Ссылка на полный текст: Первый реакторный завод, второй реакторный завод: страницы истории. — 1998 — Электронная библиотека «История Росатома»
Навигация:
Экспериментальный реактор Ф-1
Требования к чистоте графита
Первый промышленный ядерный реактор
Водяной объект №22
Устройство первого промышленного реактора "А" и его систем
Загрузка реактора "А" уравновыми блочками
Пуск первого промышленного реактора
Неожиданные процессы в реакторе
Пренебрежительное отношение к радиации
Причины образования "козлов"
Замачивание кладки
Пропажа урановых блочков внутри реактора
Недачная конструкция участка разгрузки урановых блочков
Музруков в инциденте с россыпью радиоактивных материалов в центральном зале реактора "А", июль 1949 года
Капитальный ремонта первого промышленного реактора
Теплотехнический контроль
Неудачные конструкторские решения
Контроль радиоактивного загрязнения воздуха
Первый плутоний
Капитальный ремонт реактора "А"
Реактор "АИ"
Объединение трех реакторов, расположенных на одной площадке: "А", "АИ" и "АВ-3"
Ремонт реактора "АИ"
О состоянии биологической техники безопасности на заводе
Исследования в области создания промышленных реакторов
Фронт наступления атомной науки начинался с его штаба, лаборатории 2 АН СССР, которая была создана в Москве на пустыре у Покровское Стрешнево. Базой стал недостроенный корпус травматологического института. Ни окон, ни дверей, лишь перекрытия. Участок- частично занят свалкой. Весной 1943 г. началась отправка оборудования из осажденного Ленинграда. Игорь Васильевич форсировал достройку этого корпуса. Под его руководством был выполнен проект, строительство и осуществлен пуск циклотрона и первого в Европе экспериментального реактора Ф-1.
О напряженной работе создателей этих объектов Л.Н.Нейменов вспоминает:"трудные были дни. Некоторые даже говорили: - на фронте легче, там хоть на отдых отводят". Результатом большой работы явилось не только четкое определение всех возможных путей получения атомной энергии, но и выбор главного направления, которое раньше других приведет к цели. Этим главным направлением стала уран- графитовая система. Вывод о возможности цепной реакции в уран-графитовой системе был новым фундаментальным вкладом И.В.Курчатова в советскую атомную науку.
Советские ученые настойчиво держали курс на использование в экспериментальном реакторе, а затем и промышленном в качестве топлива природного урана (обогащенным ураном СССР тогда не располагал), а в качестве замедлителя - графита. Осуществлению цепной реакции предшествовала экспериментальная и теоретическая работа по исследованию процесса деления и измерения нейтронно-ядерных констант. И вот результат: в 18.00 вечера 25 декабря 1946 года впервые на Европейском континенте "пошел" атомный реактор "Ф-1". Ученые почувствовали, что " у них в руках" атомная энергия. Вот имена тех, кто был в тот момент рядом с Игорем Васильевичем: И.С.Панасюк, А.К.Кондратьев, Б.Д.Дубовский, Е.Н.Бабулевич, Н.Ф.Правдюк.
Вопреки ожиданиям, реактор Ф-1 не пришлось разбирать. Решено было использовать его,прежде всего, для получения трансурановых элементов и, в первую очередь, плутония, для дальнейшего более детального его изучения, надо было обеспечить большой поток нейтронов, т.е. гонять реактор на высоких мощностях. Как-то, часов около десяти вечера, реактор разогнали до мощности большей, чем положено по проекту: Игорь Васильевич загорелся:"Давайте еще поднимем. Б.Г.Дубовский в это время измерял интенсивность излучений. Вдруг он прибежал:" Игорь Васильевич, там до Вашего домика излучение доходит. Да и здесь выше нормы. Может хватит разгонять?" Игорь Васильевич тут же согласился. Будем заканчивать. Впредь на большую мощность пускать только на расстоянии. И тут же перешел на шутливый тон:«Николай Федотович, Вы зря сидите на полу, там радиация больше. Сядьте на стул... - И Вы поднимитесь - потребовали товарищи.- Я длиннее Вас, меня не достает"
Стало ясно, что без защиты находиться вблизи реактора, работающего на большой мощности было нельзя. Поэтому срочно протянули километровую линию к главному зданию и там установили дистанционный пульт управления . Отсюда реактор и запускали. Нужное количество плутония вскоре было получено . Одновременно проводились опыты по действию излучения реактора на животных. Кролики и собаки "жертвовали" жизнью ради науки. Биологические исследования позволили впоследствии создать надежную защиту от излучения реактора. Теперь, располагая значительными по мощности и спектру источником нейтронов реакторами, наши ученые смогли широко развернуть исследования, которые помогли осуществить надежный контроль за чистотой и качеством материалов для реакторов второго поколения. Проектирование и создание последующих реакторов имели солидную основу. Вопреки ожиданиям, реактор Ф-1 не пришлось разбирать. Решено было использовать его прежде всего для получения трансурановых элементов и в первую очередь плутония, для дальнейшего более детального изучения плутония, надо было обеспечить большой поток нейтронов, т.е. гонять реактор на высоких мощностях.
Под непосредственным руководством Курчатова были разработаны требования к реакторному графиту, который должна дать промышленность. И очень жесткие для производства. Достаточно сказать, что примесь бора не должна превышать миллионных долей процента, а редких земель - должно было быть еще меньше.... На заводе старались удовлетворить требования лаборатории за счет выбора самого чистого сырья. Курчатов и Гончаров часто ездили на завод, помогали производственникам. Вскоре подключился к этой работе и Н.Ф.Правдюк. Почти каждый день он докладывал о делах Игорю Васильевичу. Тот выслушивал, уточнял, советовал, записывал в свою книгу то, что он решил предпринять. В одну из таких бесед Николай Федотович рассказал об обсуждении требования лаборатории к чистоте графита в дирекции завода. Директор жаловался: "Ваши требования многие встречают в штыки. А мы им ничем возразить не можем, сами не понимаем, для чего Вам такая дьявольская чистота графита?"
-Ну, что я мог ответить? — улыбается Правдюк. Курчатов, поглаживая бороду, соглашается:"Безусловно, звонить в колокола мы не можем, на этой почве, - продолжает Правдюк - произошла даже курьезная история. Ко мне на заводе подошел инженер. "Я, - говорит, -понимаю важность жестких требований. Но скажите, каким методом Вы делаете алмазы. Я всю литературу перечитал. Как вы создаете давление и каков выход продукции?" Игорь Васильевич от души посмеялся - действительно неожиданный вывод - алмазы!... И все же, когда стали испытывать графит, то обнаружился брак. Была введена новая технология, усложнившая производство, но от нее ждали чистого графита. На заводе создали специальную лабораторию. Один из лучших советских специалистов по графиту возглавил заводские испытания. Графит пошел лучшего качества.
Наконец, физические испытания в лаборатории 2 АН СССР тоже подтвердили, что партия графита, полученная с завода, имеет сечение захвата, не выходящее за пределы контрольной цифры, данной Игорем Васильевичем. Курчатов вздохнул облегченно. Но темпов, предупредил он, не ослаблять, наоборот, повышать их - ведь графита понадобится для реакторов "Ф-1" и промышленного сотни тонн. Да и физические испытания в лаборатории надо вести более широким фронтом, чтобы ни один графитовый кирпич не миновал их. Истекали последние подготовительные месяцы. По инициативе Игоря Васильевича было решено сложить весь полученный для реактора "Ф-1" графит и померять его сечение захвата нейтронов, так сказать, в полностью собранном виде. А вдруг оно превысит контрольную цифру, горевшую как огонек, в памяти у всех? "Не подставит ли графит ножку" на последней финишной прямой? Сложили графит в огромный куб - по виду готовый реактор, только без урана внутри. Каким оно будет, суммарное эффективное сечение захвата нейтронов графитом? Игорь Васильевич был тут же - хотел сам подвести итог многочисленным измерениям по партиям (всего было проведено сто измерений порциями по пять тонн каждая). Мерили на этот раз несколько дней и ночей. Настала минута подсчета. Игорь Васильевич орудует логарифмической линейкой. И все видят как он подымает руку и говорит: "Есть!" Понятно без слов. Сечение захвата в норме. Весь графит, полученный с предприятий страны был годен для реактора "Ф-1" и других ему подобных. -Годен! Это слово звучало как музыка для Игоря Васильевича.
Начиная с 1946-47г.г. важнейшим из вновь создаваемых объектов становиться первый промышленный ядерный реактор на Южном Урале. Окончанию его строительства предшествовали экспериментальные исследования по обоснованию физических параметров на реакторе "Ф-1" в лаборатории N 2 АН СССР.
