Запуск первой в мире атомной электростанции. Атомная электростанция

7 июня 1954 г. в поселке Обнинское Калужской области в Физико-энергетическом институте имени А.И. Лейпунского (Лаборатория «В») был осуществлен пуск первой в мире атомной электростанции, оснащенной одним уран-графитовым канальным реактором с водяным теплоносителем АМ-1 («атом мирный») мощностью 5 МВт. С этой даты начался отсчет истории атомной энергетики.

В годы Великой Отечественной войны начала проводиться работа по созданию ядерного оружия, которую возглавил ученый-физик, академик И. В. Курчатов. В 1943 г. Курчатов создал в Москве исследовательский центр - Лаборатория № 2 - позже преобразованный в Институт атомной энергии. В 1948 г. был построен плутониевый завод с несколькими промышленными реакторами, а в августе 1949 г. была испытана первая советская атомная бомба. После того, как было организовано и освоено в промышленном масштабе производство обогащенного урана, началось активное обсуждение проблем и направлений создания энергетических ядерных реакторов для транспортного применения и получения электроэнергии и тепла. По поручению Курчатова отечественные физики Е.Л. Фейнберг и Н.А. Доллежаль начали разрабатывать проект реактора для атомной электростанции.

16 мая 1950 г. постановлением Совета Министров СССР было определено строительство трех опытных реакторов - уран-графитового с водяным охлаждением, уран-графитового с газовым охлаждением и уран-бериллиевого с газовым или жидкометаллическим охлаждением. По первоначальному плану все они поочередно должны были работать на единую паровую турбину и генератор мощностью 5000 кВт. ...

В мае 1954 г. был запущен реактор, а в июне того же года Обнинская атомная электростанция дала первый промышленный ток, открыв дорогу использованию атомной энергии в мирных целях. Обнинская АЭС успешно проработала почти 48 лет. 29 апреля 2002 г. в 11 ч. 31 мин. по московскому времени был навсегда заглушен реактор первой в мире атомной электростанции в Обнинске. Как сообщила пресс-служба Министерства Российской Федерации по атомной энергии, станция была остановлена исключительно по экономическим соображениям, поскольку «поддержание ее в безопасном состоянии с каждым годом становилось все дороже». Помимо выработки энергии, реактор Обнинской атомной электростанции также служил базой для экспериментальных исследований и для выработки изотопов для нужд медицины.

Опыт эксплуатации первой, по сути экспериментальной, атомной станции полностью подтвердил инженерно-технические решения, предложенные специалистами атомной отрасли, что позволило приступить к реализации широкомасштабной программы по строительству новых атомных электростанций в Советском Союзе. Обнинская АЭС еще во времена строительства и пуска превратилась в замечательную школу подготовки строительных и монтажных кадров, научных работников и эксплуатационного персонала. Эту свою роль АЭС выполняла многие десятилетия во время промышленной эксплуатации и многочисленных экспериментальных работ на ней. Обнинскую школу прошли такие известные в атомной энергетике специалисты как: Г. Шашарин, А. Григорьянц, Ю. Евдокимов, М. Колмановский, Б. Семенов, В. Коночкин, П. Палибин, А. Красин и многие другие.

В 1953 году на одном из совещаний министр Минсредмаша СССР В. А. Малышев поставил перед Курчатовым, Александровым и другими учеными вопрос о разработке атомного реактора для мощного ледокола, в котором нуждалась страна, чтобы существенно продлить навигацию в наших северных морях, а потом сделать ее круглогодичной. Крайнему Северу уделялось тогда особое внимание как важнейшему хозяйственному и стратегическому региону. Прошло 6 лет, и первый в мире атомный ледокол «Ленин» вышел в свое первое плавание. Этот ледокол прослужил 30 лет в тяжелых условиях Арктики. Одновременно с ледоколом строилась атомная подводная лодка (АПЛ). Правительственное решение о ее строительстве было подписано в 1952 году, а в августе 1957 года лодку спустили на воду. Эта первая советская АПЛ получила название «Ленинский комсомол». Она совершила подледный поход к Северному полюсу и благополучно вернулась на базу.

«Энергетика мира вступила в новую эпоху. Это случилось 27 июня 1954 г. Человечество еще далеко не осознало важности этой новой эпохи».

Академик А.П. Александров

«В Советском Союзе усилиями ученых и инженеров успешно завершены работы по проектированию и строительству первой промышленной электростанции на атомной энергии полезной мощностью 5000 киловатт. 27 июня атомная станция была пущена в эксплуатацию и дала электрический ток для промышленности и сельского хозяйства прилежащих районов.

