Николай Карпан - Чернобыль. Месть мирного атома

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что система управления и защиты РБМК-1000 не отвечала требованиям пункта 3.3.1 ПБЯ-04-74.

5. Пункт 3.3.5 ПБЯ-04-74

"По крайней мере одна из предусмотренных систем воздействия на реактивность должна быть способна привести реактор в подкритическое состояние и поддерживать его в этом состоянии при любых нормальных и аварийных условиях и при условии несрабатывания одного наиболее эффективного органа воздействия на реактивность ".

Как показано выше в Таблице 2.4, просчеты разработчиков реактора в выборе эффектов реактивности, учет которых был необходим при проектировании СУЗ, изначально предопределили невыполнение требований пункта 3.3.5 ПБЯ-04-74.

6. Пункт 3.3.21 ПБЯ-04-74

"В СУЗ должна быть предусмотрена быстродействующая аварийная защита (АЗ первого рода), обеспечивающая автоматический останов реактора при возникновении аварийной ситуации. Сигналы и уставки срабатывания аварийной защиты должны быть обоснованы в проекте ".

В проекте реактора РБМК-1000 полностью отсутствует обоснование необходимого быстродействия аварийной защиты. Время ввода всех стержней СУЗ в активную зону (18 секунд) было одинаковым для всех стержней. Разбивка их на функциональные группы АЗ и РР (аварийной защиты и ручного регулирования) была абсолютно условной (с точки зрения быстродействия). В процессе эксплуатации реактора можно было без каких-либо технических и организационных помех перевести стержень из группы АЗ в группу РР, и наоборот.

Примечание: Только после аварии на ЧАЭС была разработана и внедрена быстродействующая аварийная защита (БАЗ), с временем полного погружения стержней в активную зону равным 2,5 секунды.

Вышеизложенного достаточно, чтобы считать - требования пункта 3.3.21 ПБЯ-04-74 в проекте не выполнены.

7. Пункт 3.3.26 ПБЯ-04-74

"Аварийная защита реактора должна обеспечивать автоматическое, быстрое и надежное гашение цепной реакции в следующих случаях:

- при достижении аварийной уставки по мощности;

при достижении аварийной уставки по скорости нарастания мощности (или реактивности);

- при исчезновении напряжения на шинах электропитания СУЗ;

- при неисправности или нерабочем состоянии любых двух из трех каналов защиты по уровню или скорости нарастания мощности;

- при появлении аварийных технологических сигналов, требующих останова реактора;

- при нажатии кнопок аварийной защиты".

Выше было показано, что СУЗ реактора РБМК, включая систему АЗ, была неспособна удовлетворить требованиям этого пункта Правил, а перечень аварийных технологических сигналов не был полным и не обеспечивал защиту реактора при достижении параметрами опасных значений (например, по оперативному запасу реактивности, по низкому уровню мощности и т. д.).

Следует также отметить, что сброс стержней СУЗ из верхнего положения (при срабатывании аварийной защиты), в зависимости от величины ОЗР, распределения поля энерговыделения и режима работы реактора мог привести (из-за конструктивных недостатков стержней СУЗ) не к заглушению, а к вводу положительной реактивности и разгону реактора [30, 53].

Не предусмотренное в проекте изменение характеристик активной зоны и недостаточная скорость и эффективность СУЗ приводили к тому, что возрастание мощности реактора при срабатывании АЗ-5 бывало настолько значительным (в определенных условиях), что при достижении мощностью аварийных уставок АЗМ и АЗС ядерная реакция уже не могла быть прекращена без значительного повреждения твэлов.

В соответствии с проектом, реакторное пространство не имело защиты от разрывов труб технологических каналов (ТК). При одновременном разрыве труб двух и более каналов мог произойти "отрыв" верхней плиты реактора (схемы "Е") и последующий выход из строя всей системы ввода стержней СУЗ в активную зону (так и было 26.04.86 на блоке №4 ЧАЭС). При этом событии может произойти выброс стержней СУЗ из активной зоны, что приведет к вводу положительной реактивности и взрывному разгону мощности реактора.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что проект СУЗ РБМК-1000 не соответствовал требованиям пункта 3.3.26 ПБЯ-04-74.

8. Пункт 3.3.28 ПБЯ-04-74

"Количество, расположение, эффективность и скорость введения исполнительных органов АЗ должны быть определены и обоснованы в проекте реактора, где должно быть показано, что при любых аварийных режимах исполнительные органы АЗ, (даже) без одного наиболее эффективного органа обеспечивают:

- скорость аварийного снижения мощности реактора, достаточную для предотвращения возможного повреждения твэлов сверх допустимых пределов;

- приведение реактора в подкритическое состояние и поддержание его в этом состоянии с учетом возможного увеличения реактивности в течение времени, достаточного для введения других более медленных органов СУЗ;

- предотвращение образования локальных критмасс".

В проекте СУЗ реактора РБМК-1000 количество, эффективность и скорость введения исполнительных органов АЗ были выбраны и обоснованы без учета экспериментально подтвержденных (или хотя бы математически исследованных) эффектов реактивности, которые могли сыграть (а в аварии 1986 года на 4 блоке ЧАЭС действительно сыграли) катастрофическую роль.

Представляет интерес эволюция проекта СУЗ в части касающейся определения количества стержней управления и их эффективности.

Так, в эскизном проекте РБМК [54], разработанном в 1965 г., предусматривалось иметь 212 стержней управления и защиты при обогащении топлива 2% по 235и, в то время как в техническом проекте было принято уже только 179 стержней СУЗ (при обогащении топлива 1,8% по 235Ц).

Эскизным проектом предусматривались стержни СУЗ с поглотителем и вытеснителем длиной 7 м (т. е. перекрывавшие активную зону по всей её высоте), из них 68 стержней входило в группу АЗ. Однако в техническом проекте у 146 стержней длину сборки, которая поглощает нейтроны, укоротили до 6 м, у 12-ти стержней - до 5 м, и у 21 стержня - до 3 м. Общее количество стержней аварийной защиты было уменьшено с 68 до

20 (с длиной поглотителя 6 м). А в рабочем проекте вообще реализовали всего 179 стержней СУЗ с длиной поглотителя 5 м у всех стержней (кроме

21 стержня У СП с длиной поглотителя 3,5 м). Количество стержней АЗ стало равно 21 для первых и 24 для вторых очередей РБМК.

Для вторых очередей общее количество стержней СУЗ было увеличено до 211 без изменения конструкции.

Таким образом, в результате непонятной и длительной эволюции была выбрана такая конструкция стержней СУЗ, при которой органы воздействия на реактивность не предотвращали образования локальных критмасс, поскольку в силу своей конструкции не могли перекрыть своей поглощающей нейтроны частью всю высоту активной зоны реактора. И это при том, что критическая высота активной зоны РБМК-1000 может составлять от 0,7 до 2,0 м для различных состояний реактора (по данным отчета ВНИИАЭС [55]).