26 апреля 1946г. был принят генеральный план комбината 817, предложенный ГСПИ N 11 и лабораторией N 2 АН СССР. В нем были определены расположение реактора, систем водоснабжения, объекты водоподготовки и химической очистки воды. Главному инженеру проекта А.А.Чернякову было поручено проработать вопросы аварийного охлаждения реактора, включая строительство постоянно работающей тепло-электроцентрали мощностью 2 мВт и создание аварийных баков для хранения воды емкостью по 500 м3. Общее научное руководство и контроль за разработкой конструкции реактора осуществлял И.В.Курчатов. Главный конструктор реактора Н.А.Долежаль отмечает:..."Каждые 3-4 дня в институт заезжал И.В.Курчатов, обычно в сопровождении кого-либо из руководства ПГУ или директоров, сотрудничавших с нами и неизменно В.И.Меркина, которого он сам называл своим главным технологом." НИИхиммаш имел свой экспериментальный завод и потому быстро создал все необходимые стенды, что позволило проверить работоспособность деталей и различных узлов. Усилиями больших коллективов конструкторов, металловедов, машиностроителей, металлургов и прибористов, специалистов по коррозии и охлаждению урановых блоков была создана надежная конструкция первого промышленного ядерного реактора со всеми необходимыми системами контроля и управления ядерной цепной реакцией.
Значительный вклад в создание системы контроля внес В.И.Меркин. Несмотря на возражение руководителя секции N 1 Научно-технического совета, было принято его предложение: на первом промышленном реакторе каждый технологический канал с охлаждаемыми урановыми блоками снабдить четырьмя системами контроля: снижения и повышения расхода воды (сигналы СРВ и ПРВ), определения температуры охлаждающей воды на выходе из канала и влажности в зазоре между поверхностью трубы технологического канала и графита. В верхней части каждого технологического канала (клапанная коробка) находился специальный клапан, который обеспечивал поступление воды рабочего хода (от водонасосной станции давления 8 атм.) для охлаждения урановых блоков работающего на мощности реактора. Этот клапан имел два положения и мог обеспечить при снятии мощности минимальный расход охлаждающей воды через технологический канал. При аварийной остановке питательных насосов реактор останавливался, из аварийных баков через открывшийся клапан вода холостого хода поступала в технологический канал для снятия остаточного энерговыделения. Промежуточное положение клапана не допускалось и могло привести к резкому снижению расхода воды в работающем на мощности технологического канала с урановыми блоками и вызвать их разрушение. Кроме того, сигналы датчиков СРВ И ПВР от всех технологических каналов поступают в систему управления и защиты реактора (СУЗ). Температура воды на выходе из технологических каналов замерялась оператором (должность эту занимали женщины) вручную на "штекерной панели" главного пульта управления реактором (комната 15). Влажность воздуха в зазоре труба-графит замеряли на панели контроля влажности, установленной на главном щите управления (ГЩУ). Изменение этих параметров позволяло выявить поведение урановых блоков, их распухание, приводившее к их зависанию и нарушению герметичности технологического канала, после чего из такого канала срочно выгружали уран, а если урановые блоки "зависали" в нем, то реактор останавливали. А так как таких каналов на промышленном реакторе было более тысячи, можно себе представить сложности, которые могли возникнуть при эксплуатации реактора и ставили под сомнение его работоспособность.
Кроме этих систем конструкторское бюро Минавиапрома (руководитель А.С.Абрамов) создало систему управления и защиты реактора, которая не только регулировала распределение мощности по радиусу активной зоны реактора, но гарантировала "заглушение" цепной реакции при появлении аварийных сигналов ПВР и СРВ или при обезвоживании активной зоны. Главными системами, без которых реактор не мог работать, надо назвать так же систему загрузки разгрузки урановых блоков, систему аварийного расхолаживания реактора при отключении источника электроснабжения или разгерметизации трубопроводов, подающих в воду. Система разгрузки из реактора урановых блоков, разработанная НИИхим- машем под руководством Н.А.Долежаля, на стенде в институте была проверена лишь на одном технологическом канале. При массовом изготовлении и комплексной проверке в совокупности всей системы выявились существенные недостатки конструкции: разгрузка приводила к " закусу", т.е. застреванию урановых блоков в ячейке разгрузочного устройства. От этой системы пришлось отказаться. Срочно разработать и изготовить новую конструкцию разгрузочных кассет было поручено Горьковскому (теперь Нижний Новгород) машиностроительному заводу - главный конструктор Ю.Н.Кошкин. Разработанные и изготовленные кассеты оказались работоспособными и впоследствии использовались на всех реакторах подобного типа. Замена системы разгрузки задержала пуск реактора на несколько месяцев.
Основной задачей этого объекта было обеспечение необходимого количества и качества химически очищенной воды для нужд реакторного производства и в первую очередь, строящегося промышленного реактора (объект "А"). Проект был выполнен в 1946 г. по насосным станциям - Ленинградским проектным институтом 11 (ГСПИ-11), по сооружениям химической водоподготов- ки Всесоюзным технологическим институтом им.Ф.Э.Дзержинского, под руководством Ф.Т.Прохорова и главного инженера проекта С.Г.Морозова. Строительство основных сооружений началось в 1947 году. Курирование строительно-монтажных работ осуществлялось специалистами отделов главного механика и энергетика управления. Объект 22 как структурное подразделение был создан в соответствии с приказом от 19.01.48г. директора комбината. Начальником объекта назначается Павел Иванович Павлов, который до прибытия на комбинат работал заместителем начальника треста водоснабжения г.Ленинграда. С этого момента объект, именуемый как "площадка-22", стал называться "хозяйство Павлова". Установленный режимными органами порядок, все создаваемые вновь промышленные объекты, назывались именем руководителя.
В состав "хозяйства Павлова" вошли: Береговая насосная станция первого подъема, здание с донным водозабором, с насосами 18 НДС,14 НДС, 12 НДС и распределительной подстанцией 6 кВ для подачи воды в здание химводоподготовки, а в дальнейшем - циркуляционной воды на ТЭЦ (объект 27) и для обеспечения нужд реакторного и радиохимического производств (объекты "А" и "Б"). В здании цеха химводоподготовки проводилось осветление воды на самотечных кварцевых фильтрах, умягчение катионированием с коррекцией pH-, получение химочищенной воды (ХОВ) для первого реакторного производства (объект "А") и подготовка воды для питания котлов ТЭЦ. Здание с баками усреднителями химочищенной воды, выполняло роль буферных емкостей перед насосной станцией второго подъема. Здание второго подъема с насосами 14 НДС и распределительной подстанцией 6кВ, обеспечивало подачу воды в баки аварийного запаса химочищенной воды, расположенное на территории объекта "А". Насосная станция третьего подъема (территория объекта "А") с насосами 10 МНКх2 с распределительной подстанцией 6кВ. для подачи химически очищенной воды из баков аварийного запаса непосредственно на реактор объекта "А".
Узким местом в работе объекта являлись осветлительные безнапорные фильтры. Установка дополнительных самотечных фильтров, использование противотока большого успеха не имели. Дальнейшее увеличение мощности по производству осветленной и химочищенной воды было достигнуто за счет замены самотечных фильтров на напорные. И уже к 1953 году мощность по химочищенной воде была достигнута до 4200 мЗ/час.
Чтобы иметь элементарное представление об устройстве обратимся к схеме изображенной на рис.1 Реактор - это сложное инженерное сооружение. При реализации проекта строительно-монтажные организации и эксплуатационники впервые встретились со множеством трудностей, решение которых осуществлялось в процессе строительства, наладки и эксплуатации. В качестве замедлителя применялся графит хорошо очищенный от посторонних примесей. Конструкция реактора состоит из нескольких узлов. Назначение узлов реактора: Конструкция "Т"(Татьяна) ; . бункер расположен под реактором и предназначен для приема разгружаемых рабочих блочков из технологических каналов, которые по течке попадают в кюбель рабочей шахты приема продукции, расположенной в транспортном отделении. Конструкция "С" (Степан): - надбункерное перекрытие является несущей конструкцией. На ней расположены подкассетные пути и "Н"-образная опора под сливной резервуар "Роман". "Н"-образная опора расположена под узлом "Р" (Роман). К балкам узла "С" приварена "Н"-образная опора, служащая основанием для чаши "Романа". Подкассетные пути предназначены для облегчения постановки и замены кассет на узле "С".
