Игналинская АЭС. Вывод из эксплуатации
Дата: 30/12/2020
Тема: Обращение с РАО и ОЯТ


Опыт снятия с эксплуатации ИАЭС    

В.Н. Шевалдин, экс-директор Игналинской АЭС

Заявляя об опыте снятия с эксплуатации ИАЭС, мы говорим о четырех направлениях: политическом, финансовом, социальном, техническом опыте. Остановлюсь на последнем. Целью нашего выступления на данную тему является желание помочь нашим коллегам с Ленинградской АЭС обратить внимание на те аспекты, нюансы, которые недостаточно  отражены в концепции вывода из эксплуатации её энергоблоков.



В целом "Концепция подготовки и вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС» сформулирована хорошо. В её подготовке участвовали многие серьезные специалисты «Росатома» и других организаций. У нас такой проработанной концепции на момент начала вывода из эксплуатации Игналинской АЭС почти 20 лет назад не было.

Наши подходы совпадают в двух ключевых моментах. Первый - не отложенный, а немедленный демонтаж. Такое же решение было принято на ИАЭС в 2003 г. Второй – цель окончания этих работ – ликвидация. К такому решению руководство обеих станций подошло самостоятельно. Как с законом Бойля-Мариотта – два ученых в разных странах в одно и то же время открыли один закон.

Данный подход и принцип используется во многих странах, где планируется или уже выводятся АЭС. По прошествии лет стало понятно, что обозначить такое направление легко, но вот осуществить его будет тяжело. Начать немедленный демонтаж – это выполнимо. И в концепции ЛАЭС обоснование этого есть. Что касается ликвидации, на сегодняшний день я уже сторонник подготовки проекта захоронения реактора на месте.

В концепции вывода из эксплуатации энергоблоков Ленинградской АЭС написано, что вариант захоронения реактора на месте даже не рассматривался. Но я считаю такое заключение преждевременным. И порекомендовал бы ученым, проектировщикам ещё раз внимательнее рассмотреть этот вариант.

Приступив к разработке проекта демонтажа реактора, начиная решать вопросы извлечения и будущего захоронения облученного графита, подготавливая технологию демонтажа металлоконструкций, бетонных сооружений, вы поймёте, насколько это сложная и серьёзная задача. При наличии проектов ликвидации и захоронения реактора на месте (остальное не вопрос), необходимо было бы провести сравнительный анализ с точки зрения влияния этих вариантов на окружающую среду, дозовых нагрузок на персонал, наличия и возможностей соответствующих инструментов и техники; строительства хранилищ - куда будете девать то, что предполагается демонтировать и ликвидировать. Сначала надо создать эти места, и только потом убирать. Может быть, этот вопрос уже изучался на ЛАЭС. Но на Игналинской АЭС этого ответа нет.

Опыт захоронения одного из реакторов на месте есть у Сибирского химкомбината в Северске. Таким образом, уже есть с чем сравнить. Считаю целесообразным вернуться к рассмотрению данного варианта.

 

Другие вопросы

1.Удаление отработанного ядерного топлива из реактора

Для России эта проблема уже решена. ЛАЭС с 2014 г. вывозит ОЯТ в Железногорский горно-химический комбинат под Красноярском. Теперь это проблема Красноярска. В Литве Красноярска нет. Так же как нет и вечной мерзлоты, и твердых скальных пород. Хранилище ОЯТ мы построили в 500 м от энергоблока, где планируем хранить его в сухом виде в металлобетонных контейнерах длительностью 50 и более лет.

2.Использование недогоревшего топлива в реакторе

Игналинская АЭС первой применила такой опыт. ЛАЭС также включила эту технологию в свою концепцию. Почти 70% топлива, которое остается в реакторе, может быть использовано в другом реакторе. На ИАЭС с первого на второй энергоблок за три года перевезли для дожигания ~900 кассет. Это дало определенную экономию на приобретении свежего топлива и сократило объем ОЯТ. В сумме это достаточно большой экономический эффект. На ЛАЭС кассеты с 1-го блока будут возить на 3-й, со 2-го на 4-й. Я бы рекомендовал кассеты с 1-го блока равномерно распределять на 2-й, на 3-й и на 4-й блоки, туда, где это требуется по необходимости. Потому что у блока-реципиента возрастает интенсивность нагрузок. Хватит ли им мощности, чтобы только с данного энергоблока вывозить кассеты на указанный блок.

