| "В память о времени и людях": Полнотекстовая база данных об Озёрске | |
| ФГУП ПО "Маяк". История "Маяка" | |
|
вернуться назад
|
|
|
Прочитав этот заголовок, читатель мыслящий решит: «Ну, это что-то о водолазах или космонавтах. Это ведь их снаряжение...» Но давайте по порядку. Малая советская энциклопедия объясняет происхождение этого слова от греческого «челнок» в сочетании со словом «человек», то есть скафандр – это снаряжение (оболочка), изолирующее человека от жидкой и газообразной среды и обеспечивающее в условиях, отличающихся от нормальных, жизнедеятельность человека. Действительно, скафандр применяется для водолазных работ и высотных полетов. Но только ли для этих целей? В атомной промышленности тоже есть такой термин и соответствующее специальное снаряжение, но есть и механизм – агрегат с таким названием, проработавший на заводе 235 более десяти лет. Чтобы рассказать об этом достаточно подробно и доступно, требуется вернуться немного в прошлое и разобраться хотя бы в общих чертах в самом технологическом процессе переработки отработанного ядерного топлива (сокращенно ОЯТ). ...В 60-х-70-х годах в связи со строительством и вводом в действие в стране различных энергетических установок (реакторов) для электростанций и атомного флота возник вопрос о необходимости переработки отработанного ядерного топлива. И если вопросы временного хранения на АЭС диктовались технологическими условиями и решались в проектах самих станций (отработанные на реакторах тепловыделяющие элементы выдерживались под водой в бассейнах в течение трех лет), то вопросы их дальнейшей судьбы ученые и проектировщики намеревались решить в комплексе процесса по намеченной тогда программе дальнейшей переработки ОЯТ с целью выделения (получения) из них ценных продуктов: урана, плутония – и использования их снова в виде топлива. Завод по переработке (регенерации) и захоронению остатков ОЯТ было намечено строить на базе первого радиохимического завода по производству оружейного плутония на «Маяке». Технологический процесс нового завода (РТ) предусматривал три цикла: рубка (резка) ОЯТ, растворение и химический передел растворов: отделение урана, плутония от продуктов деления высокоактивных отходов (ВАО); упарка высокоактивных отходов и отправка в специальное хранилище. Так происходило до введения в эксплуатацию отделения остекловывания. Поскольку скафандр (механизм и агрегат) входит в состав технологического процесса последнего цикла, то на нём мы и остановимся. Дело в том, что в этом цикле один из главных технологических процессов начинается в электропечи. В России исстари говорят, что дом, изба начинаются с печки. Пожалуй, это присловье применимо и к нашему случаю. К моменту создания проекта завода РТ в нашей стране не было разработано ни одного процесса остекловывания необходимой производительности. В целях интенсификации работ в 1969 году химкомбинат «Маяк» был назначен головной организацией по данной проблеме. На заводе 235, в ЦЗЛ и проектном отделе предприятия были организованы группы для курирования проектных разработок, монтажа, испытаний и отработки технологических процессов и оборудования для остекловывания отходов. Все работы производились под научным руководством кандидата технических наук А.А. Константиновича (ЦЗЛ). Кстати, о своей продолжительной работе по этой теме он подробно рассказал в газете «Озерский вестник» в 1995 году. После назначения головной организации в ЦЗЛ начались разработки технологических процессов и методов остекловывания в электропечи. Опытные печи малой производительности (от 1 до 40 литров в час) были разработаны проектным отделом х/к «Маяк», изготовлены в ЦЗЛ и испытаны с участием сотрудников завода 235. По результатам испытаний в Свердловске, а также на установке «Торос-2» на заводе 235 и электропечах в ЦЗЛ был выбран процесс остекловывания отходов в электропечи с последующим направлением отходов в хранилище. Этот процесс и был заложен в проект так называемого комплекса 120/11-12. Сам же процесс заключается в том, что жидкие растворы с необходимыми добавками при температуре до 1000 градусов по Цельсию в электропечи превращаются в стекломассу. Не надо забывать, что все эти процессы проходят при высокой активности, что требовало и требует максимального технологического и дозиметрического контроля над процессом. Конечно, теория, научные разработки, опыт – это одно дело, а в процессе непосредственного производства работ все оказалось куда как сложнее. Проект комплекса зданий 120/11-12 был разработан Ленинградским научно-исследовательским и проектным институтом в начале 70-х годов (в то время директор – В.