С правой и левой стороны реактора установлены направляющие подкассетные пути. Во время работы реактора подкассетные пути и кассеты заполнены водой. Гидроприводы от самих кассет отделены помещением с водонепроницаемыми переборками. Для защиты обслуживающего персонала от нейтронного, гамма и других видов ионизирующего излучения, реактор изолирован от рабочих помещений двухметровым слоем бетона. Слоем песчаной защиты и баками с водой "Леонидов", расположенных по квадрату реактора. "Леониды" одновременно являются несущей конструкцией. На верхних выступах "Л" лежит узел "К" (Константин), на который в свою очередь опирается своим верхним диском барабан "Елены". По внутреннему периметру нижних блоков "Л" приварены подставки под роликовые опоры, на которых установлена схема "О". К стенкам "Леонидов" приварены балочные перекрытия и листовые настилы верхнего и нижнего баков "Е", листовой настил "КЖ". "Леониды" стоят на опорных плитах. Плиты изготовлены из стали-3 толщиной 36 мм. Четыре плиты, служащие основанием для подставок опор "О" имеют толщину 100 мм. Вес опорных плит 27,5 т. "Леониды" собраны из отдельных блоков (7 штук по высоте),составленных друг на друга. Каждый блок представляет собой прямоугольную призму, составленную из отдельных листов стали марки СТ-3 сваренных между собой. Общая высота "Леонидов" составляет 22 м. Через отсеки "Леонидов" проходит целый ряд водяных и воздушных коммуникаций. Сливной резервуар "Р" (Роман) расположен под реактором. Предназначен для приема охлаждающей воды при сливе с технологических каналов. Конструкция "Р" представляет собой чашу круглой формы. Высота бортов чаши 1300 мм. Через две дренажные трубы вода из "Р" удаляется в левую и правую сливные камеры. Пространство "Р" герметично отделено от кассетного помещения. Конструкция "О "(Ольга) служит опорой для графитовой кладки.
Общая нагрузка на конструкцию 1170 тонн. Реактор является основной частью аппарата, где происходит замедление быстрых нейтронов до тепловых. Реактор или кладка представляет собой вертикально расположенный графитовый цилиндр, собранный из отдельных графитовых брусьев или блоков. Кладка состоит из более 1700 вертикальных колонн. Каждая колонна состоит из отдельных блоков со сквозными отверстиями, образующими ячейку реактора. Всего в активной части реактора более тысячи каналов - ячеек. В неактивной части отражателя более пятисот. Всего в аппарате установлено более 28000 графитовых блоков, общим весом свыше одной тысячи тонн. Графитовая кладка собрана таким образом, что в случае необходимости, с помощью специальной штанги можно было заменить всю колонну.
По высоте кладки расположено 17 поясов-бандажей. Каждый бандаж состоит из 13 стяжек. Между собой стяжки соединяются болтами и пружинами. Пружина изготовлена из стальной проволоки диаметром 16 мм. Диаметр пружины 100 мм. Для исключения возможности попадания воды в графит и изоляции от окружающей среды, графитовая кладка защищена герметичным кожухом, имеющего вид цилиндра диаметром 10154 мм и высотой 9208, изготовленного из листового алюминия толщиной 10 мм. Вес кожуха 10 тонн. Узел "К" (Константин) . является несущей конструкцией, на которую верхним диском опирается барабан "Елены". Нагрузка на узел "К" составляет более 1650 тонн, с учетом засыпки песка в схему "Е". Конструкция узла "Е" (Елена) . служит для размещения на ней верхней защиты реактора, состоящей из смеси песка с боритовой рудой,свинцовой дроби и гравия. Конструкция "Е" представляет барабан. В трех дисках барабана просверлены отверстия, в которые вставлены и приварены стальные цельнотянутые трубы, являющиеся базой и направляющими для всех технологических каналов и базой крепления групповых коллекторов подачи воды в каналы. Общий вес металлоконструкций "Е" - 91 тонна. Для контроля работы и управления процессом в графитовой кладке реактора и за пределами имеется целый ряд ячеек. К ним относятся ячейки системы управления и защиты (СУЗ), замера температуры графита и кондиции подаваемого азота, пусковой камеры. Для контроля и управления процессом в дне кладки расположены четырнадцать каналов для ионизационных камер. Более тысячи ячеек являются технологическим 'фактом реактора, в которые ставятся технологические каналы, все они имеют одинаковое устройство. Ячейка состоит из трех основных узлов: верхней части - до графитовой кладки ректора, средней в графитовой кладке и нижней - после графитовой кладки. Технологический канал (ТК) устанавливается в технологическую ячейку реактора. Состоит из трех основных частей: клапанной коробки, соединительной толстостенной трубы и тонкостенной технологической трубы. Толстостенная труба соединяет клапанную коробку с тонкостенной технологической трубой. На толстостенную трубу одеты сальниковые кольца, изготовленные из авиаля и пропарафиненного сукна. Кольца плотно прилегают к внутренней поверхности трубы "Е" и являются защитой от нейтронного излучения реактора. Сальниковая соединительная (ф 48x39 мм) и тонкостенная (ф 43x41 мм по ребрам 37,4 мм) трубы изготавливаются из алюминиевого сплава.
Водоснабжение реактора осуществлялось двумя сетями: сетью химически очищенной воды высокого и низкого давления и сетью сырой озерной воды. Химически очищенная вода использовалась на охлаждение технологических каналов 36 и различных операций, проводимых в реакторном зале (ЦЗ). Сырая вода использовалась для вспомогательного производства. Подготовку и подачу воды обеспечивал завод N 22, который оснащен специальными установками и оборудованием. Технологическая вода через водосбросы "ТК" поступала в резервуар "Р", сюда же поступала сырая вода из шахты подпора, омывающая на своем пути кассеты и нижние металлоконструкции реактора. Из сливного резервуара вода переливалась в пространство между "Леонидами" и чашей сливного резервуара, откуда по трубам ' 900 мм, проходящим через отсеки "Леонидов" и бетонную защиту, отводилась в сливные камеры.
Сливные камеры представляют собою баки из нержавеющей стали толщиной 4 мм размерами 685 * 430 * 565 см. Конструкция обоих баков одинакова. Для отвода воды из камеры в ее торцевую стенку противоположную стенке со стороны реактора врезана труба 900 мм из нержавеющей стали, соединенная с трубой 900 мм, проложенной в бетонном сбросном тоннеле. Общие сбросы по двум тоннелям, внутри которых проложен металлический лоток идут в сторону водоема-охладителя. Постоянная сушка графитовой кладки осуществлялась азотной продувкой и системами приточно-вытяжной вентиляции. Заданные параметры продувки поддерживались автоматически системой контрольноизмерительных приборов и регулятора "АРД". Заданные параметры работы реактора поддерживались технологической и общеобменной вентиляцией, оборудование которой сконцентрированно в здании вентиляционного центра. Система разгрузки каналов (РК) предназначена для разгрузки блоков из технологических каналов поштучно или всего столба сразу. Система состоит из 78 кассет, двух гидростендов, восьми штепсельных шкафов, релейных стативов, пультов местного и дистанционного управления центрифуг и фильтров для регенерации масла. Кассеты очень сложный, но простой и надежный в эксплуатации механизм с дистанционным и местным управлением.
Основные узлы: распределительный вал, питатель, гидравлический привод, удлинитель распределительного вала, удлинитель кассеты, гидростенд. Одной из самых важных и ответственных систем реактора является: управление и защита реактора (СУЗ). Система предназначена для контроля и управления ядерным процессом, происходящим в реакторе, защитой реактора от аварийных ситуаций или остановкой. "СУЗ" состоит из нескольких связанных между собой систем: автоматического регулирования процесса, аварийной защиты, контроля мощности, пусковой аппаратуры. Система аварийной защиты служит для быстрого автоматического гашения ядерного процесса в реакторе при появлении аварийных сигналов. При необходимости сбрасывание защиты возможно вручную нажатием оператором кнопки "АЗ".
1 июня 1948 г. в 08:50 утра приступили к загрузке реактора рабочей продукцией - урановыми блочками. Контроль за ходом загрузки урановых блочков в активную зону реактора осуществлял лично начальник ПГУ при СМ СССР Б.Л.Ванников, его рабочее место было в центральном зале реактора. И.В.Курчатов своим примером увлек Б.Л.Ванникова лично опускать урановые блоки в каналы, заставляя физиков все время контролировать нейтронный фон, чтобы постоянно знать, насколько близок реактор к началу цепной реакции "разгону". Правильность загрузки блоков проверялась мерным лотиком, путем опускания его в технологический канал. Однажды проверяющий, заместитель начальника смены Феоктист Елисеевич Логиновский (впоследствии прошедший свой трудовой путь до главного инженера одного из ведущих управлений Минсредмаша, награжденный многими Правительственными наградами),опуская лотик в технологический канал, уронил его вместе с тросиком. Б.Л.Ванников изъял у Логиновского пропуск, предупредив, что, если он не извлечет тросик с лотиком, то не только не получит свой пропуск, но и вообще останется в зоне вместе с заключеннными. Специально разработанным и изготовленным приспособлением тросик с лотиком был извлечен, а Ф.Е.Логиновский был назначен начальником смены.
