Авария, на блоке №1 Армянской АЭС, связанная с несанкционированным подключением внешней сети
Состояние АЭС перед аварией
Энергоблок №1 Армянской АЭС (ВВЭР-440, 410 МВт) был введён в эксплуатацию в декабре 1976 г. и до октября 1982 г. работал на разных уровнях мощности.
15 октября 1982 г. перед аварией блок №2 находился в ремонте, а блок №1 работал на полной мощности с нагрузкой ТГ-1 и ТГ-2 по 200 МВт (эл.). В работе были все шесть ГЦН, обеспечивающие расход ТН через активную зону 43000 м3/ч, шесть ПГ и система автоматического обнаружения пожара с извещателями типа КИ-1.
Возникновение и развитие аварии на блоке №1
В 09 ч. 55 мин. (09.55) из-за короткого замыкания (к.з.) в клеммной коробке электродвигателя насоса технической воды (НТВ), которое по неизвестной причине не было блокировано выключателем НТВ, максимально-токовой защитой отключился выключатель рабочего ввода секции 6 кВ, а до этого момента персонал мог судить по интенсивности освещения о глубоком и длительном снижении напряжения в системе электроснабжения собственных нужд (СН).
Отключение выключателя рабочего ввода привело к срабатыванию автоматического ввода резерва и подаче напряжения на секции 6 кв, но опять сработала защита. Впоследствии выключатель резервного ввода включался вручную для питания механизмов, обеспечивающих безопасное расхолаживание блока №1, а вначале длительное протекание тока к.з. (более 10 кА) по кабелю привело к его перегреву и возгоранию в местах электрического пробоя изоляции, что вызвало загорание соседних кабелей и возникновение пожара в кабельных помещениях, а также возгорание контрольных кабелей, идущих по металлическому коробу и кабельной шахте №2 на БЩУ-1.
В 09.56 на центральном щите управления (ЦЩУ) появился сигнал о пожаре в кабельном помещении № 59а. Получив устное подтверждение о возникновения пожара, персонал ЦЩУ в 10.00 вызвал пожарную часть (ВПЧ-12) и попытался дистанционно включить установку пенного пожаротушения, но задвижка на направлении Л 59 не открылась. Посланный начальником смены станции (НС АЭС) дежурный электромонтер открыл задвижку вручную, проник в кабельный тоннель и, по его словам, убедился в наличии пены, однако, по приборам срабатывания установки пенного пожаротушения зафиксировано не было. По другим данным, задвижки на направлениях № 59,60 не открылись из-за того, что их тумблеры стояли в положении “Ручное управление”. Когда ошибка была замечена, тумблеры были переведены на автоматический режим, задвижки открылись, но пена из пеногенераторов практически не поступала.
В 10.00 на БШУ-Г была зафиксирована кратковременная (около 1 с) сильная посадка напряжения освещения. Одновременно появился сигнал потери электропитания ГЦН-5. Изменений параметров блока при этом не было обнаружено.В это же время в машинном зале был замечен дым в районе маслонасосов ПЭН (отметка -3.6 м). Задымленность быстро увеличивалась.
В 10.02 (по другим данным в 10.05) по факту отключения ГЦН-3 сработала АЗ-З. Через 10-15 с при мощности реактора 80-85% номинальной сработала АЗ-1 с сигнализацией нескольких первопричин, в частности, по потере питания СУЗ. Все кассеты АРК опустились на нижние концевые выключатели.
После срабатывания АЗ-1 в течение 30 с хаотично отключились остальные пять ГЦН, через 10-15 с оперативным персоналом ТЦ были закрыты СК обеих турбин, произошло отключение ПЭН-2-5-4, подпиточных насосов (ПН-1-5-4) и насосов аварийного ввода бора (АПН-1-5-5).
В 10.05 из-за отключения маслонасосов системы смазки была дана команда на срыв вакуума в конденсаторах турбин открытием задвижек вручную. Одновременно со срывом вакуума персонал ТЦ закрывал вручную задвижки на подаче пара на эжекторы и уплотнения, С БЩУ задвижки не управлялись.