Лондон, 1 июля (ТАСС). Сообщение о пуске в СССР первой промышленной электростанции на атомной энергии широко отмечается английской печатью, Московский корреспондент «Дейли уоркер» пишет, что это историческое событие «имеет неизмеримо большее значение, чем сброс первой атомной бомбы на Хиросиму.

Париж, 1 июля (ТАСС). Лондонский корреспондент агентства Франс Пресс передает, что сообщение о пуске в СССР первой в мире промышленной электростанции, работающей на атомной энергии, встречено в лондонских кругах специалистов-атомников с большим интересом. Англия, продолжает корреспондент, строит атомную электростанцию в Колдерхолле. Полагают, что она сможет вступить в строй не ранее чем через 2,5 года...

Шанхай, 1 июля (ТАСС). Откликаясь на пуски в эксплуатацию советской электростанции на атомной энергии, токийское радио передает: США и Англия также планируют строительство атомных электростанций, но завершение их строительства они намечают на 1956-1957 годы. То обстоятельство, то Советский Союз опередил Англию и Америку в деле использования атомной энергии в мирных целях, говорит о том, что советские ученые добились больших успехов в области атомной энергии. Один из выдающихся японских специалистов в области ядерной физики - профессор Иосио Фудзиока, комментируя сообщение о пуске в СССР электростанции на атомной энергии, заявил, что это является началом «новой эры».

Обнинская АЭС

Люди, которым интересен Чернобыль и Припять, в итоге задаются вопросом “А когда была создана первая атомная электростанция в мире и где?”.

Первая в мире АЭС была построена в Обнинске (Калужская область).

Предыстория

28 сентября 1942 года Госкомитет обороны СССР утвердил создание специальной ядерной лаборатории в Академии наук, а также принял решение разрешить производство урана. С 2005 года эта дата отмечается как День ядерной науки.

Российская атомная промышленность относится к 1940-м годам, когда она имела стратегическое значение – главным образом потому, что ее соперники пытались создать ядерное оружие.

После окончания ВОВ государство активизировало исследования и финансировало инициативу по созданию подобного оружия в СССР.

20 августа 1945 года специальный комитет начал исследования, посвященные урановому проекту. Главой Комитета стал Лаврентий Берия.

Это событие стало поворотным моментом. На следующий год развернули обширную программу.

Проект контролировал Игорь Курчатов, также известный как отец атомной бомбы и пионер ядерной энергии для гражданского использования.

Новая программа позволила использовать ядерную энергию в различных секторах экономики, таких как транспорт и энергетика.

Это был рассвет новой российской ядерной эры. В последующие десятилетия у нее были максимумы и минимумы, среди которых .

Российские ученые-ядерщики работали над крупномасштабными проектами, производя технологические достижения и превращая ядерный сектор в одну из самых успешных частей экономики.

Ввод в эксплуатацию

Обнинская атомная электростанция была введена в эксплуатацию Советским Союзом 27 июня 1954 года и успешно эксплуатировалась почти пять десятилетий, пока она не была закрыта 29 апреля 2002 года.

Расположенный чуть более чем в ста километрах к юго-западу от Москвы, Обнинск был домом Института физики и энергетики, поэтому, неудивительно, что в СССР выбрали это место для строительства первой .

Однако то, что Обнинск стал первой в мире атомной электростанцией, на деле она предназначалась как полигон для тренировок экипажей будущих атомных подлодок.

Тем не менее, хотя Обнинская АЭС производила электроэнергию, также она содействовала исследованиям и испытаниям.

Мощность первой АЭС

Первая в мире атомная электростанция была всего с одним реактором АМ-1 мощностью в 5 мВт.

Хотя первая АЭС и была построена как эксперимент для использования электричества в коммерческих целях, но может ли атомный реактор использоваться для снабжения коммерческой сетки энергией? Обнинск доказал, что это возможно.

Реактор первой АЭС в СССР был урано-графитовой конструкции канального типа, советской модели, который позже стал “отцом” мощных реакторов РБМК.

Успех Обнинска проложил путь для строительства многих других атомных станций, таких как в России и Селлафилда в Англии.

Прогресс

Первая в СССР работала без “сучка-задоринки” в течение 48 лет – невероятный успех, если рассмотреть частоту инцидентов на многих современных АЭС по всему миру.

Несомненно, относительно небольшая величина реактора способствовала этой безопасности.

Однако важно также отметить образ мышления, в котором был построен АЭС в Обнинске. С момента своей концепции Обнинск упоминался Советами как Мирный Атом.