Строгость, иногда проявляющаяся в шутливой форме, была характерна для Б.Л.Ванникова. Так, за неудачный доклад и ошибки, допущенные при монтаже оборудования, был наказан один из руководителей монтажной организации Абрамзон. Начальник ПГУ Б.Л.Ванников взял у него пропуск, со словами:"Ты не Абрамзон, а Абрам в зоне" и перевел его временно для проживания в лагерь заключенных, находившийся рядом со строящимся объектом.
Жесткое требование предъявлялось к персоналу центрального зала (ЦЗ), ответственного за его эксплуатацию. Для этого обратимся к приказу 114с от 14.05.48 г. директора комбината 817, который при проверке зала в одном из ящиков обнаружил три слесарные ножовки, не зарегистрированные в перечне и не оборудованные предохранительным устройством. За грубое нарушение приказом директора комбината дежурному по центральному залу Мальшакову Н.В. был объявлен строгий выговор с предупреждением, что при повторении подобной халатности и ротозейства в дальнейшем он будет привлечен к судебной ответственности. Эти строгости применялись для исключения попадания посторонних предметов во время загрузки в технологический канал.
17 июня 1948 года в журнале распоряжений начальника смены появляется первая запись, сделанная рукой И.В.Курчатова: "Начальники смен ! Предупреждаю, что в случае остановки воды будет взрыв, поэтому ни при каких обстоятельствах не должна быть прекращена подача воды. В крайнем случае может быть остановлена вода рабочего хода. Вода холостого хода должна подаваться всегда. Необходимо следить за уровнем воды в аварийных баках и за работой насосных станций".
17 июня 1948 года И.Курчатов
Эта запись легла в основу принципов эксплуатации всех промышленных реакторов. Никогда не оставлять загруженный ядерным топливом реактор без охлаждения !!! Закончив проверку подготовительных работ по реактору, 17 июня 1948 года в 17.00 часа, начальник смены Феоктист Елисеевич Логиновский распорядился: дежурному инжeнepv-мexaникy и начальнику смены водонасосной станции подать в реактор воду в режиме рабочего хода, а инженеру КИП, обеспечивающем технологический контроль, проверить расходы по каждому технологическому каналу, установив пределы сигнализации снижения и повышения расхода. После получения докладов сменного персонала о готовности оборудования и систем к подъему мощности, начальник смены докладывает директору комбината 817 Музрукову Б.Г. и научному руководителю И.В.Курчатову о готовности к подъему мощности и делает соответствующую запись в оперативном журнале. За пульт управления реактора садится И.С.Панасюк, рядом с ним И.В.Курчатов. И.С.Панасюк по громкоговорящей связи дает распоряжение эксплуатационному персоналу, группам контроля занять свои рабочие места и доложить на центральный пульт управления (комната 15) о готовности к выходу на мощность. После получения докладов о готовности, И.В.Курчатов дает разрешение на подъем мощности. И.С.Панасюк начал постепенно извлекать регулирующий стержень аварийной защиты, наблюдая за гальванометром, регистрирующим ход развития физического процесса в реакторе. Подъем мощности осуществлялся ступенями. После стабилизации процесса на каждой ступени оценивалась работа оборудования и систем. Снималась картограмма радиационной обстановки в производственных помещениях.
В 12 час 45 минут 19 июня 1948 года реактор достиг проектной мощности. По громкоговорящей связи И.В.Курчатов тепло поздравил весь персонал объекта "А", ученых исследовательских и проектных институтов, коллективы строительномонтажных организаций, заводов-изготовителей и поставщиков оборудования с большим успехом в деле создания и пуска Первого промышленного реактора первого не только в СССР, но и в Европе.
По мере работы реактора на мощности возникли неожиданные явления коррозия, радиационное распухание урановых блочков, графита и другие неведомые раньше процессы, о которых будет рассказано позже. Анализируя работу реактора на последней ступени, мною было обнаружено постепенное нарастание радиоактивности воздуха на пульте влагосигнализации. При тщательной проверке было установлено, что радиоактивность поступает от технологического канала 17-20. Докладывается И.В.Курчатову. И.В.Курчатов дает указание - реактор остановить. При выяснении причины роста радиоактивности установлено: снижение расхода охлаждающей воды в технологическом канале 17-20, которое привело к перегреву к разрушению защитной оболочки отдельных рабочих урановых блочков и части трубы канала; снижение расхода воды произошло из-за приоткрытия клапана холостого хода, через который часть воды не поступала в канал (вода подается через клапанную коробку, установленную в верхней части трубы технологического канала), а перетекала в систему водоснабжения холостого хода, давление в которой значительно ниже рабочего.
При попытке разгрузки рабочих блочков вниз (проектная схема), канал не разгрузился. Принимается решение: трубу канала вместе с продукцией извлечь через верх дистанционно с помощью крана. При попытке извлечения труба в месте соединения оборвалась. Вторая половина трубы с продукцией осталась заклиненой в ячейке реактора. Попытка бригады слесарен под руководством главного механика В.П.Григорьева выдавить домкратом снизу - не дала результата. После обсуждения со специалистами, принимается решение: расчистку ячейки от рабочей продукции производить методом фрезеровки. В срочном порядке конструкторами под руководством начальника КБ В.В.Храмцова, разрабатываются и изготавливаются специальной формы фрезы и приспособления, при помощи которых за четырнадцать суток ячейка полностью была очищена. Работа оказалась очень трудоемкой и небезопасной. Ни ученые, ни конструкторы не могли представить себе возможность возникновения подобной ситуации. Эксплуатация не была готова. Отсутствовал необходимый инструмент и приспособления. __ июля 1948 г. впервые появилась запись в оперативном журнале начальника смены:"...нет хорошего режущего инструмента и заточных средств...". К решению этой проблемы привлекаются ученые и специалисты Московских исследовательских институтов и, в частности, институт, занимающийся проблемами бурения.
Пуск реактора прошел гладко. Не было никакой шумихи, во всем чувствовалась собранность. Исполнители отличались высокой дисциплинированностью. При пуске реактора было установлено хорошее соответствие теоретических расчетов с полученными результатами. Дальнейшее освоение нового производства требовало от всего персонала полной отдачи сил. Через несколько суток работы реактора пришла беда, в технологическом канале 20-18 произошло "закозление" рабочих блочков. Правительство ждало от объекта скорейшей наработки оружейного плутония и выдачи его на переработку радиохимическому производству. По каждой непредвиденной остановке реактора руководству завода приходилось объясняться перед Правительством и, в частности, шефом урановой проблемы Л.П.Берия. В этой ситуации можно было угодить в " не столь отдаленные места". Для разбора причины "закозления" и ликвидации последствий прибыл первый заместитель начальника Первого главного управления при СНК СССР генерал Аврамий Павлович Завенягин. Работы, в основном, велись на работающем реакторе бригадой слесарей под руководством специалиста Московского института бурения Ивана Павловича Фролова. К этой работе был привлечен персонал механической мастерской и мастера В.Г.Смешко, И.Г.Григорьев; конструкторское бюро и его руководитель В.В.Храмцов. Несмотря на принятые меры предосторожности и применение имевшихся в то время далеко несовершенных средств защиты, избежать переоблучения персонала не всегда удавалось. Радиоактивное излучение не имело ни цвета, ни запаха, к нему было на первых порах пренебрежительное отношение.
Специалистам дозиметрической службы приходилось вести постоянную борьбу с нарушителями, принебрегающими правилами радиационной техники безопасности и в первую очередь с высокопоставленными руководителями. В центральном зале реактора бригадой слесарей велись работы по расчистке "закозлившегося" канала 20-18. Зашел в лабораторию дежурный инженер-дозиметрист и сказал, мол что-то надо предпринимать: руководство завода и, в частности, Б.Г.Музруков, А.П.Завенягин и другие ежедневно находятся в центральном зале в личной одежде и обуви. Выслушав его, и войдя в центральный зал, я увидел следующую картину: А.П.Завенягин в генеральской форме, в своей обуви сидел на стуле в центре "пятачка" реактора и наблюдал как ведутся работы по расчистке ячейки, при этом, доставая из кармана шинели мандарины, чистил их и здесь же ел. На мое напоминание, что находиться в личной одежде, а тем более кушать, здесь нельзя, он ответил :" Ничего со мной не случится, продолжая свое занятие". Рядом стоял Б.Г.Музруков, тоже в личной одежде и обуви, но молчал. Я вынужден был об этом рассказать И.В.Курчатову, который дал мне совет:"Завтра, когда Б.Г.Музруков будет здесь, бери прибор и поезжай на моей машине к нему на квартиру, я об этом поставлю в известность его жену. Проверь ковры и ковровые дорожки, особенно обрати внимание на первый этаж, где он раздевается, и его кабинет. Результат доложи мне".