3.Топливо не менее года должно быть выдержано в воде, проверено на герметичность и перевезено

На Игналинской АЭС в своё время был разработан специальный транспортный контейнер на 6 мест, в котором 7-метровую кассету перевозили с 1-го блока на 2-й. Транспортный контейнер установлен на платформе, которую можно перемещать по рельсам и по дороге с твердым покрытием. Платформа оснащена кантователем для установки горизонтального положения при перемещении кассет и вертикальным – для установки их в энергоблок без применения крана. Кассета загружается в контейнер разгрузочно-погрузочной машиной РПЗМ. Разработанная платформа сокращает время на транспортировку кассет. В настоящее время платформа и контейнер у нас уже простаивают. ЛАЭС было бы полезно перенять этот наш опыт и провентилировать возможность использования данной техники.

Облученный графит

Облученный графит (ОГ) - большая проблема. На ЛАЭС его накоплено уже достаточно. Это графит от ремонта графитовой кладки и кольца каналов. Прежде чем вынимать графит, необходимо определить место его окончательного глубинного захоронения, не поверхностного. Такой подход говорит в пользу захоронения ОГ на месте, в шахте реактора, или решения вопроса, куда его перевозить. Данный момент в концепции ЛАЭС четко не прописан. По-видимому, его и невозможно описать. В данном направлении ещё немерянное поле работы.

В связи с тем, что в концепции ЛАЭС написано, что графит будет сниматься послойно, возникла новая трудность. При ремонте графитовой кладки графитовые колонны были распилены по вертикали. Захватить их таким же способом, как устанавливали изначально, теперь невозможно. Это будет одной из сложнейших задач.

Ещё один неясный момент: в концепции не очень понятно, как будут обращаться с отработанными радиоактивными смолами (ОРС), которые уже почти 45 лет хранятся в специальных емкостях в отдельном здании. ОРС отнесены к ЖРО. На Игналинской АЭС отработанные радиоактивные смолы зацементированы и хранятся в бочках и бетонных контейнерах (по 8 бочек), которые будут захораниваться в могильнике.

Имеет смысл учесть этот опыт Игналинской АЭС и начать отверждать данные ЖРО. Когда начали разрабатывать технологию отверждения ОРС, мы рассмотрели варианты пиролиза, остекловывания, битумирования, но в качестве оптимального выбрали цементирование. Смола с битумом не связывается. Все эти ЖРО отвердили, так как твердые отходы хранить гораздо безопаснее, чем жидкие.

Ещё одна тема – кубовый осадок от выпарной установки. В соответствие с штатным ВНИПИЭТовским проектом, он связывается с битумом и поступает на хранение в специальные каньоны. На сегодняшний день почти всё уже забитумировано. Сейчас решается вопрос о превращении этого битумного хранилища в постоянное, чтобы никуда ничего больше не извлекать и не перетаскивать.

Это тема обращения с РАО. Жидкие РАО предварительно обязательно надо отвердить и поместить в надежную тару, которая бы защищала от распространения радиации. Как будет сделано на ЛАЭС, не знаю.

Новые проекты

Из новых проектов стоит отметить проекты B10 и B19. B10 – это установка по измерению радиоактивности материалов, необходимая для измерения отходов перед их транспортировкой в буферное хранилище (транспортер с датчиками).  Демонтированный металл пропускается через эту систему, которая контролирует наличие/отсутствие радиации. Нерадиоактивный металл можно утилизировать как обычный металл. При обнаружении радиации транспортер останавливается. Металл удаляется и дезактивируется. Этот проект сработал очень эффективно. При демонтаже турбинного зала 80% металла как чистого поступило в металлолом и пошло на продажу.

Установка по измерению радиоактивности материалов должна находиться в стороне, где нет источников радиации и наведенной радиации, для того чтобы измерение было качественным. Игналинская АЭС уже демонтировала около 30 тыс. т металла. Больше 20 тыс. т металла пошло в металлолом, не требуя спецхранилищ и захоронений.