Вывод

Основанная более шести десятилетий назад первая в мире атомная электростанция была невероятным прорывом, который показал, что в мире существует место для мирной ядерной энергетики в будущем.

С момента своего создания первая атомная станция в мире должна была перенести ранее ужасный и травматический характер ядерной энергии в позитивный ресурс для роста и процветания человечества.

Мало того что этот “квест” был успешным, и АЭС в Обнинске пробыла в эксплуатации с 1954 по 2002 гг. без единой аварии или разлива, она стала моделью стабильности, которой многие сегодняшние атомщики могли бы подражать.

Когда-то была первой в мире, а сейчас она работает как музейный комплекс.

Атомная электростанция - комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений, предназначенный для производства электрической энергии. В качестве топлива станция использует уран-235. Наличие ядерного реактора отличает АЭС от других электростанций.

На АЭС происходит три взаимных преобразования форм энергии

Ядерная энергия

переходит в тепловую

Тепловая энергия

переходит в механическую

Механическая энергия

преобразуется в электрическую

1. Ядерная энергия переходит в тепловую

Основой станции является реактор - конструктивно выделенный объем, куда загружается ядерное топливо и где протекает управляемая цепная реакция. Уран-235 делится медленными (тепловыми) нейтронами. В результате выделяется огромное количество тепла.

ПАРОГЕНЕРАТОР

2. Тепловая энергия переходит в механическую

Тепло отводится из активной зоны реактора теплоносителем - жидким или газообразным веществом, проходящим через ее объем. Эта тепловая энергия используется для получения водяного пара в парогенераторе.

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

3. Механическая энергия преобразуется в электрическую

Механическая энергия пара направляется к турбогенератору, где она превращается в электрическую и дальше по проводам поступает к потребителям.

Из чего состоит АЭС?

Атомная станция представляет собой комплекс зданий, в которых размещено технологическое оборудование. Основным является главный корпус, где находится реакторный зал. В нём размещается сам реактор, бассейн выдержки ядерного топлива, перегрузочная машина (для осуществления перегрузок топлива), за всем этим наблюдают операторы с блочного щита управления (БЩУ).

Основным элементом реактора является активная зона(1) . Она размещена в бетонной шахте. Обязательными компонентами любого реактора являются система управления и защиты, позволяющая осуществлять выбранный режим протекания управляемой цепной реакции деления, а также система аварийной защиты – для быстрого прекращения реакции при возникновении аварийной ситуации. Все это смонтировано в главном корпусе.

Есть также второе здание, где размещается турбинный зал(2) : парогенераторы, сама турбина. Далее по технологической цепочке следуют конденсаторы и высоковольтные линии электропередач, уходящие за пределы площадки станции.

На территории находятся корпус для перегрузки и хранения в специальных бассейнах отработавшего ядерного топлива. Кроме того, станции комплектуются элементами оборотной системы охлаждения – градирнями(3) (бетонная башня, сужающаяся кверху), прудом-охладителем (естественный водоем, либо искусственно созданный) и брызгальными бассейнами.

Какие бывают АЭС?

В зависимости от типа реактора на АЭС могут быть 1, 2 или 3 контура работы теплоносителя. В России наибольшее распространение получили двухконтурные АЭС с реакторами типа ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор).

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 1-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Одноконтурная схема применяется на атомных станциях с реакторами типа РБМК-1000. Реактор работает в блоке с двумя конденсационными турбинами и двумя генераторами. При этом кипящий реактор сам является парогенератором, что и обеспечивает возможность применения одноконтурной схемы. Одноконтурная схема относительно проста, но радиоактивность в этом случае распространяется на все элементы блока, что усложняет биологическую защиту.

В настоящее время в России действует 4 АЭС с одноконтурными реакторами

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 2-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Двухконтурную схему применяют на атомных станциях с в водо-водяными реакторами типа ВВЭР. В активную зону реактора подается под давлением вода, которая нагревается. Энергия теплоносителя используется в парогенераторе для образования насыщенного пара. Второй контур нерадиоактивен. Блок состоит из одной конденсационной турбины мощностью 1000 МВт или двух турбин мощностью по 500 МВт с соответствующими генераторами.

В настоящее время в России действует 5 АЭС с двухконтурными реакторами

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

АЭС С 3-КОНТУРНЫМИ РЕАКТОРАМИ

Трехконтурную схему применяют на АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем типа БН. Чтобы исключить контакт радиоактивного натрия с водой, сооружают второй контур с нерадиоактивным натрием. Таким образом схема получается трехконтурной.

