#

Обратная связь |

ФИО:
Email:
Сообщение:
Код:
Межведомственная информационная система по вопросам обеспечения радиационной безопасности населения и проблемам преодоления последствий радиационных аварий
Федеральная целевая программа «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года»

Авария на блоке №1 Чернобыльской АЭС (СССР), связанная с разгерметизацией технологического канала

1. Историческая справка

Энергоблок №1 ЧАЭС проектной электрической мощностью 1000 МВт с реакторной установкой типа РБМК-1000был введен в действие в сентябре 1977 года и вышел на проектную мощность в мае 1978 года.

За весь период эксплуатации до рассматриваемой аварии было 78 остановок энергоблока, в том числе 64 аварийных по сигналу АЗ-5. За период, предшествующий аварии, был один случай разгерметизации ТК в ячейке 42-34 негерметичный канал был обнаружен штатной системой контроля целостности технологических каналов (КЦТК) и заменен в ноябре 1979 г. Путем визуального осмотра канала с помощью перископа были обнаружены дефекты на циркониевой части канала в виде продольных трещин длиной 40-45 мм на отметке +11080 мм в районе верхней дистанционирующей решетки ТВС. Других серьезных аварий, связанных с повреждением элементов активной зоны и реакторного оборудования, на блоке №1 не было.

В «аварийном» ТК 62-44 с начала эксплуатации работали три ТВС. Суммарная энерговыработка канала к моменту аварии составила 2727 МВт.сут, что примерно на 10-15% выше энерговыработки «среднестатистического» канала этого блока за рассматриваемый период. На момент аварии показатель надежности ТК оценивался величиной 1.8.*105 1/год.

 

2. Состояние энергоблока перед аварией

С 26 июля по 07 сентября 1982 г. энергоблок №1 находился в плановом среднем ремонте. После завершения ремонтных работ и предпусковых регламентных работ 07 сентября в 12 ч. 26 мин. (12.26) реактор был выведен на МКУ, начался разогрев КМПЦ и паропровода; проводились регламентные работы по подготовке и включению технологических систем с одновременной подрегулировкой расходов воды через ТК. В работе находились 4 ГЦН (по два с каждой стороны).

 

3. Содержание и развитие аварии 09 сентября 1982 г.

В 16.00 начался ступенчатый подъем мощности, и в период с 17.09 до 17.52-тепловая мощность реактора выросла с 250 до 700 МВт, был запущен и выведен на холостой ход турбогенератор ТГ-2.

В 18.10 старший оператор газового контура (ГК) зафиксировал колебания давления в РП от 150 мм в. ст. до зашкаливания прибора, а также рост давления под колоколом "мокрого" газгольдера до 700 мм в ст.

В 18.15 отключились все компрессоры ГК, расход азота на продувку РП упал до нуля, были выбиты трехметровые гидрозатворы. На щите КРБ было отмечено увеличение активности газа из РП в 100 раз по контрольной точке с датчиком на коллекторы КЦТК. В 18.18 был зафиксирован рост давления до 350 мм.вод.ст. и в РП блока №2 вследствие связи блоков по газовому контуру. Отмечено уменьшение реактивности, которое было отработано АРМ-11, мощность реактора при этом возросла до 750 МВт (Т), а давление в КМПЦ до 72 кгс/см2.

К 18.23 уровень активности газа в РП №1 вырос до 10-3 Ки/л, выросла также активность в помещениях компрессоров ГК. Одновременно было зафиксировано увеличение выбросов в венттрубу.

В 18.25 прошла сигнализация «ПТГ» (повышение температуры газа) системы КЦТК (максимальная температура 12О0С была отмечена по ячейке 60-21), а в 18.37 сработала сигнализация «влажность по «Волне»-100%» .

Примечание: инерционность работы штатной системы КЦТК объясняется срывом всех компрессоров ГК. 

В этот период по датчикам системы физического контроля распределения энерговыделения (СФКРЭ) во 2-м квадранте реактора имело место снижение мощности и захолаживание, а персоналом были предприняты безуспешные попытки запустить компрессоры ГК проводились также операции по восстановлению мощности реактора (700 МВт). По всем областям реактора появились сигналы повышения температуры газовой смеси (t >1000С) и сигналы повышенной влажности по всем групповым каналам системы КЦТК.

В 18.38 после консультаций с руководством станции реактор был остановлен кнопкой АЗ-5, и начаты работы по расхолаживанию блока со скоростью 300С/ч.

