Эксперт № 20 (2013)

Эксперт Эксперт Журнал

— С какими организациями вы взаимодействовали при разработке морских ЯУ? С обнинским Физико- энергетическим институтом ( ФЭИ)?

— Тогда мы работали с Курчатовским институтом. А с ФЭИ мы стали сотрудничать, когда Александр Ильич Лейпунский (выдающийся советский физик-ядерщик, руководил программой создания ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем для ВМФ. — « Эксперт» ) предложил использовать в качестве теплоносителя эвтектику — смесь свинца с висмутом. И мы, кстати, длительное время работали над этим вместе с ним. У нас со специалистами ФЭИ были хорошие отношения, но по некоторым концептуальным вопросам мы с ними не просто спорили, а даже ссорились.

Мы взялись за это задание под напором начальника главка, поручившего нашему ОКБМ изготовить наземный прототип жидкометаллического реактора для ВМФ. Отказаться было нельзя, но мы никогда не скрывали и своего скептического отношения к проекту с таким теплоносителем в целом. В итоге потратили много усилий, довели до положительного результата, до работоспособного реактора, но я всегда и везде, где нужно, конечно, даже на заседаниях совета ВПК, говорил, что свинцово-висмутовый теплоноситель для использования в военно-морском флоте — тяжелая нагрузка. Главный конструктор лодки (Александр Карпович Назаров, конструктор АПЛ в СКБ-143, впоследствии СПМБМ «Малахит». — « Эксперт» ) сказал даже как-то на одном из заседаний, что в первый раз видит, как автор успешного проекта от него сам же отказывается. При использовании такого теплоносителя выделялся очень опасный для людей ядовитый полоний, были проблемы с поддержанием теплоносителя в жидком состоянии во время стоянки лодок, для этого нужна была специальная печь и так далее. Положительным же было то, что наша установка с этим теплоносителем обеспечила самую высокую скорость подводного хода в мире — 42 узла при хорошем звуке. Потом подольский КБ «Гидропресс» принял у нас дела и продолжил проектировать на металлическом теплоносителе. Позже были созданы силовые установки с водо-водяными реакторами, показавшие, что можно получить похожие характеристики, в том числе по скорости, без тех непреодолимых трудностей, которые характерны для свинцово-висмутовых реакторов.

— Известно, что ОКБМ работу с металлическим теплоносителем все же успешно продолжило, я говорю о быстрых натриевых реакторах для энергетики.

— Применительно к энергетическим быстрым реакторам мы по рекомендации Лейпунского с самого начала как на теплоноситель ориентировались на натрий, хотя он бурно реагирует с водой и водяным паром. Решающими для нас стали его исключительно хорошие теплофизические свойства: высокая теплопроводность, большая теплоемкость. К тому же у натрия пониженное коррозионное воздействие на конструкционные материалы реактора, и он довольно просто чистится по ходу эксплуатации. Мы к этой работе относились очень серьезно, потому что знали, что для энергетики будущего нужно строить не один реактор, а серию, ведь они способны фактически навсегда решить проблему ядерного топлива (подробнее об этом см. «Перезагрузка Минсредмаша», № 45 за 2012 год. — « Эксперт» ). Первый демонстрационный энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 мы ввели в строй в 1973 году.

— На Мангышлаке, около города Шевченко.

— Да, на восточном побережье Каспия, теперь это город Актау. Там море очень соленое, и мы часть мощности, получаемой в реакторной установке, использовали для опреснения воды методом выпаривания, а частично тратили на выработку электроэнергии, в течение многих лет работал этот реактор без каких-либо приключений. Но главное то, что, эксплуатируя установку, мы набирались бесценного опыта.

Рисунок: Константин Батынков

— Неужели, Федор Михайлович, вот так сразу, без вопросов запустили в работу совершенно новое тогда и очевидно очень сложное оборудование?

