Машина-двигатель

Быть может, кто-нибудь из любителей арифметики, подсчитав расход урана за 100 суток работы и определив его лишь в размере 3 килограммов, окажется в недоумении: почему через 100 дней приходится загружать в котел значительно больше урана? Да потому, что урановые стержни, долго пробывшие в котле, несколько портятся, разрушаются и, хотя они еще не «сгорели», то есть не превратились в продукты деления, их приходится заменять новыми.

Но познакомимся несколько подробнее с первой в мире промышленной электростанцией, работающей на атомной энергии. Познакомимся с устройством и работой первой атомной электрической установки, первого «атомного двигателя», разработанного и построенного советскими учеными и инженерами.

Атомный котел (реактор) первой в мире атомной электростанции Академии наук СССР.

Внутри белого здания размещены все агрегаты электростанции. Главным из этих агрегатов является, конечно, атомный котел, или реактор. В круглом графитовом блоке определенным образом размещаются 128 стержней из урана-238. Общий вес загрузки реактора — 550 килограммов. Надо заметить, что природный уран для реактора несколько обогащается ураном-235, содержание которого доводится до 5 %. Стержни заранее закладываются в особые графитовые футляры, внутренняя стенка которых выложена стальной тонкостенной трубой.

Такой «футляр» вместе со стержнем вставляется в вертикальное сверление, идущее сверху вниз вдоль графитового блока. Стальная труба сверху и снизу соединяется с особыми резервуарами — водосборниками. Через водосборники и трубы подается охлаждающая вода под давлением в 100 атмосфер.

Если вода при обычном атмосферном давлении закипает при 100 °C, то под давлением в 100 атмосфер воду можно нагревать более чем до 300 °C.

В реакторе охлаждающая вода нагревается до 270 °C и несет тепло в теплообменники. Здесь по трубам второго контура циркуляции проходит «рабочая» вода, нагнетаемая насосами под давлением в 12,5 атмосферы. Это давление позволяет воде нагреваться в теплообменнике до 200 °C и превращаться в пар. Пар, продолжая далее соприкасаться с трубами «атомной» воды первого контура, перегревается до температуры 260 °C. Затем пар поступает в турбину и далее, по известной уже нам схеме, конденсируется, превращаясь в воду.

Реактор сверху и с боков защищен графитом, бетоном, водой, сталью. Вокруг графитового блока идет водяная стена толщиной в 1 метр и далее — бетонная стена толщиной в 3 метра.

Советские инженеры сделали всё необходимое, чтобы обеспечить безопасность людей, работающих на станции.

Кроме толстых стен вокруг реактора, все переходы, по которым люди должны приближаться к установке, сделаны в виде зигзагообразных коридорчиков. Это необходимо для того, чтобы прямые излучения не распространялись далеко.

Над реакторами помещается главный зал атомной электростанции. Это пустой зал. Круглая стальная плита — крышка — закрывает люк, через который может быть осуществлен доступ к реактору.

На рисунке видно, как человек в белом халате стоит возле легкой ограды, окружающей реактор. Но не всегда человек может здесь стоять. Может оказаться, что бурная реакция в котле вызовет проникновение радиоактивных излучений даже через защиту. Тогда вспыхнут специальные красные сигнальные лампы и зазвучат звуковые сигналы. Это и будет означать опасность: людям надо спешно покидать зал.

Но в этом зале людям, собственно, и делать нечего. Всю работу по обслуживанию котла (вдвигание стержней безопасности — здесь они, кстати, сделаны из карбида бора, — смена урановых стержней) выполняют механизмы.

Управление этими механизмами ведется на расстоянии, а наблюдение за тем, как они работают, производится через иллюминаторы со специальными толстыми стеклами.

Управление не только этими работами, но и всеми операциями по обслуживанию станции здесь ведется дистанционно, с центрального пульта.

Пульт управления атомной электростанцией Академии наук СССР.

Десятки чувствительных, «умных» приборов позволяют двум дежурным инженерам, не сходя со своего места, наблюдать за жизнью всей станции и, если надо, управлять тем или иным механизмом.

А механизмов здесь не так-то мало. Вот, например, зал насосов. Для того, чтобы нагнетать «атомную» и «рабочую» воду, требуется целая система насосных агрегатов. А ведь есть еще и главные машины: турбина и электрический генератор. Кроме того, есть электромоторы, связанные со стержнями безопасности — вдвигающие и выдвигающие их, — и ряд других механизмов.

Зал насосов атомной электростанции Академии наук СССР.

* * *