В 10.06 отключился резервный трансформатор №1. Погасло освещение (рабочее и аварийное), прекратилась телефонная связь, отключилась часть приборов и сигнализации на БЩУ и ЦЩУ. С этого момента на блоке было потеряно питание СН 6 кв и 0.4 кВ кроме сборок надежного питания 0.4 кВ, запитанных от обратимых мотор-генераторов.
В 10.07 НС АЭС дистанционно отключил масляный выключатель генератора Г-1, отсоединив генератор от сети, а Г-2 отключился по блокировке. В 10.08 прошел разворот дизель-генераторов ДГ-2, ДГ-3 (ДГ-1 находился в ремонте), но к секциям 6 кВ ДГ не подключились. Впоследствии (10.13-10.17) было выяснено, что ДГ-2 отключился защитой и с местного щита управления, несмотря на неоднократные попытки, не запускался, а ДГ-3 был отключен из-за к.з. на выводах генератора. Персоналом в дальнейшем предпринимались попытки подачи напряжения на шины СН 6 кв со второго резервного трансформатора, и на короткое время удалось запитать по одному АПН и насосу технической воды.
В 10.12 произошло отделение объединенной энергосистемы (ОЭС) Закавказья от единой энергосистемы из-за потери мощности АЭС.
В 10.15 персонал ВПЧ-12 приступил к тушению пожара в кабельных помещениях. Продолжались попытки включения в работу установки пенного пожаротушения. По информации персонала электроцеха насосы установки включались без подачи пены из-за наличия в них воздуха. После манипуляций по удалению воздуха насосы перестали запускаться из-за потери электропитания.
К моменту начала тушения пожара часть контрольных и силовых кабелей были повреждены, что привело к многочисленным нарушениям в работе систем энергоблока. Полностью исчезла телефонная связь между объектами станции и внешняя связь. Исчезло питание щита радиационного контроля.
После потери подпитки и аварийной подпитки 1-го контура для поддержания параметров 2-го и 1-го контуров были закрыты продувки из ПГ-1?6 и арматура на линиях возможной потери воды 1-го контура.
В период 10.17-10.25 персонал ЭЦ выполнял срочные операции по вытеснению водорода из ТГ-1 и ТГ-2 азотом. По невыясненным причинам вентиль на линии подачи азота в машзал был закрыт, и персонал несколько минут не мог понять, почему нет давления в азотной линии. Персонал нервничал, два человека, передоверяя друг другу, некачественно провели операции по вытеснению, в результате чего в генераторах осталось около 20% водорода.
По команде НС ТЦ были отключены все потребители технической воды, кроме аппаратного отделения. Возрастала задымленность машзала. Давление во 2-м контуре и температура в 1-м контуре поддерживались путем сброса пара из ПГ в атмосферу ручным “подрывом” БРУ-А № 1,2.
В 10.30 самопроизвольно включился ПЭН-1 без включения маслонасоса смазки, с местного щита и кнопкой не отключался и был аварийно отключен персоналом ЭЦ приблизительно через 3 минуты. По другим данным этот насос до 12.00 включался самопроизвольно трижды.
В 11.05 из кабельного полуэтажа под БШУ-1 начал поступать дым на БЩУ-1. Оперативному персоналу были выданы противогазы.
В 11.28 сработали ПК ПГ-3 и, по некоторым данным, только с этого момента поддержание давления осуществлялось изменением степени открытия БРУ-А.
В 11.30 пропало питание на приборах контроля параметров 1-го и 2-го контуров. Пропала связь через громкоговорящую сеть, т.е. связь БЩУ с ЦШУ и машзалом полностью перестала функционировать, и информация в дальнейшем передавалась только с помощью посыльных. В 11.42 была установлена временная кабельная связь с ЦЩУ.
В 11.45 пропало питание на системе контроля мощности реактора по нейтронному потоку. К этому времени ТГ-1 и ТГ-2 остановились. Выбег ТГ прошел нормально с обеспечением подшипников маслом, что было видно по смотровым стеклам сливных маслопроводов. После вытеснения водорода из генераторов аварийные маслонасосы уплотнений были отключены, и персонал смены ТЦ ждал возможности включить маслонасосы, валоповоротные устройства и конденсатные насосы (КЭН) для нормального расхолаживания роторов турбин. В это же время из-за продолжающегося пожара исчезло напряжение со сборки надежного питания 0.4 кВ и произошло к.з. на щите постоянного тока.