М. Седов, главный инженер проекта – В.А. Курносов). И вскоре начали строительство. Документацию на конструкцию электропечи разработали в СвердНИИхиммаше. Печь представляла собой прямоугольную емкость, облицованную нержавеющей сталью. Внутри была запроектирована кладка из шамотного стеклобруса и бакора. Для обеспечения работоспособности печи проектом предусматривались три узла газоочистки, узел упарки, емкостная аппаратура, спецсети для подачи растворов, вентиляция, водоснабжение. Были разработаны специальные трубчатые системы токопроводов с мощными молибденовыми электродами. Электрическую часть подводов к печи и всего комплекса здания 120/11-12 разработало Ленинградское отделение «Тяжпромэлектропроекта» (главный специалист – М.А. Муттер, главный инженер – Ю.Н. Боган), много лет занимавшееся проектированием промышленных ядерных комплексов. Нагрев за счет пропуска тока через расплав обеспечивал печи температуру до 900-1200 градусов по Цельсию. Вот что вспоминает бывший заместитель начальника отдела оборудования УКСа ПО «Маяк» А.С. Милин, занимавшийся тогда вопросами комплектации и изготовления оборудования: – Когда мы получили конструкторскую документацию на нестандартизированное оборудование цеха, то немедленно занялись размещением заказов на его изготовление. В целях ускорения сроков поставки нам, конечно, не очень хотелось иметь дело с предприятиями, которые были подчинены другим министерствам. Но что же получилось? Изготовление сливного устройства, шагающего конвейера и аппаратов газоочистки производилось на опытном производстве НИИхиммаша в Свердловске (научный руководитель конструкторских разработок – Г.И. Чечетин, заместитель и начальник опытного производства – А.С. Кожемякин). По разработанной ВНИПИЭТ конструкторской документации на скафандр (мощный агрегат в десятки тонн весом, обеспечивающий подачу высокоактивных отходов на хранение – Ю.Е.), его предполагалось изготовить на Уралмашзаводе. Но при детальной проработке чертежей выяснилось, что на Уралмаше не готовы к этому и не могут его изготовить по технологическим и другим причинам. Это усложняло дело. Думаю, что отказ диктовался одним – отсутствием хотя бы малой серии для этого заказа. Ведь скафандр надо было изготовить всего в одном экземпляре, ибо такой цех был первым не только в стране, но и в мире. Но мы потом все-таки нашли выход из трудного положения... Заказ на изготовление скафандра после долгих переговоров с руководством принял на себя Уралхиммашзавод. Хочу напомнить, что Уралмаш, Уралхиммаш и СвердНИИхиммаш – это всё отдельные самостоятельные и крупные предприятия Свердловска. Но Уралхиммаш к тому времени имел хорошие деловые отношения с х/к «Маяк», так как изготавливал для него десятки различных по ёмкости и назначению аппаратов из нержавстапи, а также другое химическое оборудование. Основные контакты по изготовлению заказчик в лице А.И. Бочкарева тогда поддерживал с главным инженером завода Н.К. Глобиным, который периодически посещал нашу площадку, так же как и представители комбината, в целях ускорения работ и решения возникающих вопросов, неоднократно посещали производственные цеха Уралхиммаша. Уралхаммаш заказ на изготовление скафандра принял, но отливку из металла заводчане делать отказались и предложили другой вариант: выполнить его корпус намоткой из стальной ленты толщиной до 5 миллиметров. Такая конструкция могла обеспечивать надежность радиологической защиты, и устойчивость агрегата. Однако при дальнейшем рассмотрении выяснилось, что предложенная конструкция крайне сложна и трудоемка в технологии производства. Предстоял очень медленный процесс намотки корпуса из листа: на высоту скафандра приходилось не менее трех лент шириной чуть более метра каждая, а общая длина сварки листов между собой и по торцам при проектном диаметре скафандра 2,8 метров составляла более двух километров! Не менее ответственной и сложной была рассверловка в стальном рулоне трех отверстий диаметром более полуметра на всю его высоту – в пределах 4,5 метра. Отверстия предназначались для размещения в них пеналов с ВАО и лебедок. Здесь необходима была исключительная точность. Все