На следующий день я на автомобиле Курчатова прибыл в коттедж Музрукова, находившийся на ул.Школьной. Охрана на проходной о моем приезде, видимо, знала, пропустив меня без задержки. На первом этаже меня встретила Анна Александровна - жена Бориса Глебовича. Проведя замеры ковровых дорожек в прихожей и его кабинете, я обнаружил загрязнение, которое в несколько десятков раз превышало допустимую норму. Результат замеров я Анне Александровне не сказал. Возвратившись на завод, доложил Игорю Васильевичу. На второй день в центральный зал вошли Игорь Васильевич, Борис Глебович, А.П.Звенягин, но уже одетые в халаты, на сапогах галоши. Подозвав меня к себе, Борис Глебович спросил:
"Ты вчера был у меня дома?".
Был, ответил я.
- Что ты моей жене наговорил?
- Игорь Васильевич, обращаясь к Борису Глебовичу, спросил:"А что произошло?"
- Борис Глебович:-" А вот Шевченко наговорил ей всяких страстей, она меня предупредила, раздеваться будешь на проходной. Дорожки все выбросила".
Игорь Васильевич, Шевченко в этом неповинен, он исполнитель. Идея-то была моя. Она пойдет на пользу Вашего здоровья".
Этот случай в некоторой степени помог изменить отношение руководства к вопросам радиационной техники безопасности.
Два случая, которые закончились образованием "козлов" в каналах 17-20 и 20-18 серьезно озадачили и обеспокоили ученых и исследователей-металлургов. Исследование и анализ, выполненные инженерами Г.Н.Ушаковым, В.Г.Шориным с участием главного инженера В.И.Меркина показал, что причиной образования "козлов" в канале 17-20 и 20-18 является несовершенство приборов контроля расхода охлаждающей воды через технологические каналы, не позволяющих своевременно заметить начало нарушения режима теплосъема, в результате возникало растрескивание защитной оболочки, нарушение герметичности и распухание блоков. В лучшем случае это приводило к их "зависанию", в худшем - подплавлению и образованию "козла". Работа по расчистке ячеек привела к значительному переоблучению персонала, загрязнению пола центрального зала. За два месяца работы по расчистке ячеек 17-20 и 20-18 получили облучение слесари: К.М.Заходов - 108 рентген, М.Н.Пичугин - 53 рентгена,B.C.Петров - 46 рентген и руководитель работ И.П.Фролов - 26 рентген. Приказом директора слесари были переведены на рабочие места, не связанные с ионизирующим излучением.
Большую тревогу вызвало появление и нарастание содержания влаги в графитовой кладке реактора. На первых порах работы предполагали, что наиболее вероятной причиной попадания влаги было нарушение уплотнений технологического канала и работы, связанные с расчисткой "козловых" ячеек. В то время продувка осуществлялась подачей кондиционированного воздуха в нижнюю часть графитовой кладки. В процессе эксплуатации было установлено, что кондиционированный воздух, поднимаясь вверх, контактирует с холодной трубой технологического канала, охлаждается, при этом образуя конденсат пара на стенках трубы. Между трубой и графитом влага уходила в графит. Насыщенный влагой графит отрицательно влиял на поддержание требуемой мощности реактора и условия работы труб технологических каналов. Труба технологических каналов, изготовленная из специального алюминиевого сплава, не имевшая защитного покрытия, из-за повышенной влаги и образования электрохимической пары подвергалась интенсивной коррозии и после месячного срока работы выходила из строя, а через образовавшиеся в результате коррозии сквозные отверстия, охлаждающая вода попадала в графитовую кладку. Этому способствовало и присутствие в воде хлоридов (более 20 мг/литр).
Повышение влаги в графитовой кладке привела к необходимости массовой разгрузке продукции и замене текущих труб технологических каналов. Ученые совместно со специалистами завода, проводят работы по исследованию и проверке различных методов, исключающих замачивание кладки. Результат исследования подтвердил, что поставленные в реактор трубы, не имевшие антикоррозийного покрытия подвергались значительному коррозионному поражению. Труба, имевшая анодированное защитное покрытие толщиной до нескольких микрон, такой коррозии не подвергалась. Принимается решение, все вновь изготовленные трубы анодировать.
... стало очевидным, что реактор необходимо остановить на капитальный ремонт для замены технологических каналов. В конце 1948 года началась плановая разгрузка рабочих блочков, накопивших заданное количество плутония, и передача их на переработку. Особое значение и ответственность придавались вопросу хранения и учета готовой продукции. При приеме продукции работниками отделения готовой продукции было обнаружено несоответствие количеств загруженной и выгруженной продукции. Образовывалась недостача, которая взволновала не только эксплуатационный персонал, но и ученых. Это вызвало беспокойство и у службы государственной безопасности и режимных органов завода. В каждой выгруженной партии при пересчете обнаруживался недостаток от трех до пяти блочков. Куда исчезает продукция?
Особое беспокойство охватило И.В.Курчатсза и конструкторов реактора. Срочно собирается технический совет, на котором по предложению конструкторов было принято решение произвести проверку тракта движения продукции от разгружаемого канала до приемного бункера и течки, направляющей блоки из бункера в кюбель, установленный в шахте приема рабочей продукции. Для этого изготавливаются десять стальных блочков, по форме и размеру соответствующих рабочим блочкам. В отделении готовой продукции в шахту приема поставлен пустой кюбель (емкость). В кладку остановленного реактора устанавливается пустой технологический канал, в который загружаются десять стальных блочков. Производится разгрузка по проектной схеме. Выгруженные блочки Курчатов просил показать ему.
Войдя в отделение готовой продукции М.С.Пинхасик, дал распоряжение начальнику смены отделения Усманову, срочно поднять кюбель, блочки сложить в деревянный ящик. Для контроля за исполнением этой операции не был приглашен дозиметрист, т.к. Пинхасик убедил начальника смены, «то в кюбеле находятся только чистые необлученные блочки. Взгромоздив ящик с блочками на плечо, рабочий Степан Тодощенко в сопровождении Пинхасика доставил его в центральный зал (ЦЗ) для осмотра Курчатову. При входе Тодощенко в зал, автоматически сработала тревожная дозиметрическая сигнализация. В первый момент причина ее срабатывания не была понята, и, только посмотрев в ящик, Курчатов разглядел среди стальных блочков два облученных рабочих бочка. Тут же распорядился все блочки сбросить в рядом расположенный бассейн с водой. Блочки были сброшены. Дозиметрическая сигнализация "умолкла".
Рабочий Тодощенко, Пинхасик и Курчатов подверглись радиоактивному облучению превышающему допустимую норму. Возникло два вопроса. Первый - куда пропали три стальных блочка? Второй - откуда взялись два рабочих блочка? При тщательном обследовании тракта движения разгружаемых блочков было обнаружено, что часть из них - два, иногда три задерживались на конструкциях - полках, находящихся между кассетой и верхней частью приемного бункера. Для устранения этого недостатка на полках были установлены отражающие козырьки.
Как-то проводилась плановая выгрузка продукции (блочков). При очередном подъеме загруженного кюбеля из шахты приема на отметке в районе течки произошло его заклинивание. При усилии в пять-семь тонн, извлечь кюбель не удалось. Для организации работ и создания условий по освобождению кюбеля рабочая продукция из кюбеля разгружается в приямок шахты под защитный слой воды. Газосваркой кюбель режется на части и извлекается. Устанавливается в шахту аварийной разгрузки другой кюбель, в который необходимо с приямка под небольшим слем воды переложить девятьсот штук облученных рабочих блочков. Работать пришлось в зоне высокого ионизирующего излучения. Для этого был мобилизован персонал смен и дневных служб. Работа велась по специальному дозиметрическому допуску. Работой руководил главный механик объекта. Работали по одному человеку. Смена работающего производилась под контролем инженера-дозиметриста. К рабочему месту приходилось добираться по металлической лестнице, длина участка от входа сверху до места работы около сорока метров. Из-за неплотности задвижек на водоводах на рабочее место распыленными струйками лилась вода с температурой + 10-15°С, поэтому работать приходилось в брезентовом плаще.
В этой работе лично принимал участие Е.П.Славский. К работе привлекался физически здоровый персонал, поскольку работающему приходилось несколько минут находиться в ливневом потоке воды, выходили оттуда продрогшие. Руководство дало распоряжение, каждому поднявшемуся наверх по его желанию приподносить граненый 75-граммовый стаканчик разведенного спирта. Е.П.Славскому, поднявшемуся наверх, "подающий" так же поднес этот стаканчик. Е.П.Славский:-"За стаканчик спасибо, но что у тебя, мать твою, нет больше посуды?", а стаканчик забросил в дальний угол помещения. "Ефим Павлович, есть, есть и более". Быстро достал такой же граненый стакан, но емкостью двести грамм. Наполнил его до краев. Ефим Павлович:-" Молодец, спасибо за догадливость". Осушив стакан, утерся мокрым рукавом плаща. Накинув капюшон на голову, он пошел на второй заход. Инженер-дозиметрист, преградив ему вход, сказал:" Ефим Павлович, Вам больше туда нельзя, Вы уже получили разрешенную дозу облучения." Ефим Павлович:-" Вам запрещаю, а себе даю разрешение на второй заход". Сказав это, натянул на голову капюшон мокрого плаща и стал спускаться по металлического лестнице к месту сбора блочков.