К 12.00 оказались обесточенными РЦ обоих энергоблоков, исчезла сигнализация на БШУ-1, отключилось освещение на блоке №2. Связь поддерживалась лишь по временному телефонному кабелю на БШУ-1 в условиях дыма и темноты. По 1-му контуру контролировалось только давление с помощью трех манометров в помещениях А-004/2. В 12.05 ТГ-1 вышел на обороты около 1000 об/мин. Вращение ротора сопровождалось сильной вибрацией, из подшипников №7,8 шел дым, а в 12.10 было зафиксировано непредвиденное включение генераторов ТГ-1 и ТГ-2 в сеть.
На ТГ-2 произошло к.з. на выводах генератора и закрытых токопроводах в районе заземляющих ножей. К.з. сопровождалось взрывом водорода и выбросом пламени, возник пожар в районе главного маслобака (ГМБ) ТГ-2. В это же время произошло к.з. и пожар на выводах 15.75 кВ отпаечного трансформатора СН (22Т).
В период 12.11-12.13 обесточился второй резервный трансформатор, и станция полностью потеряла питание СН. В это же время произошли посадка напряжения в ОЭС Закавказья и отключение ряда высоковольтных линий из-за несанкционированного подключения генераторов АЭС к сети.
В 12.16 взорвался и начал гореть маслобак трансформатора 22 Т на пристанционном узле электротехнических устройств (ЭУ).
В 12.20 была дана команда на подачу азота с азотно-кислородной станции на горящий ТГ-2, персонал пытался тушить ГМБ, но давления пены не было. К тушению пожара на 22 Т, Г-2, ГМБ были подключены пожарные.
В 12.30 были начаты работы по прокладке временных кабелей для запитки важнейших потребителей СН от ДГ-2 и распределительных устройств СН блока- №2.
В 12.45 создалось состояние полной потери контроля за реактором и полное задымление БШУ-1, где можно было находиться только в противогазах.
В 13.00 на расхолаживание 1-го контура был включен АПН-1, 3&питанный напрямую от ДГ-4 по временному кабелю. Дренирование контура производилось в бак Б-8/1, а давление поддерживалось по показаниям манометров. В период 13.00-17.00 персонал поднимался периодически в противогазах на отметку +14.00 для подрыва БРУ-А.
В 13.20 силами пожарных пожар был потушен на 22Т, Г-2, ГМБ и отметке 0.00 машзала, а в 16.30 были ликвидированы все очаги горения.
В 14.00 для доступа пожарных к месту горения кабелей в нескольких местах были пробиты стены кабельного полуэтажа на отметке +5.40 под БЩУ-1. В 15.30 (по другим данным – в 15.13) был запитан по временной схеме АПН-4, и начата подпитка 1-го контура борным раствором.
В 17.00 по временному кабелю с блока №2 было подано питание на панель БШУ-1 с приборами контроля параметров 1-го контура. При этом все показания приборов при их подключении были явно недостоверными. В это же время (по другим данным – в 17.30) был включен запитанный по временной схеме аварийный питательный насос.
В 17.10 был восстановлен контроль за уровнем воды в ПГ (по другим данным, уровнемеры были запитаны в 17.50), вручную открыты вентили, и из деаэратора подпитаны ПГ-3 и ПГ-6.
В 20.40 был восстановлен контроль за нейтронным потоком в реакторе блока №1.
С начала пожара до 19.00 БЩУ-1, машзал, щиты СУЗ, “Д” были сильно задымлены. На БЩУ-1 видимость временами была 1.5?2.0 м. Противогазы не всегда помогали, т.к. не всем подходили по размеру. Оперативному персоналу РЦ, ТЦ, ЦТАИ приходилось выходить с БЩУ-1 и, подышав свежим воздухом, возвращаться.