это вынудило специалистов Химмашзавода отказаться от намеченной ими же конструкции скафандра. Тогда решили корпус изготовить из стальных колец толщиной 400 миллиметров, а также защитного днища и крышки. Поскольку все проектные габариты сохранились прежними, на высоту скафандра приходилось всего два кольца высотой в пределах 1,5-2 метров. Такую работу по изготовлению заготовок корпуса (уже по просьбе Уралхиммашзавода) согласился все-таки выполнить Уралмашзавод из стали 20. Когда кольца, днище, крышка и разные мелкие детали были изготовлены, на Химмаше произвели их сборку и сварку, наружную поверхность обработали на карусельных станках, смонтировали лебедки, выполнили внутреннее и наружное обустройство корпуса всем необходимым: приборами, датчиками, приспособлениями... Тогда окончательно вес готового скафандра составил 140 тонн при общей высоте 8 метров, Продолжает рассказ А.С. Милин: – Наши специалисты, большие и малые руководители заказчика и эксплуатации положительно и оперативно решали вопросы разработок и изготовления оборудования. Я не могу не отметить такой факт, что трудностей возникало много: и технических, и организационных, да и просто поджимали сроки строительства, а потому по срокам изготовления проходили неоднократные встречи и совещания не только в Свердловске, Озёрске, но и у руководства Главка, Министерства. Порой и нам там крепко попадало. Строительство цеха было на постоянном контроле в Москве. Считаю, что наиболее весомый вклад в это дело от лица заказчика внесли в тот период заместитель директора комбината по капстроительству А.И. Бочкарев, заместитель главного инженера УКСа В.Н. Фугаев, начальник отдела оборудования В.Б. Постников и другие работники, отвечавшие за поставки оборудования. Все это дало положительные результаты и в ходе строительно-монтажных работ. Хорошо, что тогда с финансированием трудностей практически не было. Сколько денег требовалось – столько и выделяли в Москве. Если бы как сейчас – ничего бы не изготовили и не построили... В комплексе с электропечью велось строительство хранилища для остеклованных отходов ОЯТ. Ныне оно представляет собой громадный зал, напоминающий закрытое футбольное поле (размер 30x90 метров) и высотой от пола до перекрытия 20 метров. Пол же монтажного зала находится на отметке 17 метров, поэтому общая высота непосредственно хранилища и монтажного зала составляет более 30 метров. Под полом размещается хранилище, которое представляет собой сплошные ряды вертикальных труб диаметром 0,7 метра и высотой 7 метров, размещенные в семи прямоугольных железобетонных отсеках по всей площади зала. При взгляде с высоты, как бы насквозь, это, наверное, напоминает рамки с сотами пчел, с их многочисленными ячейками, которые в ульях заполняются медом. Ячейки же нашего хранилища – из мощных труб, их смонтировано около трех тысяч штук. Эти вертикальные трубы называют стояками, они служат в качестве направляющих для пеналов с остеклованными ВАО. Соты пчел видели, наверное, многие. Но другое дело – «соты» из труб. И если сказать человеку: «Представь, что ты сидишь на трибуне и видишь на поле тысячи симметрично расположенных толстенных труб высотой с двухэтажный дом... тысячи!» – естественно, вообразить это грандиозное, удивительное и масштабное зрелище он не сможет. Даже просто представить трудно. Но это все есть – под ногами, под полом монтажного зала цеха. На публикуемой фотографии можно видеть небольшой участок этого пола с контурами круглых защитных пробок под хранилищем. После комиссионной приемки скафандр доставили с завода-изготовителя специальным железнодорожным транспортом с пониженным размещением платформы. Зная о его прибытии, зашевелились представители УКСа х/к «Маяк» и треста «Уралпроммонтаж». Ведь монтажникам надлежало обеспечить его доставку от места разгрузки до цеха и выполнить установку в монтажном зале. Встал главный вопрос: как эту многотонную махину доставить к цеху? Дело в том, что к моменту поставки скафандра подъездная железная дорога к зданию 120/12 не была готова, да и в пусковые (первоочередные) объекты строительства она не включалась, так как для работы самого цеха в какой-то первоначальный период она просто не требовалась. Сейчас же необходимо было где-то разгрузить тяжелый агрегат и доставить на строящийся комплекс 120/11-12. И тогда предложили использовать для этих целей железнодорожный тупик к зданию 851а. Это было наиболее близкое место от железной дороги до цеха, где-то в пределах 150 метров. К тому времени мостовой кран грузоподъемностью 160 тонн для обеспечения работы скафандра в цехе был уже смонтирован. Вспоминает бывший начальник треста «Уралпроммонтаж» Н.