Шестнадцать дней, в чрезвычайно тяжелых и сложных условиях, потребовалось на удаление кюбеля и расчистку приямка шахты от рабочих блочков. Значительное облучение получили работавшие в начальный период при установке средств защиты, среди них рабочие отделения готовой продукции: Борисов В.В. - 30 рентген, Алексеев Р.В. - 27 рентген, Пронин П.С. - газоэлектросварщик - 22 рентген, Глезин Б.Э. - начальник отделения готовой продукции - 15,7 рентген, Максимов Н.Т. - электрик - 3 рентгена, Григорьев В.П. - главный механик объекта - 9,85 рентген, Архипов H.H. - начальник объекта - 1,4 рентгена, остальной персонал, занятый на этих работах получил от 0,5-0,8 рентгена. Было разработано и внедрено техническое решение по усовершенствованию конструкции кюбеля, исключающие подобные ситуации. За шесть месяцев работы реактора было выявлено много недостатков в работе оборудования и систем, обусловленных несовершенством проекта. Устранение недостатков, в основном, выполнялось в условиях ионизирующего излучения, несмотря на требования техники безопасности.
При кратковременной остановке реактора, впервые в практике, необходимо было через верх извлечь трубу технологического канала с зависшей рабочей продукцией, т.е. той, которая по нормальной схеме не разгрузилась. Случилось это днем в смену С.А.Адольфа. Извлечение трубы производили краном, управление которым осуществляли через перископ, установленный за биологической защитой. При транспортировке до шахты выдержки труба столкнулась с направляющим лотком, в результате удара рабочая продукция самопроизвольно разгрузилась и рассыпалась по полу центрального зала. Продукция и сама труба представляли высокоактивный источник ионизирующего излучения. О случившемся было доложено Б.Г. Музрукову, который немедленно прибыл. Время простоя реактора было строго ограничено. Перед выходом на мощность требовалось в центральном зале (Ц.З.) выполнить некоторые технологические операции. В зал зайти невозможно из-за большой мощности излучения. Необходимо прежде убрать россыпь продукции. Приспособлений не было. После короткого обмена мнениями, приняли решение убирать россыпь вручную совковой лопатой. Б.Г. Музруков тут-же пригласил конструкторов, которым поручил разработать приспособление для дистанционного сбора россыпи радиоактивных изделий. В шесть заходов, за десять минут, россыпь была убрана. Каждый, принимавший участие в этой работе, получил облучение от пяти до десяти рентген. В последствии было разработано и изготовлено специальное приспособление для сбора россыпи дистанционно. Продолжая рассказ о Музрукове, можно без преувеличения сказать, что на заводе это была фигура номер один.
Обобщая полученный опыт первого и второго периодов эксплуатации реактора, коллектив дозиметрической службы, совместно со специалистами объекта разрабатывает мероприятия по защите работников, контактирующих с радиоактивными веществами. Защита от внешнего облучения достигалась с помощью рационального размещения источников излучения, применением соответствующих экранов - воды, свинца, бетона и других средств, снижающих уровни излучений до необходимых пределов. Защита от внутреннего облучения обеспечивалась эффективной работой систем вытяжной вентиляции, герметизацией технологического оборудования и личной гигиеной труда. Специалисты дозиметрической службы постоянно вели разъяснительную работу среди эксплуатационного персонала по правилам радиационной техники безопасности при работе с источниками радиоактивного излучения, используя для этого все существовавшие формы: кружки технического минимума, производственные совещания, меры административного воздействия.
По рекомендации дозиметрической службы, директор завода издает несколько приказов. Приказом N 6с от 17 января 1949 г. - под личную ответствен 55 ность начальников служб, смен, отделений и лабораторий было запрещено работать и находиться в производственных помещениях без спецодежды. 20 января 1949 г. вводится обязательная смена личной верхней одежды на комбинезон, халат, хлопчатобумажный костюм, ботинки, сапоги резиновые и резиновые перчатки, лицами, работающими и посещающими производственные помещения. Для слесарей центрального реакторного зала, бригады слесарей, занятых на ремонте технологического оборудования вводится обязательное полное переодевание включая нижнее белье, а после работы обязательное принятие душа. Запрещен выход в спецодежде за пределы территории реакторного завода.
Со 2 февраля 1949г. для сменного персонала, обслуживающего реакторное производство, устанавливается шестичасовой рабочий день. Приказом директора N 10с от 31 января 1949 г. создается пять смен, руководство которыми возлагается на Ф.Е.Логиновского, Л.А.Юровского, А.Д.Рыжова, Г.В. Кругликова, Н.А.Семенова. Заместителями начальников смен назначаются С.Е.Якубовский, Н.А.Протопопов, С.А.Адольф, И.А.Садовников, С.А.Аникин. Утверждается штатное расписание и структура управления дозиметрической службы в составе начальника службы, начальника лаборатории, инженера-дозиметриста, инженера по ремонту приборов и систем, старшего техника по ремонту, старшего техника по индивидуальному фотометрическому контролю, техников-наладчиков, лаборантов, дежурных инженеров-дозиметристов, лаборантов-дозиметристов. Повышенное содержание влаги в графитовой кладке реактора привело к интенсивной коррозии труб технологических каналов и необходимости снижения мощности реактора. Принимаемые меры положительного эффекта не дали. Стало очевидным, что дальнейшая эксплуатация трубы технологического канала в этих условиях невозможна. К этому времени завод-изготовитель освоил производство анодированной трубы и приступил к серийному производству.
В труднейших условиях, связанных с возникающими неполадками, их устранением,, персоналу объекта удалось обеспечить поддержание заданных режимов работы реактора, в результате, к концу 1948 г. было накоплено в урановых блочках требуемое количество плутония и началась плановая их передача радиохимическому производству на переработку. Появилась возможность остановки реактора для устранения выявленных недостатков. И.В.Курчатов и Б.Г.Музруков обратились за разрешением в Правительство. Разрешение на установку было получено. Разрабатывается и утверждается план капитального ремонта и мероприятия по его реализации. Создается необходимая материально-техническая база. Комплектуются ремонтные бригады. 20 января 1949 г. реактор останавливается. На выполнение работ отводится шестьдесят суток. В соответствии с установленным сроком разрабатываются суточные, почасовые графики. Из-за недостатка в рабочих блочках принимается решение, из технологических каналов, извлечь через верх реактора рабочие блочки, загруженных после 15 января 1949 г., сохранив их для последующей загрузки. Извлечение производилось из-за специально оборудованной защиты, изготовленными для этой цели присосками. Блочки складировались в ящик и доставлялись на носилках в хранилище. За тридцать четыре дня, при средней активности в шестьдесят милликюри извлечены десятки тысяч блочков. Работы велись под постоянным дозиметрическим контролем. Для выполнения этой работы привлекался весь объект от работников управления до ремонтного и сменного персонала. В начальный период рабочий день устанавливается шесть часов, по мере увеличения активности блочков, сокращался до трех часов.
Оболочка кабеля связи тщательно приваривалась к штуцеру выводов ацетиленовой горелкой. Ацетилен готовился здесь из карбида на примитивном аппарате. Был случай, когда ацетиленовый аппарат взлетал на воздух, к счастью, обошлось без жертв. Ионизационные камеры работали в каналах, заполненных водой. Не прошло и месяца после пуска реактора, как изоляция начала катастрофически "падать". Первую камеру, вышедшую из строя, торжественно притащили в лабораторию. Из свернутого штуцера изолятора полилась черного цвета вода. Назревало "ЧП". Запасных камер не хватало. Пришлось самим снаряжать их, искали способы улучшения герметизации. Особенно много усилий и смекалки приложили электромеханики Александр Максимович Спицын, Василий Дмитриевич Усков, Илья Петрович Зайцев и другие. Работали не считаясь со временем, часто уезжая домой под утро.
Не помню теперь кто-то из наших сотрудников спросил меня:" А зачем Вам вода в каналах ионизационных камер?". Действительно, зачем? Мы настояли и добились разрешения на эксперимент. В одном из каналов воду перекрыли. Оставшуюся в канале воду вычерпали специальным ведром с клапаном на дне. Снарядили ионизационную камеру термометром сопротивления. В крышке укрепили пробку для защиты от излучения. Убедились, что температура вполне допустимая и камера работает нормально. Начали постепенно осушать все каналы.