События на блоке № 2
Блок находился в плановом ремонте в режиме водо-водяного расхолаживания. Остаточное энерговыделение снималось с помощью естественной циркуляции в петлях №3 и №6 при работе насоса расхолаживания (НР-2). Все парогенераторы были полными, кроме ПГ-4 (Hпг-Г.9 м). Средняя температура в 1-м контуре (t1) была 49°С при разности температур в петлях ?tn- 15°С.
В 10.05 по команде НС РЦ с БЩУ-2 на блок №1 перешли старший оператор реакторного отделения (СОРО-2) и СИУБ. На месте СОРО-2 остался старший инженер-механик (СИМ). Указанием НС ТЦ примерно в это же время с БЩУ-2 был отозван машинист турбины (МБЩУ-2), вместо которого остался мастер обходчик турбинного оборудования (МОТО-2).
В 10.11 начала падать ?tn петель №3 и №6 и расти t1, отключился НР, давление технической воды на нитках входа в машзал упало до нуля. СИУР дал команду СИМу проверить на закрытие и обжать все дренажи.
В 10.30, когда ?tn упало до 10°С, СИУР подключил к естественной циркуляции (ЕЦ) петлю. Уровень в КД стал резко падать. СИУР закрыл обе главные запорные задвижки (ГЗЗ) пятой петли и вывел ее из ЕЦ, но t1 продолжала расти. СИМ с ситуацией не справлялся, НС АЭС было сообщено о срыве ЕЦ на блоке №2. Туда вернулся СИУБ. Было выяснено, что пятая петля была неполной, и ее подключение привело к снижению уровня в КД и срыву циркуляции. Закрытие ГЗЗ пятой петли ситуацию не улучшило, и уровень в КД продолжал снижаться.
Около 11.00 при попытке обжать ГЗЗ горячей нитки пятой петли вручную выяснилось, что вылетела шпонка между маховиком и редуктором, из-за чего маховик крутился вхолостую. Ремонтники поставили шпонку и обжали ГЗЗ.
В 14.48 НС АЭС дал команду готовить систему аварийного расхолаживания через аварийный конденсатор (АК-1) для снятия остаточных тепловыделений с реактора блока №2.
Около 11.50 была-ЕЦ по петлям Л 3 и 6.
Около 12.00 на блоке отключилось освещение.
В 12.10 на щите ЭУ БШУ-2 пропало напряжение, но осталась сигнализация и работал “щелкун”. Температура t1 начала расти, ?tn- -9°С. Был слышен взрыв в районе ТГ-2.
В 15.00 при t1 =75° С СИУР дал команду подготовить охлаждение 1-го контура по схеме: главный паровой коллектор (ГПК) – аварийный конденсатор (АК) – аварийный конденсатный насос (АКН) – ПГ-3.
В 15.20 технологическая схема ГПК-АК-АКН-ПГ-3 была готова, но напряжения на секциях для работы АКН нет. Температура 1-го контура продолжала расти.
В 16.00 t1 = 86°С. Было подано напряжение на АКН-1, и он включился в работу. По другим данным это произошло в 17.20.
В 16.50 (по другим данным – в 17.00) t1- 84°С, ?tn- 2°С. Было подано напряжение на НР-2, он включился в работу, и началось нормальное расхолаживание блока.
Последствия аварии
Осмотр кабеля присоединения НТВ-4, к.з. в котором вызвало пожар, показал, что он имеет повреждения в 9 местах с разрывом алюминиевой оболочки и раздвижкой жил. На трассе протяженностью более 20 м под воздействием пожара пришли в негодность все силовые и контрольные кабели. Сгорело или частично повреждено основное и вспомогательное оборудование машзала: генераторы, турбины, насосы, трансформатор.
Возникли серьезные проблемы с поддержанием и контролем режима расхолаживания реактора блока №1, а также трудности и с сохранением нормального расхолаживания реактора блока №2.
Параметры 1-го контура на блоке №1 (температура, концентрация борной кислоты, давление) и давление во 2-м контуре после останова реактора изменялись 15.10.82 г. как указано ниже в таблице.