Путем прослушивания ТК с помощью шумометра было определено, что разрушение канала произошло в ячейке 62-44. На мнемотабло отклонений выпали сигналы о снижении расходов воды через ТК 50-41, 62-44 и канала СУЗ 42-55. В 18.46 были проверены расходы воды через каналы по распечатке СЦК «Скала». В канале 62-44 был зафиксирован расход 2.9 м3/ч.

Примечание: По последней до аварии распечатке в 17.27 расход воды через ТК 62-44 был 17.8 м3/ч.

В 21.30 с помощью РЗМ была проведена операция по извлечению подвески с топливной сборкой из аварийной ячейки, приборы РЗМ (УСИТ и СКС) отметили частичное извлечение топлива. Осмотр показал, что выгружена только подвеска с частью центральных стержней ТВС длиной около 1100 мм. Канал был заглушен аварийной пробкой.

Далее до 11 сентября проводились операции по расхолаживанию реактора и выведению его в аварийный ремонт, а работы по ликвидации последствий аварии проводились до 26.11.82 г. (77 сут).

 

4. Результаты и последствия аварии

Вследствие перегрева циркониевой части ТК 62-44 (по оценкам, до температуры выше 7000С) произошла потеря прочностных свойств металла, что привело к разрыву циркониевой трубы внутренним давлением, и с потоком перегретого пара, устремившегося в образовавшуюся щель, произошел выброс большей части ТВС в графитовую кладку реактора. В результате произошло разрушение большей части графитовых блоков этой ячейки, смещение графитовых блоков соседних ячеек и искривление каналов, окружающих аварийную ячейку.

Данная авария от «простой» аварии с разгерметизацией ТК отличается тем, что разрушение канала произошло со значительным изменением его геометрии, что исключало использование для его извлечения, имеющихся штатных средств и приспособлений: произошло разрушение ТВС и выброс ее большей части в графитную кладку реактора, что существенно ухудшило радиационную обстановку на станции и исключило использование РЗМ для выгрузки ТВС; произошло разрушение большей части графитовых блоков ячейки и деформация окружающих каналов, что исключало восстановление канала 62-44 и потребовало консервации ячейки, а окружающие ТК были освобождены от топлива и перестали использоваться по прямому назначению (через эти каналы был установлен небольшой расход воды для охлаждения графита и самих каналов).

После расхолаживания реактора был произведен осмотр в фотографирование внутренней поверхности канала 62-44 с помощью перископа РВП-489. Было установлено, что труба ТК имеет сквозной разрыв в районе отметок 9260-8620 мм (т.е. разрыв начинался, примерно, на 1.2 м выше центра активной зоны) в направлении ТК 61-45 и канала СУЗ 62-45. В разрыв канала просматривалась часть ТВС, которая находилась на отметке 9200 в щели между 61-м и 62-м рядами графитовых колонн.

После обследования каналов, окружающих дефектную ячейку, было установлено, что все каналы ячеек первого радиуса ячейки 62-44 изогнуты в направлении от дефектного, причем практически все эти каналы имеют максимум прогиба на уровне дефекта ТК ячейки 62-44; наибольшему искривлению, помимо дефектного канала, подвергся канал СУЗ 62-45. Наряду со значительной абсолютной величиной прогиба (до 80 мм) этот канал приобрел сложную винтообразную форму ниже отметки 9000 часть рабочей кассеты находилась в графитовой кладке между ячейками 62-44 и общим стыком графитовых колонн 61-44, 62-45, 61-45;на отметке 9200 часть кассеты уходила практически горизонтально в щель между 61-м и 62-м рядами.

В области разрыва дефектного ТК имелись значительные отгибы металла канальной трубы, направленные от канала в сторону графитовой кладки. Наличие этих отгибов не позволяло извлечь из ячейки дефектный ТК по штатной технологии. Было принято решение об извлечении канала по частям. При подготовке к извлечению нижней части ТК в подаппаратном помещении был демонтирован сильфонный компенсатор и смонтирован могильник (саркофаг) для хранения отходов, просыпающихся вниз из аварийной ячейки.

 

5. Анализ причин и хода аварии

Причиной аварии явилось снижение (или даже прекращение) расхода ТН через ТК 62-44. Резкое уменьшение расхода ТН привело к пережогу циркониевой части ТК на длине около 600 мм.