Д. Корнеев: – Дело было зимой... Стоял хороший морозец. Мои рабочие и инженеры окружили прибывшую платформу со скафандром. Он нам представился просто железнодорожной цистерной, но удивлял громадный вес. Ведь мы ещё толком и не знали, что он чуть ли не целиком из металла. И хотя платформа, на которой наш груз прибыл, была пониженной, на месте разгрузки пришлось выкладывать из брусьев шахту на длину скафандра. С помощью тракторов, бульдозеров мы передвинули скафандр на эту шахту. Вначале засомневались: выдержит ли она эту многотонную «бочку»? Очень беспокоились... По старому проверенному опыту монтажников решили транспортировать скафандр до места назначения на специально подготовленных санях. Их сварили из солидных труб и швеллеров. Ну и технику подготовили: бульдозеры, трактора... Их, по-моему, было не менее пяти-шести. Даже мощный американский «Катерпиллер» на всякий случай откуда-то пригнали. Трассу тоже готовили: расчистили от снега, спланировали и кое-где подсыпали щебнем. Трудным и длинным нам показался этот путь в полтораста-двести метров. Натянутые тросы от рывков звенели, как пружины, как струны, а при вынужденных остановках нагретые от нагрузки трубчатые полозья тут же прихватывало, они просто примерзали к корке льда и замерзшего грунта... При этом, прежде всего беспокоились за сохранность агрегата: не дай бог завалить сани и опрокинуть груз, велика будет беда! Но всё обошлось благополучно. Скафандр доставили к цеху, а потом с помощью тросов и полиспастов его втащили в здание, где уже ждал мостовой кран. Операция монтажников под названием «Скафандр» прошла успешно. В этой работе принимали участие заместитель главного инженера стройки Ф.А. Строкаш, главный инженер монтажного управления Н.П. Санин, прораб Б.П. Горин, мастер Агафонов, бригадиры Наземный, Никулин и другие монтажники УПМ. Как же используется скафандр? После получения в печи стекломассы её сливают в бидоны ёмкостью по 200 литров, которые предварительно размещают на шагающем конвейере. Здесь стекломасса частично остывает, и бидоны передаются конвейером в камеру комплектации для установки их в специальные стальные цилиндрические ёмкости высотой 3,4 метра. Они называются пеналами. В каждый пенал устанавливается три бидона (один на другой), и крышка пенала заваривается. Все описанные процессы выполняются дистанционно, без присутствия человека в опасных зонах. А далее вступает в работу скафандр. Этот защитный цилиндрический агрегат предназначен для захвата, установки и транспортировки пеналов к месту загрузки в хранилище. Следует заметить, что пенал с загруженными бидонами создает мощный гамма-фон, но стальная защита скафандра не даёт возможности проникнуть излучению, наружу. Правда, если при установке скафандра над стояком хранилища между его днищем и полом останется хотя бы малая щель, то радиоактивное излучение, отраженное от металлической поверхности пола, моментально вырвется наружу, в цех. Присутствие по какой-либо причине в этот момент в монтажном цехе человека будет не просто опасным, но и губительным. Поэтому в работе оператора-крановщика требуется осторожность, внимательность и большая точность исполнения операций, одним словом, высокий профессионализм. Не надо забывать, что все операции выполняются с помощью телевидения, а это далеко не одно и то же, что визуальное наблюдение. Здесь, как у саперов, ошибаться нельзя. В процессе хранения за счет радиоактивного распада идёт выделение тепла, и в пеналах поднимается температура, что может привести к разрушению ограждающих конструкций. Поэтому мощными вентиляторами с системами газоочистки делается постоянный продув воздуха между стояками и пеналами, в результате чего повышение температуры выше нормативной (120°С) в хранилище не допускается. Показания приборов по всем параметрам постоянно контролируются дежурным персоналом. Виталий Афанасьевич Бельтюков, технолог цеха № 4 завода 235, рассказал много интересного о работе цеха по остекловыванию отходов. А нам хочется немного поведать читателям о нём самом. Приехал он в наш город в 1950 году из Магнитогорска. В 1954 году закончил Южно-Уральский политехникум по специальности химик-технолог и был направлен на работу на завод 235. С 1956 по 1967 год работал оператором, начальником смены, старшим инженером-технологом. В период работы закончил вечернее отделение МИФИ, после чего был назначен старшим инженером техноотдела завода по реконструкции. Когда в 1969 году на заводе создали группу по остекловыванию, в состав её вошел и В.