Не обошлось и без курьеза. Одну из камер покрыли металлическим листом в качестве экрана (зазор между трубой канала и камерой 10 миллиметров). При опускании, камера застряла, ни вниз, ни вверх. Дело было во время проведения планово-предупредительного ремонта. Наступило время пуска реактора, а мы ничего не можем сделать. Краном извлекать опасно - можно оборвать трос и загубить канал. Начальство (Меркин, Пинхасик и другие) ругают нас нещадно и гонят от ионизационных камер. Наконец, пришла мысль использовать таль. Подвесив таль на кран постепенно извлекли камеру. Оказалось, канал сварной и на одном из швов задрало экран. Пришлось отказаться от экранов и устанавливать шунты. К экранам вернулись, когда появились камеры меньшего диаметра.
Следующий значительный дефект системы измерения расхода был обнаружен в октябре 1949 года. При опорожнении конструкции "Е" реактора, было установлено, что большое количество импульсных трубок расходомеров прокородировало насквозь. Коррозия явилась результатом образования гальванопары - авиаль-нержавсталь. Следствием сквозной коррозии импульсных трубок явилось искажение показаний расходомеров. Огромную работу проделал коллектив по замене импульсных трубок. Она была начата в октябре 1948 года и закончена в январе 1949 года. За этот период было заменено девять километров трубки. Продолжалась работа по улучшению характеристик расходомера, который являлся основным прибором, контролирующим режим работы технологического канала, поэтому требовал к себе особого внимания. При переходе с холостого хода питания реактора водой, как правило, десять-пятнадцать приборов подавали сигнал СРВ (снижение расхода воды через технологический канал), который приводит в действие аварийную защиту и остановку реактора. До тех пор пока на главном щите управления реактора есть хоть один сигнал СРВ, пустить реактор невозможно. Во избежание излишнего простоя реактора, необходимо было как можно быстрее ликвидировать причину, вызвавшую появление сигнала СРВ. Инженер по управлению реактором с центрального пульта по телефону сообщал дежурному технику расходомерных помещений номера приборов, дающих сигналы СРВ. На это уходило много времени.
По предложению специалистов отделения была установлена громкоговорящая связь по всем помещениям, которая дала возможность обслуживающему персоналу не подходя к телефону, работать у приборов, получая необходимую информацию от инженера управления реактором. Для быстрого определения прибора, от которого появился аварийный сигнал СРВ, над каждым прибором была установлена сигнальная лампа, задействованная совместно со звуковой сигнализацией. По предложению специалистов-эксплуатационников переделаны ненадежные устройства влагосигнализации, модернизировано уплотнение термометров (ТСК-1, ТСС), предназначенных для измерения температуры на выходе из технологических каналов и в графитовой кладке реактора. Психометры Августа, как и другие приборы используемые для измерения влажности, оказались непригодными для измерений под давлением, разряжением. Специалистами-эксплуатационниками изготавливается прибор по типу Ассмона, с принудительной циркуляцией анализируемого воздуха, который обеспечил достаточную точность измерения. Анализируя состояние оборудования автоматики в тот период можно было сделать вывод, что оно находилось в лучшем положении, нежели оборудование отделения КИП. Обуславливалось это тем, что составные части системы автоматики такие, как контакторы, телефонное реле, искатели шаговые, электрические машины более надежные так-как эксплуатируются в промышленности уже давно.
Оборудование автоматики подразделялось на четыре системы: систему сигнализации, управления, аварийной защиты и разгрузки. Под системой сигнализации подразумевалась система регистрации массовых сигналов: СРВ-снижение расхода воды, ПРВ-повышение расхода воды, ПВ- повышение влажности, ПТ-повышение температуры. Опыт показал, что в целях удобства эксплуатации, необходимо иметь раздельное электропитание каждой системы. Такая схема была разработана и внедрена эксплуатационным персоналом. Но самой ответственной частью системы автоматики являлась система управления и защитой реактора, в которой было выявлено много неполадок и, соответственно, внесено изменений. Наибольшее количество неполадок выпало на систему аварийной защиты, имевшую неудачное проектное решение, прежде всего в основном элементе системы аварийной защиты - гидравлическом исполнительном механизме (ГИМе). Первый дефект, который был обнаружен в начальном периоде эксплуатации - неработоспособность сигнализатора уровня, без которого нельзя судить об уровне раствора в баллоне ГИМа. Специалистами отделения разрабатывается, изготавливается и внедряется поплавковый сигнализатор с магнитной передачей. Новый сигнализатор работал безотказно.
Часто из-за коррозии выходили из строя сильфоны уплотнения. Ненадежно работали предохранительные клапаны. Выходили из строя из-за коррозии уплотняющие алюминиевые прокладки. Неудачно были подобраны резьбовые соединения, после первого завинчивания, развинтить соединение, без нарушения цельности резьбы, было невозможно. Невозможно было заполнить ГИМы самотеком. После устранения специалистами отмеченных недостатков, система аварийной защиты работала безотказно. Первый опыт эксплуатации показал, и в этом убедились специалисты отделения. что необходимо разработать и применить для аварийной защиты реакторов твердые поглотители. Впоследствии эта идея была воплощена в жизнь. Работа гидропривода кассеты разгрузки рабочей продукции под водой приводила к частому замоканию коммутационного кабеля и выходу его из строя. Специалисты считали, что кассетное помещение должно быть изолировано от воды. На последующих реакторах это предложение было реализовано. Приведены только отдельные недостатки проекта, которые были выявлены в начальный период эксплуатации . Эти недостатки указаны не для того, чтобы предъявить претензии проектным организациям. Нет, они в этом не были повинны. Дело начиналось совершенно новое, впервые создаваемое не только в СССР, но и в Европе. Эти примеры приведены для того, чтобы еще раз показать героический, творческий труд наших рабочих, инженеров, и не только эксплуатационников, но и проектных, научно-исследовательских институтов, которые грамотно и быстро находили решения.
Контроль радиоактивного загрязнения воздуха в производственных помещениях осуществлялся с помощью переносного прибора, камеры ДЗ-70 и усилителя "УП", который имел значительные размеры и вес.
12 января 1949 года радиохимический завод приступил к переработке облученного урана с целью извлечения оружейного плутония. В июне 1949 г. металлургическое производство освоило технологию и выпустило первую продукцию...
Получены первые заказы на производство радиоизотопов для народного хозяйства. С 10 апреля 1949 г. на реакторе начато производство изотопов, организация этих работ поручается физической лаборатории. Разрабатывается и изготав- ляется первая конструкция транспортных контейнеров. Загрузка изотопов в контейнер, а затем в вагон для отправки по железной дороге поручается физической лаборатории. С 30 апреля 1949 г. вводится новое наименование завода 817 - Государственный химический завод им.Менделеева.
До 1963 года реактор "А" был единственным в СССР, где нарабатывались мишенные изотопы в качестве товарной продукции. Были разработаны и внедрены "горячие" камеры и специальные бассейны, оснащенные разнообразными приспособлениями для работы с радиоактивными изотопами после их облучения в реакторе. Данные работы были удостоены третьей премии на конкурсе Министерства, диплома и медалей ВДНХ.
Повышение мощности и надежности работы реактора требовало дальнейшей модернизации и реконструкции оборудования. В 1954 г. Ф.Я.Овчинниковым и Б.В.Броховичем ставится вопрос о реконструкции жизненно-важных систем обеспечения и контроля реактора "А", таких как: водоснабжение, влагосигнализация, технологических каналов, ликвидация полочных каналов, установка керамических фильтров на водоводах, герметизация кассетных помещений и других систем. В 1955 году руководство Министерства принимает решение об остановке реактора на реконструкцию в ближайшее время. Но в связи с острой потребностью в продукции, срок остановки из года в год откладывался и, наконец, капитальный ремонт проводится только в 1963 году.
Основным параметром, ограничивающим мощность была температура графитовой кладки реактора. При продувке кладки кондиционированным воздухом допустимая температура составляла 335 градусов С, но и при этой температуре наблюдался заметный разгар ячейки. С целью сохранения кладки при работе реактора на повышенных параметрах строится и вводится станция по производству азота и уже в конце 1954 года кладка реактора "А" переводится на азотную продувку. Для отладки режимов азотной продувки эксплуатационным персоналом служб главного механика и прибориста была впервые разработана, изготовлена и внедрена в производство "фистула", с помощью которой производился отбор проб газа из графитовой кладки при различных режимах работы реактора и азотной продувки.