Снижение (прекращение) подачи ТН могло произойти в результате ошибочного закрытия ЗРК данного ТК (!) или вследствие попадания в тракт канала механических предметов (!). Ни от того, ни от другого ТК техническими средствами не застрахованы. Несколько фактов говорят в пользу второй версии.

Перед пуском 09 сентября в соответствии с регламентом проводилась подрегулировка расходов через ТК. При этом было установлено, что ТК № 62-44 заклинен. Как отмечено выше, расход через этот ТК был 17.8 м3/ч в 17.27а в 18.46 практически отсутствовал. Позднее, 10 сентября в 09.30, заклинивание ЗРК ТК 62-44 самоустранилось (?), и была определена степень его открытия, которое составило 17 мм. Сменный персонал проверил при этом расход через канал, составивший 33 м3/ч. Система измерения расхода на работу ЗРК реагировала правильно.

Еще позднее, 20 ноября, была проведена проверка раздаточного группового коллектора (РГК), от которого питается и ТК 62-44. На разных участках РГК были обнаружены посторонние предметы: дробленая стружка, сварочный грат, куски проволоки 0.6-1 мм и длиной 10-45 мм, шайбы, гвозди длиной 50-70 мм и пластина длиной 150 мм, шириной 26 мм и толщиной 1 мм. Любой из указанных предметов мог явиться причиной временного сокращения расхода ТН по ТК 62-44. Защитить РГК от посторонних предметов можно установкой фильтров.

Уже к 18.15 было достаточно много признаков, говорящих о разгерметизации ТК с истечением ТН в кладку реактора. Эти признаки оказались вне информационного поля оперативного персонала, который затратил более 20 мин. на уточнение ситуации и принятие решения о приведении в действие систем обеспечения безопасности и локализации аварии. Этот факт говорит о недостаточной профессиональной подготовке оперативного персонала смены.

 

6. Некоторые выводы

Авария вскрыла ряд конструктивных недоработок по энергоблоку. Кроме отмеченного отсутствия технических средств оперативного фиксирования прекращения расхода ТН через ТК, укажем, что система «Шторм» контроля за расходом воды через каналы обладает низкой надежностью, нестабильностью характеристик, расходомеры не имеют системы диагностического контроля за состоянием отдельных своих элементов; система ГК оказалась неспособной локализовать распространение активности при разрыве ТК, что привело к значительным выбросам радиоактивности в венттрубу и радиационному загрязнению окружающей территории АЭС и помещений реакторного отделения.

Замеры, проведенные 10 сентября в 02.00, показали, что активность воды дренажей «мокрого» газгольдера и гидрозатворов по I-135 составляла до 2.2*10-4 Ки/л. Активность газа в РП увеличилась в 100 раз; при этом измерения 09 и 10 сентября показали наличие в газе РП Ar-41 и Xe-133. В помещениях боксов компрессоров ГК γ-фон составлял 15-20 мкР/с, а в непосредственной близости от трубы подачи азота уровень γ -фона составлял 100-250 мкР/с. По оценкам, суммарное Загрязнение окружающей среды долгоживущими аэрозолями составило около 6 Ки.

В зоне строгого режима во время аварии находилось всего 91 человек. Дозы внешнего облучения получили: до 0.5 бэр - 68 чел., от 0.5 до 1.25 бэр - 19 чел., от 1.25 до 2.5 бэр - 4 человека.

Материальный ущерб от этой аварии складывался из стоимости ТК (10 тыс.руб.); ущерба от недовыработки электроэнергии (77 суток); трудозатрат на ликвидацию аварии (100-200 чел.ч) и дозозатрат до 10 чел.бэр.

Авария подтвердила важность «человеческого фактора». Наличие эксплуатационных ошибок усугубило ход аварии и привело к значительному выбросу активности в помещения и окружающую среду.

Прямая оценка выбросов аэрозолей в высотную трубу затруднена, т.к. все процессы их образования в активной зоне и пути их переноса от активной зоны до высотной трубы весьма неопределенны.

Эта оценка сделана по замерам осевших радиоактивных веществ на территории АЭС в пределах санитарной зоны. По результатам исследований выявлено, что радиоактивное загрязнение почвы в пределах санитарной зоны объясняется горячими частицами продуктами деления урана. Суммарный выброс этих частиц через высотную трубу составил 20-40 Ки, что соответствовало 10-20 г выброшенной массы топлива.