А. Бельтюков. В 1972 году он перешёл на работу в ЦЗЛ, продолжая заниматься той же тематикой. В 1985 году Бельтюкова как специалиста, занимавшегося много лет вопросами отверждения отходов и их захоронения, вновь пригласили на завод 235. За успехи и достижения в области освоения технологии атомного производства Указом Президента от 16 января 1996 года В.А. Бельтюкову присвоено почетное звание «Заслуженный технолог Российской Федерации». Рассказывает В.А. Бельтюков: – Над проблемой отверждения высокоактивных отходов мы работаем около двадцати лет. И, я думаю, завершили её первый этап. С начала работы электропечи в марте 1991 года были отверждены (остеклованы) растворы и обеспечено их безопасное хранение с суммарной активностью 287 млн. Кюри, а общий вес уложенной стекломассы составляет 2000 тонн! Для сравнения можно сказать, что накопленная за годы работы радиоактивность озера Карачай составляет 120 млн. Кюри, а чернобыльская трагедия вынесла на поверхность 50 млн. Кюри, то есть хранилище комплекса 120/11-12 «погасило», надёжно упрятало радиоактивность в пять с половиной раз более того, что было в Чернобыле, или в два с лишним раза больше, чем её находится в озере Карачай. А это кое-что значит... За рубежом за эти годы создали собственные аналоги, и Франция перерабатывает уже более полутора тысяч тонн ОЯТ в год, Великобритания – более тысячи. По пятам за ними идёт Япония... Сейчас главным для нас является новая электропечь. Тогда мы будем снова иметь полный цикл работы цеха и завода. По словам Виталия Афанасьевича, хранилище заполнено примерно на третью часть и его вполне хватит на работу второй очереди. Хочется верить, что ко времени его полного заполнения будут разработаны и внедрены новые, более совершенные и прогрессивные технологии переработки радиоактивных отходов и методы их захоронения. Ведь работы по этой проблеме продолжаются. Цех остеклования завода 235 получил широкую известность у нас в стране и за рубежом. На заводе побывали десятки делегаций, в том числе и иностранных. Ведь именно на нашей площадке впервые были накоплены опыт и практика работы с данной технологией. Об этом говорят и результаты работы печей. Первая печь проработала один год, но её опыт дал многое: в печь (резервную), построенную вместе с первой, были внесены конструктивные изменения, была модернизирована система охлаждения, внесены поправки и дополнения в технологические операции, что позволило ей проработать шесть лет, то есть два проектных срока. Рассказывая о скафандре и связанными с этим технологическими процессами, следует назвать хотя бы некоторые имена тех, кто в разные периоды на заводе 235 внес весомый вклад в решение данной проблемы, среди них и бывшие, и настоящие. Это директор завода М.В. Гладышев и главный инженер Е.Г. Дзекун, начальник цеха С.Е. Степанов и сменивший его Г.В. Гомзин, начальник отделения А.Ф. Еловсков и механик цеха Ю.Д. Архипов, главный приборист М.Ю. Медведев и многие другие. А Указом Президента от 10 июня 1997 года за разработку и реализацию технологии и оборудования отверждения жидких отходов высокого уровня радиоактивности и их безопасного захоронения удостоены звания лауреатов Государственной премии Российской Федерации восемь человек, в том числе от ПО «Маяк»: А.А. Константинович (руководитель работы), С.Е. Степанов (начальник цеха), В.А. Бельтюков (ведущий специалист). Об этом «Озерский вестник» уже писал. Как, наверное, стало ясно из уже рассказанного, скафандр временно не работает, поставлен «на прикол»: проходит профилактику. Ведь первая очередь остекловывания выработала свой ресурс, а на строительство второй очереди Минфин, Минатом в последние годы средств выделяли явно недостаточно, чтобы закончить стройку. Между тем времени на раздумье остается не так уж и много. Источник: Елфимов, Ю. Скафандр: История создания [цех остеклования завода 235] / Ю. Елфимов // Озёрский вестник. – 1998. – 24 октября. – С. 5; 31 октября. – С. 17; 14 ноября. – С. 8. |
|