Где и как делают атомные реакторы
© zelenyikot.livejournal.com
Фоторепортаж с «Атоммаша» — гордости Росатома — гигантского производства, где делают корпуса одних из самых востребованных ядерных реакторов для атомных электростанций: ВВЭР-1000 И ВВЭР-1200.
Недавно, меня пригласили поделиться опытом популяризации науки на мероприятии Нефорум Наука. Встреча была организована при участии Росатома, и там предложили включить и атомную тему в свои обзоры. Начать решили с фоторепортажей. За один день удалось посетить завод ядерных реакторов и атомную электростанцию. Сегодня репортаж с производства.
«Атоммаш» располагается в Ростовской области неподалеку от города Волгодонск, входит в структуру «Атомэнергомаша» — машиностроительного дивизиона «Росатома».
У проходной привлекает внимание оригинальный монумент из корпуса реактора ВВЭР-1000. Для его создания использован один из трех реальных корпусов реактора ВВЭР-1000, оставшихся невостребованными после резкого сокращения объемов строительства новых энергоблоков АЭС в СССР после Чернобыля. Сегодня использовать их на строящихся станциях уже невозможно, поэтому пригодился как памятник.
Экскурсия прошла в компании с Андреем Urbanturism — видеоблогером, интересующимся историей техники, архитектуры, метро, атомной энергетики, и т. п.
На входе всех сотрудников и гостей ждут турникеты и рамки металлоискателей, а еще раньше «трубки» — алкотестеры, в которые каждый должен дунуть и дождаться зеленого сигнала чтобы пройти на производство.
Поскольку с компонентами ядерного топлива тут не работают, то процедура досмотра на входе и выходе значительно проще чем на АЭС, но всю фото-видеотехнику пропускали только по списку и со сверкой серийных номеров. На проходной привлек внимание контейнер для сбора химически опасных бытовых предметов: люминесцентных ламп и батареек. «Росатом» всячески подчеркивает экологическую чистоту своей деятельности, и это выражается не только в пиаре, но и во вполне полезных малых делах.
Каждый рабочий и посетитель должны иметь при себе средства индивидуальной защиты: каску и очки. Для многих сотрудников и гостей-блогеров каска заменяется «каскеткой» — бейсболкой с плотным пластиковым каркасом внутри. Масса изготавливаемой продукции на заводе исчисляется десятками тонн, и такая каскетка защищает от случайного удара головой о какую-нибудь балку так же эффективно как обычная каска, а от многотонного реактора и каска не поможет.
Первый пункт экскурсии — музей. Здесь самый интересный экспонат — макет предприятия. Сотрудник музея не без гордости показывает масштабы предприятия.
Хотя некоторые здания из проекта так и не построили (на макете они отмечены красными метками), но если сравнить со снимком из космоса — основную часть производственных площадей воплотить успели.
«Атоммаш» еще под названием ВЗТМ начали строить в 1974 году. Он стал одной из важнейших строек Советского Союза того времени, которая должна была справиться с нехваткой электроэнергии у растущей экономики социалистического государства. Тогда мыслили и планировали в масштабах десятилетий, и уже вначале 70-х знали, что в 80-х понадобится энергия, которую надеялись получить из атома.
— Тогда атомную промышленность создавали титаны, — рассказывает экскурсовод, и я вспоминаю уже космические достижения СССР. Действительно, титанов тогда было немало. Даже трудно поверить, что это были обычные люди, достаточно талантливые и мотивированные, необходимость в которых ощутило государство и дало возможность работать и реализовать себя.
Производственные цеха «Атоммаша» создавались по обратному принципу. Не сначала коробка, а потом оборудование, а сначала оборудование, во временных павильонах, которое располагали согласно планируемым технологическим операциям, а только потом — капитальные стены цехов.
Результатом такого строительства можно считать неравномерную высоту крыши главного цеха, которая соответствует стоящему внутри оборудованию.
Характерно, что практически все тяжелые станки на заводе — иностранные. Пресс — японский IHI, немецкие карусельные станки — Dörries, встречались еще шведские (ESAB) и итальянские (BREDA) названия.
Японский пресс — отдельная гордость завода. В музее можно посмотреть действующую модель пресса. Говорят, ее подарили в качестве компенсации за несоблюдение сроков поставки и монтажа настоящего станка.
Другие модели лучше показывают какие изделия производятся сейчас и как они используются в атомной энергетике.
Ядерный реактор ВВЭР-1000
Парогенератор реакторной установки
С 80-х на заводе производились атомные реакторы ВВЭР-1000. Чернобыльская авария перечеркнула атомное будущее советской энергетики. В 1986 году заказы на продукцию для Минсредмаша практически прекратились, и заводу пришлось перепрофилироваться. Все усугубили 90-е годы, которые оказались тяжелым ударом и для всей страны.
Зато удалось немного поработать и на космос. Оказывается «Атоммаш» произвел подъемник ракеты для проекта «Морской старт».
Вообще специализация «Атоммаша», кроме оборудования для АЭС — производство крупногогабаритных и тяжелых металлических изделий. Завод работает и для науки — делал элементы токамака Т-15 для Курчатовского института, и для неядерной энергетики — газовые турбины, и для нефтянки — оборудование для нефтеперерабатывающих заводов.
Возвращение в атомную семью произошло сравнительно недавно — в 2009 году, когда «Атоммаш» стал частью «Росатома». Сейчас здесь делают реакторы ВВЭР-1200, чье производство мы и увидели.