После 12-летней эксплуатации на реакторе "А" впервые разрушился водосброс на технологическом канале, а с сентября 1960 г. и в последующие месяцы число разрушающихся водосбросов стало возрастать и угрожало аварийной остановкой реактора. Были изучены причины и характер разрушений. Причиной яви 69 лась электрохимическая коррозия авиальевых деталей, работавших в горячей воде в контакте с деталями, изготовленными из нержавеющей стали. Инженерами В.И.Каракулевым, М.Ф.Синициным, В.Д.Брянских, И.П.Никифоровым, Б.С.Егоровым и другими была предложена специальная гильза для укрепления разрушающихся детапей технологического тракта. Установка гильз производилась прп помощи разработанного и изготовленного рабочими службы главного механика специальнс-го инструмента. Для обеспечения работоспособности реактора в ячейку с разрушенным водосбросом устанавливали технологические каналы, конструкции, предложенной инженерами А.Д.Рыжовым и В.Д.Брянских, которая позволяла производить проверку подвижки столба рабочих блочков, находящихся в канале. Однако, вынужденное применение такой конструкции технологического канала для рабочей продукции значительно усложнило эксплуатацию реактора и привело к дополнительным простоям, нередко длительным, из-за обрыва трубы канала, при его извлечение. Проведенный специалистами эксплуатационных служб завода анализ работы оборудования, систем обеспечения и контроля реактора "А" показал их крайне неудовлетворительное состояние. По решению руководства 1 октября 1963 года реактор "А" был остановлен на капитальный ремонт. За сто дней, отведенных на выполнение предусмотренного планом капитального ремонта, эксплуатационным персоналом был выполнен значительный объем работы, связанный с заменой технологических каналов, демонтажем старых и монтажем новых групповых коллекторов, реконструкцией водоснабжения, капитальным ремонтом кассет, ликвидацией полочных каналов, герметизацией кассетных проемов.
К 10 января 1964 года реактор загружается рабочей продукцией. Закончены работы по отладке оборудования систем и подготовке к подъему мощности. С 13 января 1964 г. начат подъем ступенями мощности и к 17 января реактор достиг номинала по мощности. В процессе эксплуатации продолжали совершенствоваться система продувки азотом графитовой кладки, укрепление водосбросов и другие работы, связанные с обеспечением надежной и безопасной работы реактора. Первый промышленный реактор на деле стал опытно-промышленным, на нем внедрялись, отрабатывались и изучались новые системы жизнеобеспечения управления и контроля различных режимов технологического процесса.
Первый период работы реактора "А" подтвердил необходимость создания реактора, на котором можно было нарабатывать изотопы для народного хозяйства и проводить исследовательские и экспериментальные работы. По инициативе И.В.Курчатова в правительство вносится предложение о проектировании и строительстве реактора на площадке "А" комбината 817. 18 августа 1950 года Совет Министров СССР постановлением N 13030 принимает решение о строительстве реактора "АИ".
3 июля 1954 года произошло объединение трех объектов, расположенных на одной площадке = "А", "АИ" и "АВ-3". Такое объединение позволило укрупнить технические службы, увеличить маневренность персонала при работах на наиболее напряженных участках, сократить управленческий аппарат. В результате объединения трех объектов и цехов образовался завод N 156. Директором завода назначается Овчинников Федор Яковлевич, главным инженером Брохович Борис Васильевич.
В марте 1955 года на реакторе "АИ" произошло "закозление" одного из технологических каналов с поражением значительного участка графитовой кладки. Ликвидация последствий "закозления" привела к тому, что отдельные работники получили до 12,5 рентгена. Резко возросла радиоактивность в системах технологического контроля и в рабочих помещениях "АИ". Реактор пришлось перевести на пониженную мощность. Дальнейшая эксплуатация проводилась в условиях с систематическим переоблучением персонала. __ марта 1956 года реактор "АИ" останавливается на капитальный ремонт. Впервые в практике эксплуатации в СССР реакторов разбиралась и извлекалась верхняя конструкция реактора узел "Е". Производилась частичная замена графитовой кладки под руководством заместителя главного инженера завода П.В.Глазкова и начальников смен Л.П.Куваева, В.Г.Упорова, А.А.Рудковского, А.Алексеева. Об уникальном ремонте реактора "АИ" в 1958 году был сделан доклад на Женевской конференции.
Теперь об эпизоде, связанном с А.П.Александровым. Как-то зашел ко мне в кабинет Анатолий Петрович и просит показать отчет "О состоянии биологической техники безопасности на заводе". Присел к столу, начал читать отчет. Вижу не без иронии, улыбается, а затем, вслух как бы, спрашивает себя и меня - что за чушь, я здесь ничего не понимаю, при чем тут образование, какие-то расходы и т.д. Я даю переводную таблицу шифров: черный - графит, облучение - образование, первый расход - альфа, второй расход - бета, третий расход - гамма и т.д. На самом деле и для такого выдающегося ученого каким был Александров, было смешным и непонятным: "... образование слесарей центрального зала несколько снизилось по третьему расходу...".
Он достал авторучку и размашисто написал:"... читал, ничего не понял..." - Александров.
После пуска Первой АЭС велись проработки и исследования в области создания промышленного реактора двухцелевого направления. Такого реактора, который накапливая плутоний, производил бы тепло и электрическую энергию для нужд народного хозяйства. В создании такого реактора принял участие и комбинат. На базе реактора "АВ-3" создается экспериментальная петлевая установка "ПАВ", состоящая из 4-х технологических каналов, установленных в активную зону; трубопроводов первого контура с запорной и регулирующей арматурой; теплообменника; циркуляционных и подпиточных насосов; системы контроля и управления. Цель эксперимента: определение стойкости алюминиевых сплавов, применяемых для труб технологических каналов и защитной оболочки ядерного топлива при давлении на выходе из каналов 23 атм. и температуре 175-190 оС. В качестве теплоносителя применялась дистиллированная вода.
С 25 января 1955 года установка введена в эксплуатацию и проработала до 26 сентября 1957 года. Получены необходимые экспериментальные данные для создания двухцелевых промышленных реакторов. Следует отметить, что возникающие в системах "ПАВ" различные ситуации с экспериментом часто приводили к вынужденным остановкам реактора, нарушая нормальный режим его работы. Министерством принимается решение о запрещении проведения экспериментальных работ на промышленных реакторах. Однако производство постоянно требовало совершенствования технологического процесса, создание новых видов топлива, конструкционных материалов, необходимых для создания новых типов реакторов. Все исследовательские программы переносятся на ректор "АИ".
Наряду с организацией на реакторе "АИ" испытаний новых типов ТВЭЛ, конструкционных материалов и производства радиоактивных изотопов, сооружаются две экспериментальные установки КС-60 и РБМК, основное назначение которых - выполнение широкой программы исследовательских и экспериментальных работ, связанных с созданием атомной энергетики в СССР и странах СЭВ. Конструктивно реактор представлял собой уникальное инженерное сооружение, на котором в широком плане была поставлена исследовательская и экспериментальная работы по созданию тепловыделяющих элементов, сборок (кассет) для эксплуатируемых и проектируемых реакторов; отработке оптимальных режимов работы атомных электростанций; испытанию конструкционных материалов, применяемых в реакторостроении; определению гидравлических и газодинамических характеристик технологических каналов с различными тепловыделяющими элементами; производству радиоактивных изотопов и т.д. Реактор работает в высокопоточном режиме, для достижения которого, впервые в качестве ядерного горючего, использовалась двуокись урана обогащенная по урану-235. По устройству отдельные узлы и системы реактора "АИ" отличались от реактора "А", хотя принцип работы был аналогичен. Основное конструктивное отличие - узел разгрузки "вниз" заменен разгрузкой "вверх". Технологический канал с продукцией дистанционно извлекается (при помощи мостового крана) и устанавливается в шахту-бассейн для разделки. Принятая схема значительно упростила конструкцию реактора.
По техническому заданию, разработанному ИТЭФ, ХФТИ при участии Химического комбината "Маяк" Ленинградским государственным союзным проектным институтом (ГСПИ-11) был разработан проект опытноэкспериментальной установки КС-60, моделирующий первую Чехословацкую АЭС. Основное технологическое оборудование было разработано и изготовлено Ленинградским металлическим заводом им. Сталина, Невским машиностроительным заводом им. Ленина и УралНИИХиммашем. Установка включала в себя: технологические "петлевые" каналы Ду45 и Ду100, систему трубопроводов первого контура, регенераторы и холодильники, газодувки (турбокомпрессоры) с системой маслохозяйства, системы дистилляционного, реактификационного и механических методов очистки газа первого контура от масел и механических примесей, установку для регенерации масла, систему теплотехнического контроля и автоматики с центральным щитом управления, вентиляционный центр с газоочисткой, компрессорную, хранилище жидких отходов, газгольдерную, "горячую" камеру с набором станков, приспособлений и инструментов, хранилище сборок ТВЭЛ, систему дозиметрического контроля и т.д. В качестве теплоносителя предусматривалось применение углекислого газа. Температура носителя 500 градусов С и давление 64 атм.