывает" стержни вверх (стержни — это четыре пластины, образующие крестообразную фигуру, что проскальзывает между квадратными топливными сборками. Кстати, именно поэтому ТВЭЛ'ы от Westinghouse квадратные, в отличие от российских шестиугольных - для обеспечения перемещения контрольных стержней). Примерно так выглядит ЧАСТЬ схемы газово-гидравлического контура перемещения стержней УЗ (АЗ) 1- баллоны со сжатым воздухом или азотом 2- перепускные клапаны 3,4 - аварийные клапаны 5- газораспределительный механизм 6- отсечная муфта 7.8,9 - стабилизатор давления Очевидно, что наличие многочисленных сальников (уплотнителей), магистралей высокого давления, клапанов, муфт и т д.

не дают полной уверенности надлежащего функционирования, более того, сама АЗ (аварийная защита) не обладает достаточной степенью надёжности и даже может сама послужить причиной аварий. Вестингауз предлагает украинской стороне отказаться существующей схемы, и разместить стержни УЗ в подпружиненных герметичных цилиндрах-тубусах. Пружины в них работают на сжатие, и зафиксированы в этом положении легкоплавкими металлическими стяжками, рассчитанными на температуру не более чем 300 градусов. Сами пружины изготовлены из рессор 822-х русских танков, уничтоженных украинскими воинами на Восточном фронте в ходе победоносных сражений, Предполагается, что если по каким-то причинам реактор пойдёт "вразнос", температура там резко возрастёт, "стяжки" расплавятся, и пружина энергично распрямится, вводя стержень в активную зону и тем самым останавливая реакцию. В качестве дополнительной меры защиты верхние концы стержней сделаны заострёнными, а над реактором будут смонтированы пластиковые ёмкости с жидким водородом. При пробитии ёмкостей острыми концами стержней водород попадёт прямо в активную зону, мгновенно охлаждая ёё до температуры в -273 градуса, тем самым обеспечивая ещё один уровень защиты. Работы по сверлению отверстий для управляющих стержней в нижней части корпуса реактора уже ведутся Предлагаемое решение. как видите, исключительно простое, а значит, надёжное. К сожалению, не существует методов, позволяющих смоделировать (в натурном или численном эксперименте) ни поведение материала пружин при длительном комбинированном воздействии давления, температуры и радиации, ни, тем более, пластика водородных ёмкостей при сверхнизких температурах, так что единственный путь убедиться в работоспособности предложенного решения - натурный эксперимент. С этой целью все 15 блоков украинских АЭС снабдят новыми устройствами, причём расходы целиком и полностью берёт на себя американская сторона. Случай беспрецедентный - каким образом Украина сумела добиться для себя таких сверхвыгодных условий, не раскрывается. Более того, по некоторым данным, Украина получит до $2 млрд. (возможно, более) по итогам испытаний. Наработанная статистика отказов будет тщательнейшим образом анализироваться, и в конструкцию по мере необходимости будут вноситься необходимые изменения. Таким образом, в случае успешного завершения эксперимента, Украина первой в мире получит самую совершенную защиту для всех своих ядерных реакторов, причём совершенно бесплатно, что является определяющим обстоятельством и мощным сигналом для тех, кто понимает.