Для металла с небольшой радиацией был разработан проект B19. Это специальное здание, где слабоактивные отходы накапливаются в специальных контейнерах, а затем они будут захораниваться в поверхностном могильнике короткоживущих очень низкоактивных отходов «Landfil» траншейного типа. Завершение строительства планируется в 2020 г. Слабоактивные отходы не требуют больших инвестиций для захоронения. Думаю, что ЛАЭС тоже пойдет таким путем. Это очень целесообразно и экономически, и технически. По принципу немедленного демонтажа начинать надо с самого чистого. И заканчивать самым грязным.

На Игналинской АЭС демонтаж и дезактивация оборудования осуществлялись в соответствии с проектами серии В-9. Первыми объектами демонтажа стало оборудование, незагрязненное радионуклидами, то есть не требующее дезактивации:

В-9/0 - оборудования гидробалонной САОР  1-го блока (зд.117/1);

В-9/1 - оборудования турбинного зала 1-го блока;

В-9/2 - оборудования блока В1;

В-9/5 - оборудования теплофикационной установки (зд.119).

Затем демонтировалось оборудование турбинного зала. На сегодняшний день демонтировано более 1/3 всего оборудования, завершены демонтажные работы в турбинном зале 1-го блока, остались только строительные конструкции. В турбинном зале 2-го блока демонтировано 92% оборудования. На первом блоке завершается демонтаж разгрузочно-загрузочной машины. Деаэраторная этажерка первого блока тоже почти разобрана. Часть пошло в металлолом, часть – в могильник «Landfil».

Работа с общественностью, с населением

Каждый проект по выводу АЭС из эксплуатации должен представлять отчет о воздействии на окружающую среду. Эти отчеты должны быть рассмотрены органами самоуправления, которые дадут разрешение на выполнение этих работ. В качестве экспертов выступает группа компетентных людей, которые могут рассмотреть и порекомендовать администрации города одобрить отчет или отправить его на доработку.

О проблемах вывода из эксплуатации Игналинской АЭС

В.Н. Кузнецов, председатель Объединение ветеранов Игналинской АЭС, бывший зам. начальника реакторных цехов  Ленинградской, Игналинской, Чернобыльской АЭС, г. Висагинас, Литва

В данном выступлении речь пойдет о технологическом опыте и некоторых ошибках при выводе Игналинской АЭС, которых стоит избежать при выводе Ленинградской АЭС.

Игналинская АЭС была введена в строй в 1983 г. Эксплуатирующей организацией ИАЭС являлось 16 ГУ Минсредмаша. В МСМ было всего две АЭС – Ленинградская и Игналинская. Все остальные станции с реакторами РБМК были переданы Минэнерго.

Это была современная АЭС, оснащенная башнями локализации аварий, двумя отдельными залами бассейнов выдержки (ЗБВ), стендами контроля ОТВС, системами аварийного и ремонтного расхолаживания, горячими камерами разделки ОТВС и загрузки в ТЧ для сухого хранения, современными вычислительными комплексами и другим более совершенным оборудованием, чем серийные АЭС с РБМК‑1000. ИАЭС первой перешла на уран-эрбиевое топливо повышенного обогащения до 2,8% по U235 (начинали с 1,8%), обеспечив повышенную ядерную безопасность и экономичность РБМК-1500 по сравнению с РБМК-1000. 

Останов строительства 3-го энергоблока и действующей АЭС

В мае 2000 г. (до исчерпания проектного ресурса оставалось еще 20 лет), под давлением ЕС Правительство Литвы приняло Закон «О снятии с эксплуатации ИАЭС”. По политическим мотивам в период с 2004 по 2009 гг. АЭС была остановлена и переведена в разряд ядерного наследия. Были прекращены: строительство 3-го энергоблока и эксплуатация двух энергоблоков действующей АЭС. Реакторный блок 3-го энергоблока был достроен до отметки 25 м – это половина центрального зала, забетонирован фундамент  турбинного зала, установлены стальные колонны. Колонны срезали и продали Польше.

Вывод из эксплуатации

В 2002 г. власти Литвы приняли Закон: «О немедленном снятии с эксплуатации ИАЭС до состояния «коричневой лужайки с освобождением всех зданий от оборудования к 2029 г.». ИАЭС могла работать еще не менее 20-ти лет и заработать капитал на немедленный демонтаж. Еврокомиссией был учрежден международный фонд поддержки. Донорами фонда стали: ЕС и 15 стран Евросоюза. Правительством Литвы был принят 1-й окончательный план снятия с эксплуатации (ОПСЭ), в 2014 г. - 2-й план с переносом срока достижения состояния «коричневой лужайки» на 2038 г.