Первая в мире атомная электростанция

После испытания первой атомной бомбы Курчатов и Доллежаль обсудили возможность создания атомной электростанции, ориентируясь на опыт конструирования и эксплуатации промышленных реакторов. 16 мая 1949 года вышло соответствующее постановление Правительства. Несмотря на кажущуюся простоту перехода от одного ядерного реактора к другому, дело оказалось чрезвычайно сложным. Промышленные реакторы работали при низком давлении воды в рабочих каналах, вода охлаждала урановые блоки и этого было достаточно.

Схема атомной электростанции существенно усложнялась именно тем, что в рабочих каналах требовалось поддерживать высокое давление, чтобы получить пар необходимых параметров для работы турбины Приходилось вводить в активную зону реактора больше конструктивных материалов, что требовало обогащения урана изотопом 235. Чтобы не загрязнять радиоактивностью турбинное отделение АЭС, была применена двухконтурная схема, еще больше усложнявшая электростанцию.

Первый радиоактивный контур включал в себя технологические каналы реактора, насосы для циркуляции воды, трубчатую часть парогенераторов и соединительные трубопроводы первого контура. Парогенератор представляет собою сосуд, рассчитанный на значительное давление воды и пара. В нижней части сосуда размещены пучки тонких трубок, через которые прокачивается вода первого контура с давлением около 100 атмосфер и температурой 300 градусов. Между трубными пучками находится вода второго контура, которая, воспринимая тепло от трубных пучков, нагревается и кипит. Образующийся пар при давлении более 12 атмосфер направляется в турбину. Таким образом, вода первого контура не смешивается в парогенераторе со средой второго контура и он остается «чистым.» Пар, отработавший в турбине, охлаждается в турбинном конденсаторе и превращается в воду, ее снова перекачивают насосом в парогенератор. Так поддерживается циркуляция теплоносителя во втором контуре.

Обычные урановые блоки не были пригодны для АЭС. Пришлось конструировать специальные технологические каналы, состоящие из системы тонкостенных трубок небольшого диаметра, на наружных поверхностях которых размещалось ядерное топливо. Технологические каналы в несколько метров длиною загружались в ячейки графитовой кладки реактора мостовым краном реакторного зала и присоединялись к трубопроводам первого контура съемными деталями. Имелось много других отличий, усложнявших сравнительно небольшую атомную установку для производства электроэнергии.

Когда определились основные характеристики проекта АЭС, о нем доложили Сталину. Он высоко оценил зарождение отечественной атомной энергетики, ученые получили не только одобрение, но и помощь в реализации нового направления.

В феврале 1950 года в Первом Главном управлении, возглавляемом Б. Л, Ванниковым и А. П. Завенягиным, детально были обсуждены предложения ученых, а 29 июля того же года Сталин подписал Постановление Совмина СССР о разработке и сооружении в городе Обнинске АЭС с реактором, получившим условное наименование «АМ.» Проектировал реактор Н.А. Доллежаль со своим коллективом. Одновременно велось проектирование станционного оборудования, другими организациями, а также здания АЭС.

Своим заместителем по научному руководству Обнинской АЭС, Курчатов назначил Д. И. Блохинцева, приказом ПГУ Блохинцеву поручалось не только научное но и организационное руководство строительством и пуском АЭС. Первым директором АЭС был назначен Н. А. Николаев.

В 1952 году велись научные и проектные работы по реактору «АМ» и АЭС в целом. В начале года развернулись работы по подземной части АЭС, строительству жилья и соцкультбыта, подъездных путей, плотины на реке Протве. В 1953 году выполнен основной объем строительных и монтажных работ: возведен реакторный корпус и здание турбогенератора, смонтированы металлоконструкции реактора, парогенераторы, трубопроводы, турбина и многое другое. В 1953 году стройке дан статус важнейшей в Минсредмаше (в 1953 году ПГУ было преобразовано в Министерство среднего машиностроения). Курчатов часто приезжал на строительство, ему построили небольшой деревянный домик в соседнем лесу, где он проводил совещания с руководителями объекта.

В начале 1954 года велась графитовая кладка реактора. Герметичность корпуса реактора заранее испытали чувствительным гелиевым методом. Внутрь корпуса подали газ гелий под небольшим давлением, а снаружи все сварные соединения «ощупали» гелиевым течеискателем, который обнаруживает малые протечки гелия. Во время гелиевых испытаний были выявлены неудачные конструктивные решения и пришлось кое-что переделать. После ремонта сварных соединений и повторной проверки на герметичность внутренние поверхности металлоконструкций тщательно обеспылшю и сдали под кладку.