Первые изделия уже поставлены на Белорусскую АЭС.
Выдвигаемся в главный цех. Декабрьская погода юга России не балует. На улице пасмурно, моросящий дождь, и где-то за туманом и водной взвесью в воздухе виднеются башни-градирни Волгодонской ТЭЦ-2, которая питает энергией «Атоммаш».
Как только глаза адаптировались к сумраку заводского цеха всё внимание привлек гигантский пресс.
Высота этого пролета заводского цеха — 40 метров. Высота пресса — немногим меньше — с пятиэтажный дом или выше.
Создаваемое усилие — 15 тыс тонн.
Пресс используют для горячей обработки металлических изделий. Неподалеку — печи для нагрева заготовок до 1200 градусов, но саму работу пресса с горячим металлом, к сожалению, увидеть не удалось.
В соседнем пролете сложена оснастка пресса, покоробленная высокой температурой заготовок.
Реакторы и парогенераторы имеют наборные корпуса из нескольких сегментов, которые свариваются аргоновой, аргонно-дуговой и машинной сваркой под флюсом.
После нагрева и прессования изделия расходятся в зависимости от назначения, и в этот пролет возвращаются уже в готовом виде для отжига и прохождения испытаний.
Нагрев, прессование, сварка, расточка, приводят к тому, что у заготовки накапливаются внутренние напряжения, и их требуется снять при помощи отжига — нагрева до 650 градусов и постепенного остужения заготовки вместе с печью. Печи для отжига также гигантские: проем 8×8 метров.
Поскольку мы не застали печи в работе, то удалось не только заглянуть внутрь, но и забраться и посмотреть наружу глазами свежеотожженного реактора или парогенератора.
После отжига изделие ожидает еще испытание водой и «рентгеновскими трубами». Рентгеновская камера для просвечивания и поиска внутренних дефектов издалека привлекает внимание предупреждающим оранжевым цветом.
Она такая же огромная как и печь, но добавляется еще четырехметровая железобетонная дверь, чтобы рентген не воздействовал на персонал.
Для привода монументальной двери на рельсовом ходу используется цепная передача.
Даже если рентген покажет полную готовность реактора, его просто так не отпустят. Впереди еще испытание водой.
Для подтверждения готовности, реактор накачают водой под давлением 250 атмосфер, хотя рабочее давление у него 160 атмосфер.
И только после всех процедур, «Атоммаш» ручается за свою продукцию и отправляет заказчикам.
Вообще, там всё гигантское. Даже не верится, что такое тяжелое оборудование нужно для извлечения энергии из таких маленьких атомов. Даже кран-балки движутся по двум уровням и имеют разную грузоподъемность.
А вот кому работу за компьютером в опенспейсе Росатома?
Работа с парогенераторами требует более ювелирной работы, т. к. снаружи и внутри множество элементов. С ними работают в соседнем пролете цеха.
Здесь меньше тяжелого оборудования, больше станков и больше рабочих.
Больше сварки и больше шлифовки.
Здесь довелось наблюдать одну операцию — кантовку, т. е. поворот детали на 90 градусов. Два стропальщика, крановщица, кран-балка на 125 тонн, и приспособление-кантователь требуется чтобы за 5 минут повернуть на бок 45-тонный кусок стали.
Неподалеку — проходит обработку корпус экспериментального реактора МБИР, который должен приблизить светлое будущее ядерной энергетики на быстрых нейтронах. Ожидается, что эти реакторы будут безопаснее, и экологически чище, поскольку в качестве топлива там можно использовать отходы современных ядерных реакторов и оружейный плутоний.
В этом же пролете цеха есть отдельная рентгеновская камера — для парогенераторов.
По ее масштабам видно, что излучение там не столь интенсивно как для «просвещения» реакторов, но предупреждение обязательно.
Любопытно, что рядом, практически через стенку — конструкторско-административная часть, чтобы разработчики техники находились в постоянном контакте с производственной частью.
Вообще «Росатом» уделяет большое внимание оптимизации труда и повышению эффективности. Об этом стоит еще поговорить отдельно.
На примере теплообменных трубок, которыми заполняют парогенераторы, нам объясняли как работает производственная система «Росатома».
Раньше на подготовку изделия уходило 600 с лишним дней. После оптимизации — 21 день. И там нет никаких волшебных средств, просто тщательный анализ всех операций и поиск наиболее оптимального варианта на каждом этапе работы.
Такой подход выражается во многом. Например участки для передвижения по цеху размечены для удобства как пешего передвижения, так и для транспорта.
Внутри ездят на велосипедах, электрокарах и используют тяжелые транспортеры для перемещения грузов между пролетами.
Разные участки цеха отмечены разным цветом: зеленый наименее опасный, тут можно ходить в каске. Переход на красный требует повышенного внимания, и ношения очков для защиты глаз.
Для телефонного общения также есть отдельное место.
Как и место для подумать.
Экскурсия оставила положительные впечатления, во-многом, благодаря общению с сотрудниками предприятия. Люди, которые довольны своей работой и гордятся результатом своих трудов, всегда вдохновляют.
Выражаю признательность «Атомэнергомашу» за приглашение и экскурсию на «Атоммаш» и лично Артёму Шпакову. Публикуется при поддержке компании Аскон — разработчика российского инженерного программного обеспечения, которое также используется на предприятиях российской атомной отрасли.