В августе 2020 г. принят 3-ий ОПСЭ. «Предполагается до 2038 г. достичь стадии «коричневая лужайка» - с сохранением пригодных для использования зданий, инфраструктуры, с возможностью рекультивации территории АЭС и развития хозяйственной деятельности» [сайт ИАЭС].

На все работы Еврокомиссией запланировано выделить 2,6 млрд евро. 

Организация работ по «своим правилам»

В 2005 г. были начаты работы по выдаче техзаданий на проектирование, дезактивацию, демонтаж оборудования, строительство хранилищ и могильников. Работы ведутся по отдельным проектам, закупленным у зарубежных фирм по системе тендеров.

Приняв решение об останове энергоблоков, Литва не заключила межгосударственное соглашение о возврате ОЯТ (2500 т) поставщику. Тогда бы не было проблем с захоронением ОЯТ. Также не была создана инфраструктура (механизм) реализации стратегии «коричневая лужайка», не разработаны программы вывода из эксплуатации каждого энергоблока (хотя прошло уже 20 лет).

В 2001 г. на ИАЭС создана международная группа управления проектами. В ней работает эксплуатационный персонал, который выдает технические задания (спецификации) на отдельные проекты.

О ходе демонтажных и дезактивационных работ

Третий окончательный план снятия с эксплуатации 2020 г. предусматривает продолжение работ по переработке, упорядочению хранения и захоронению всех РАО на площадке АЭС и прилегающей территории.

За прошедший период выполнены следующие работы:

- построены и введены в эксплуатацию заводы по переработке и утилизации РАО, поверхностные хранилища РАО и ПХОЯТ,

- из 1-го энергоблока вывезено все герметичное ОЯТ,

- демонтировано и сдано в металлолом 80 тыс. т чёрного и цветного металла. До 2038 г. осталось демонтировать 75 614 т.

В октябре 2010 г. при кислотной промывке  контура многократной принудительной циркуляции теплоносителя (КМПЦ) 1-го энергоблока из-за превышения (в 100 раз) концентрации азотной кислоты в растворе, произошла разгерметизация первого контура. Промывка была прекращена, цель снижения радиоактивности контура в 20 раз не была достигнута, ремонт контура теперь невозможен. Растворились металлические трубопроводы и арматура, изготовленные из черного металла. Из-за высокого фона подойти туда, чтобы их заварить, невозможно,  и промывку продолжить нельзя. На рис. 1 показан дроссельно-регулирующий клапан на напоре ГЦР. Подшипник у него изготовлен из черного металла диаметром 200 мм. И он растворился в азотной кислоте.

Рис.1. Характер разрушения подшипника дроссельно-регулирующего клапана первого контура РБМК-1500 при дезактивации

Строительство заводов

Построено три завода по обращению с жидкими, твердыми, сгораемыми и прочими РАО: их сортировке, сжиганию, прессованию, упаковке, хранению и захоронению, введены в работу комплексы по обращению и хранению или окончательному захоронению твердых радиоактивных отходов (B2/3/4). Создана открытая площадка для временного сухого хранения ОЯТ (рис.2)

Рис.2. Открытая площадка для временного сухого хранения ОЯТ

ОЯТ в Литве отнесено к категории РАО и переработке не подлежит. Вопросы окончательного захоронения ОЯТ не решены.

Рис.3. Временное промежуточное хранилище твердых РАО

Рис.4.Здание с установкой контроля РАО

Рис.5. Могильник короткоживущих ОНО  «LANDFIL».

Рис.6. ПХОЯТ НА 191 ЗК С ОЯТ. Контейнеры «CASTOR» 191 с радиозащитной камерой для ОЯТ

Строительство этого здания задержалось на 9 лет. Соответственно на такой срок перенесено достижение «коричневой лужайки» – на 2038 г.

Рис.7. Комплекс по обращению и хранению твердых РАО, В-3,4

О немедленном демонтаже РБМК

В настоящее время идет демонтаж технологических каналов на 1-м энергоблоке. Облученный графит с этих каналов загружается в 200-литровые стальные бочки и передается на временное (50 лет) хранение в промежуточное хранилище.