— Конечно, без проблем не обошлось. К сожалению, здесь сказались некоторые недоработки ФЭИ, научного руководителя проекта, в части стендовых испытаний. Когда мы перед пуском стали заполнять систему, выяснилось, что натрий не идет, случился затор. Борис Федорович Громов (замдиректора ФЭИ, возглавил программу по жидкометаллическим ЯУ после смерти Лейпунского) утверждал, что они в институте изучили натрий как теплоноситель якобы до предела. У них в ФЭИ давно работал экспериментальный натриевый реактор БР-5, но объем натрия в нем там меньше двух кубических метров, а у нас-то на БН-350 — больше 500. Тем не менее Громов считал, что это мы что-то не так сделали. Приехал сам со своими специалистами, повторили они всю технологическую операцию, натрий сначала пошел, а потом снова встал. Мы стали размышлять и пришли к заключению: из-за того, что диаметр трубопровода достаточно большой, по мере его заполнения скорость уменьшается, натрий переохлаждается и образуются пробки. Эту идею, что скорости,

поверхности, объемы — все это действует совместно и в этом причина того, что мы каждый раз натыкаемся на эти пробки, я высказал Борису Федоровичу. Мы это все подработали, запустили, и в целом БН-350 показал запроектные характеристики, и у нас сложилось убеждение, что с учетом этого опыта мы сможем создать уже серийный реактор БН-500, известный теперь как БН-600. Но работая над новым БН, мы стали еще осторожнее относиться ко всем технологическим процессам с натрием. Провели много натурных испытаний, потому что главным для нас было убедиться в правильности расчетов по физике этих процессов. У 350-го была довольно сложная петлевая схема отвода тепла, но он проработал довольно надежно двадцать пять лет, а для 500-го мы придумали поворотную конструкцию, которая обеспечивала при необходимости возможность демонтажа, и можно было очистить зазоры, если они забивались натрием. Эту реакторную установку мы запустили в 1980 году на Белоярской АЭС, она до сих пор действует, и это не опытный какой-то экспериментальный блок — он фактически создан по серийной технологии.

— В следующем году там же, на Урале, планируют запустить БН-800. Кроме того, в вашем бюро проектируется БН-1200, есть и конкурирующая натриевой технология на свинцовом теплоносителе — причем обе эти разработки вошли в официальную программу « Росатома» « Прорыв». Что вы думаете об этих проектах?

— БН-800 по конструктиву близок к БН-500, только мощность на нем больше. Мы все проверили, дополнительно убедились в его надежной работоспособности, так что нет оснований думать, что неожиданно может проявиться что-то новое с точки зрения эксплуатации. Еще в более полной мере возможности быстрого натриевого реактора мы сейчас воплощаем в БН-1200, разрабатываемом как раз в рамках «Прорыва». Что же касается установки со свинцовым теплоносителем, то декларируют, что она может быть эффективнее натриевого по технико-экономическим показателям и безопасности. Мы, как разработчики быстрого натриевого реактора, в этом не уверены. Пусть сначала сделают хотя бы демонстрационный образец, пусть он поработает. Пока же, я считаю, нашему натриевому реактору альтернативы нет. На мой взгляд, если серьезно относиться к быстрым реакторам, то, безусловно, работа должна вестись с натриевым теплоносителем.

— Федор Михайлович, а все же с какими проблемами столкнутся создатели свинцового реактора?

— Я не случайно рассказал про пуск БН-350. Казалось бы, натрий в Обнинске к тому времени изучили досконально, все попробовали, все просчитали, и тем не менее случилась та непредвиденная ситуация. Свинец же вообще не изученный теплоноситель, в этом плане нужно много работать. Кто-то сможет обоснованно гарантировать, что к определенному году этот реактор будет работать? Я этим вопросом (тогда это был проект «Брест-300») очень серьезно занимался по поручению Александра Юрьевича Румянцева, когда он был министром по атомной энергии (с 2001-го по 2005 год. — « Эксперт» ). Он просил меня проделать анализ надежности подобного реактора и просчитать теоретически возможные аварийные состояния. Используя возможности вычислительной техники саровского ВНИИЭФа, мы, в частности, показали и доказали, что в таком реакторе может реализоваться наложение бегущей волны (идущей, к примеру, от прохудившегося теплообменника), отраженной от стен реактора, и не исключена соответствующая взрывная реакция. Это, кстати, очень оригинальный и интересный, с точки зрения физиков, вопрос — отраженная волна в таких условиях. Мы просчитали и другие сценарии, связанные с безопасностью. Я об этой работе говорил и действующему главе «Росатома» Сергею Владиленовичу Кириенко, чтобы он посмотрел отчет, который мы тогда направили Румянцеву.

— На основе ЯУ для ВМФ вы, в частности, создали реакторы КЛТ-40 для плавучих электростанций. А что еще можно конвертировать из военного опыта?