Работы по графитовой кладке с нетерпением ждут как рабочие, так и руководители. Это своеобразная веха на длинном пути монтажа реактора. Кладка относится к разряду чистых работ и в самом деле требует стерильной чистоты. Даже пыль, попав в реактор, ухудшит его качество. Ряд за рядом укладывают рабочие графитовые блоки, проверяя зазоры между ними и другие размеры. Рабочих теперь не узнать, все они в белой спецодежде и спецобуви, белых шапочках, чтобы волосок не упал. В реакторном зале такая же стерильная чистота, ничего лишнего, влажная уборка почти непрерывно. Кладку ведут быстро, круглосуточно, а закончив работу, сдают придирчивым контролерам. В завершении закрывают и заваривают люки в реактор. Затем приступают к монтажу технологических каналов и каналов управления и защиты реактора (каналы СУЗ) На первой АЭС они доставили много хлопот. Дело в том, что трубки каналов имели очень тонкие стенки, а работали при высоких давлении и температуре. Промышленность впервые осваивала производство и сварку таких тонкостенных труб, отчего имели место протечки воды через неплотности сварки Текущие каналы приходилось менять, технологию их изготовления тоже, все это отнимало время. Были и другие сложности, однако все препятствия преодолели. Начались пусковые работы.

9 мая 1954 года реактор достиг критичности, до 26 июня на разных уровнях мощности проводили наладочные работы на многочисленных системах АЭС. 26 июня в присутствии И. В. Курчатова подали пар на турбину и вели дальнейший подъем мощности. 27 нюня состоялся официальный пуск первой в мире Обнинской АЭС с выдачей электроэнергии в систему Мосэнерго.

Атомная станция имела выходную мощность 5000 киловатт. В реактор устанавливалось 128 технологических каналов и 23 канала СУЗ. Одной загрузки хватало для работы АЭС на полной мощности в течение 80-100 суток. Обнинская АЭС привлекла внимание людей всего мира. На ней побывали многочисленные делегации почти из всех стран. Они хотели своими глазами посмотреть на русское чудо. Не надо каменного угля, нефти или горючего газа, здесь тепло от реактора, скрытого за надежной защитой из бетона и чугуна, приводит в движение турбогенератор и вырабатывает электроэнергию, которой по тем временам было достаточно для нужд города с населением 30–40 тысяч человек, при расходе ядерного топлива около 2 тонн в год.

Пройдут годы и на земле в разных странах появятся сотни АЭС огромной мощности, но все они, как Волга из родника, берут начало на русской земле недалеко от Москвы, в известном всему миру городе Обнинске, где впервые разбуженный атом толкнул лопатки турбины и дал электрический ток под славным русским девизом: «Пусть будет атом рабочим, а не солдатом!»

В 1959 году Георгий Николаевич Ушаков, сменивший Николаева на посту директора Обнинской АЭС, издал книгу - «Первая атомная электростанция.» По этой книге училось целое поколение атомщиков.

Обнинская АЭС еще во времена строительства и пуска превратилась в замечательную школу подготовки строительных и монтажных кадров, научных работников и эксплуатационного персонала. Эту свою роль АЭС выполняла многие десятилетия во время промышленной эксплуатации и многочисленных экспериментальных работ на ней. Обнинскую школу прошли такие известные в атомной энергетике специалисты как: Г. Шашарин, А. Григорьянц, Ю. Евдокимов, М. Колмановский, Б. Семенов, В. Коночкин, П. Палибин, А. Красин и многие другие.

В 1953 году на одном из совещаний министр Минсредмаша СССР В. А. Малышев поставил перед Курчатовым, Александровым и другими учеными вопрос о разработке атомного реактора для мощного ледокола, в котором нуждалась страна, чтобы существенно продлить навигацию в наших северных морях, а потом сделать ее круглогодичной. Крайнему Северу уделялось тогда особое внимание, как важнейшему хозяйственному и стратегическому региону. Прошло 6 лет и первый в мире атомный ледокол «Ленин» вышел в свое первое плавание. Этот ледокол прослужил 30 лет в тяжелых условиях Арктики.

Одновременно с ледоколом строилась атомная подводная лодка (АПЛ) Правительственное решение о ее строительстве было подписано в 1952 году, а в августе 1957 года лодку спустили на воду. Эта первая советская АПЛ получила название - «Ленинский комсомол». Она совершила подледный поход к Северному полюсу и благополучно вернулась на базу.