Согласно рекомендациям МАГАТЭ, долгоживущие РАО не допускается хранить временно. Их надо сразу захоранивать на длительный срок.

Для получения доступа к графиту, необходимо демонтировать все каналы реактора, биологическую защиту верха реактора - схему «Е», тракты наращивания, ПВК, трубки КЦТК, СУЗ.

Технологии демонтажа металлоконструкций без проведения огневых работ над графитовой кладкой во избежание ее возгорания и защиты персонала от облучения, не разработаны. Сегодня в мире нет технологий безопасного обращения с ОРГ. Украина и Россия отложили эту операцию на 70 лет, Франция планирует подготовиться к дистанционной разборке УГР к 2028 г. Литва, в соответствии с ОПСЭ (2020), демонтирует два реактора с захоронением ОРГ в промежуточном хранилище к 2033 г.

Сейчас ОРГ загружается не в защитных контейнерах (ЗК), а в 200 л стальные бочки и передается на временное хранение в промежуточное хранилище. Отсутствие иммобилизующего компонента в бочке не исключает образование просыпи. Таким образом, проблемы обращения с долгоживущими РАО (5700 лет) передаются потомкам. что не соответствует рекомендациям МАГАТЭ и Евроатома.

Хранение и захоронение РАО

В настоящее время продолжается выгрузка ОЯТ из бассейнов выдержки (БВ) энергоблоков с завершением вывоза в промежуточное хранилище ПХОЯТ в 2022 г. Начаты уникальные радиационно опасные работы по обращению с негерметичным и тяжело поврежденным ОЯТ, с сушкой и вывозом с энергоблока №1 в защитных контейнерах в ПХОЯТ.

Дорабатывается конструкция приспособления, которое помещается в ЗК, – это чехол с топливными сборками для того, чтобы там можно было разместить ТВС, искривленные до 400 мм. Для них изготавливаются специальные пеналы из нержавеющей стали, которые завариваются сверху крышкой. Таким образом, в этот чехол вставляется не голая поврежденная ТВС, а ТВС в пенале.

При отсутствии проекта глубинного хранилища для ОРГ ведется демонтаж ТК реактора. ОРГ, снятый с ТК, хранится временно в приповерхностном хранилище (вопреки рекомендациям МАГАТЭ).

Приемлемое место окончательного захоронения ОРГ пока не выбрано, инженерные- геологоразведочные работы по поиску приемлемых мест не ведутся, что также не соответствует рекомендациям МАГАТЭ.

Однако по ОПСЭ (2020) оба реактора к 2033 г. должны быть демонтированы.

Министерство энергетики Литвы зашло в технологический и организационный тупики:

- Места глубинных хранилищ не определены, проектов нет - к демонтажу реакторов не готовы;

- Чертежей ЗК для ОРГ и транспортировки ОЯТ в глубинные хранилище не существует;

 - За 20 лет не решена судьба свежих ТВС (осталось 74 шт., которые можно было бы использовать на ЛАЭС с интенсификаторами теплообмена, которые опробовались на 1-м блоке ЛАЭС);

- Демонтаж ТК реактора начат при отсутствии ЗК и глубинных хранилищ для ОРГ;

- В стране нет подготовки соответствующих кадров на будущее, так как строительство Висагинской АЭС закончилось, не начавшись.

Немедленный демонтаж РБМК выполняется без учета новизны впервые выполняемых работ. Новый фильтр вентиляции имеет коэффициент очистки – 99,9999. Но так как его ресурс ограничен (пока он новый), реальный выброс опасных радионуклидов в окружающую среду будет возрастать. За 8-10 лет разборки графитовая пыль и другие радионуклиды загрязнят большие территории. Кроме Литвы, зараженными окажутся территории стран ЕС, Беларуси и РФ. В этот период необходимо организовать независимый международный контроль над поступлением в природу С14, Cl 36, H3, Со60, Се134, Fe55, Zn65. Литва является первой страной, которая демонтирует УГР типа РБМК. 