Начиная с 20.00 15 октября, увеличением открытия БРУ-А было начато относительно контролируемое расхолаживание 1-го контура. Давление в 1-м контуре в этот день не опускалось ниже 100 кГс/см2. Процесс расхолаживания 1-го контура приостанавливался несколько раз для снижения разности температур между КД и горячими нитками петель. Это производилось путем сброса пара из КД в барботажный бак (ББ) и подключения промконтура на ББ. Восстановление контроля параметров при расхолаживании производилось по мере подачи напряжения на приборы. В частности, в 20.40 15 октября был восстановлен контроль нейтронного потока, а в 11.00 17 октября были введены в работу 6 каналов диапазона источника.
Анализ режима аварийного останова и расхолаживания РУ дает основание считать, что повреждения твэлов в активной зоне не произошло. С 16 октября был организован ежесуточный контроль ТН 1-го контура блока №1 на содержание радионуклидов йода. С целью определения состояния активной зоны 19 октября был выполнен радиохимический анализ по долгоживущим радионуклидам (Ba-140, Cs-134, La-140, Cb-137, Ce-141, Ce-144), Причем отбор проб производился из корпуса реактора. Эти радиохимические анализы активности ТН также показали отсутствие повреждений твэлов.
Как уже отмечалось, в 10.15 15 октября исчезло питание щита радиационного контроля. С этого момента (по другим данным – с 12.03) контроль радиационной обстановки в зоне строгого режима производился с помощью переносных приборов (РУП-1, КРБГ, РВ-4). В связи с отключением технологического оборудования организованный выброс в венттрубу отсутствовал. Отсос воздуха из помещений строгого режима осуществлялся за счет ЕЦ. Удельная активность воздуха в помещениях была (5+6).10-10 Км/л. В процессе развития аварии были отмечены отклонения радиационной обстановки в ряде помещений и кабельных тоннелей на минусовых отметках блока №1. Отклонения были связаны с переполнением бака трапных вод и бака организованных протечек.
После ликвидации пожара в период расхолаживания с помощью переносных приборов силами лаборатории внешней дозиметрии и лаборатории промсанитарии медсанчасти была проведена проверка радиационной обстановки. Было установлено, что в помещениях, зоны строгого режима и на территории АЭС гамма-фон практически не изменился по сравнению с доаварийным уровнем.
Причины возникновения и развития аварии
Причиной возникновения аварии явилось к.з. в клеммной коробке электродвигателя НТВ-4. Виновником возникновения аварии признан персонал ЭЦ, который не обеспечил должное крепление кабеля 6 кВ и уплотнение клеммной коробки.
Комиссия по расследованию аварии установила шесть причин ее неблагоприятного развития:
– отказ в отключении к.з. выключателем ячейки 27 КРУ собственных нужд;
– длительное протекание тока к.з. по кабелю 6 кВ, что привело к недопустимому его нагреву, повреждению и загоранию;
– задержка включения штатной системы пенного пожаротушения кабельных помещений;
– распространение пожара от очага загорания на другие кабельные помещения и вертикальную шахту;
– включение остановленных ТГ-1,2 в сеть и длительное протекание сверхтоков, приведшее к повреждению генераторов;
– наличие водорода в генераторе ТГ-2, вызвавшее взрыв, который привел к повреждению выводов блочного трансформатора СН.
Виновников “первой причины” установить не удалось из-за полного выгорания соответствующей ячейки СН. “Вторая причина” явилась следствием выбора персоналом ЭЦ необоснованно завышенной уставки по времени срабатывания устройств релейной защиты СН 6 кв. Руководящий персонал АЭС явился виновником “третьей причины”, поскольку допустил недостаточно квалифицированное обслуживание системы пенного пожаротушения. “Четвертая причина” оказалась следствием применения на АЭС горючих кабелей, что для того времени (1982 г) было общепринятым. В таких ситуациях говорят, что “прямых виновников нет”. Виновники “пятой причины” не установлены. И, наконец, “шестую причину” обусловили действия персонала по вытеснению водорода и последующему контролю состава газа в корпусе генератора с нарушением последовательности операций.
Этот краткий перечень виновников дает основание отметить, что главной причиной возникновения и развития аварии явилась преступная халатность и низкая квалификация части работников АЭС.