Альтернатива

«Зеленая» и «коричневая» лужайки при выводе из эксплуатации АЭС с УГР являются наиболее затратными стратегиями их ликвидации. Следует отказаться от дорогостоящих и трудно реализуемых стратегий, и с участием международных экспертов рассмотреть менее затратный и безопасный вариант стратегии – «зеленый курган». Технология запатентована в НИКИМТ РФ http://www.atomic-energy.ru/technology/53116 http://www.atomic-energy.ru/technology/53116

Графитовая кладка реакторов ИАЭС размещена на высоте 8,4 м от поверхности земли. В России и на Украине она на нулевой отметке. Размещение на высоте 8,4 м от поверхности земли снижает риск выщелачивания ОГ грунтовыми водами.

Приглашаю международное профессиональное атомное и экологическое сообщество, МЭ Литвы, общественность обсудить возможность ликвидации энергоблоков с УГР типа РБМК путем реализации стратегии «Зеленый курган». В ближайшие десятилетия наука решит проблему принудительной трансмутации радиоактивных элементов в нерадиоактивные с помощью ускорителей протонов на обратной волне (изобретение А. Богомолова, которому не дают дорогу уже 20 лет. Этот маленький ускоритель может обнулить ядерный заряд, направив пучок протонов на реактор).

Исторический опыт показывает, что курганы надежная модель долговременной изоляции от среды обитания. При наличии комплексного экологического мониторинга, стратегия «зеленого кургана», может стать социально-экологически и экономически приемлемой моделью долговременной изоляции выводимых из эксплуатации АЭС. Тысячелетние курганы до сих пор существуют и хранят то, что в них было заложено.

Для справки: ЕС финансирует проект «коричневая лужайка» и отхода от этой стратегии в «зеленый курган» в Литве быть не может.

P.S. 8 октября 2020 г. Игналинская АЭС подписала договор о сотрудничестве с Государственной инспекцией по безопасности атомной энергетики Литвы (VATESI) и Норвежским управлением по радиационной и ядерной безопасности (DSA) по проекту «Повышение безопасности обращения с радиоактивными отходами на Игналинской атомной электростанции» стоимостью 3,5 млн евро от норвежского финансового механизма 2014–2021 гг.

В ходе реализации проекта планируется разработать концепцию окончательного удаления в глубинное хранилище на территории Литвы отработавшего ядерного топлива и радиоактивных отходов, а также усовершенствовать процессы обращения с РАО и вывода из эксплуатации.

Осуществление проекта начинается со следующих начальных этапов, включая разработку программы геофизических (сейсмических) исследований, проведение социально-экономической оценки потенциальных мест расположения хранилища, проведение геофизических (сейсмических) исследований на территориях, выбранных для расположения хранилища, разработку описания условий в выбранных местах, разработку концепции хранилища.

Планируется проанализировать возможность переустройства хранилища битумированных РАО. Так как такой способ удаления РАО является уникальным, и в Литве нет специалистов, которые могли бы провести соответствующие оценки, то экспертная оценка в рамках данного проекта будет осуществляться при содействии норвежского управления DSA с привлечением экспертов МАГАТЭ [Атомная энергия 2.0 от 3.11.2020]


Историческая справка

 В 1980-х гг. Минсредмаш СССР в Литовской ССР на берегу озера Друкшяй построил и ввел в эксплуатацию Игналинскую АЭС с двумя ядерными уран–графитовыми реакторами (УГР) типа РБМК-1500, которые надежно и безаварийно отработали 26 лет и выработали 307 млрд кВт*час эл. энергии.

АЭС обеспечивала дешевыми теплом, горячей водой г. Висагинас (30 тыс. жителей), электроэнергией Литовскую Республику и соседей: Белоруссию, Латвию, Эстонию, РФ.

Энергоблоки остановлены 31 декабря 2004 г. - №1, 2009 г. - №2.

Демонтаж ИАЭС выполняется по ОПСЭ (окончательный план снятия с эксплуатации), выпускаемым каждые 5 лет. Программ вывода из эксплуатации каждого энергоблока не существует (по решению Госатомнадзор Литвы).

В августе 2020 г. принят 3-й ОПСЭ 2020.

Ранее на ИАЭС работало более 5 000 человек. Сейчас - 2200 человек.


Статья подготовлена по материалам докладов на конференции по выводу из эксплуатации уран-графитовых реакторов, октябрь 2020 г. Сосновый Бор







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=9497