Возобновление охлаждения реактора

Реакторная установка находилась в состоянии, которое не было учтено при её создании. В распоряжении персонала не было инструментов, позволявших контролировать и ликвидировать подобные аварии. Все последующие действия эксплуатирующей организации носили импровизационный характер и не были основаны на заранее просчитанных сценариях.

Безуспешность попыток запуска главных циркуляционных насосов привела к пониманию того, что в первом контуре имелись области, занятые паром, однако в конструкции реакторной установки не существовало устройств для дистанционного выпуска этих парогазовых пробок. Исходя из этого, было принято решение поднять давление в первом контуре до 14,5 МПа для того чтобы сконденсировать имеющийся пар. Если бы эта стратегия принесла успех, то, по мнению эксплуатирующего персонала, контур оказался бы заполнен водой и в нём бы установилась естественная циркуляция теплоносителя. Из внимания был упущен тот факт, что в реакторной установке находился перегретый пар с температурой около 370°C и для его конденсации потребовалось бы давление 20 МПа, что превышало допустимое давление для оборудования. Кроме того, в контуре имелось большое количество неконденсирующихся газов, прежде всего, водорода.

С 09:18:37 (+05:18:00) до 09:43:43 (+05:43:06) давление в установке было поднято с 8,6 до 14,8 МПа и затем поддерживалось в течение двух часов на этом уровне путем циклического открытия и закрытия отсечного клапана и сброса паро-водяной смеси в объём герметичной оболочки. Отсутствие признаков эффективного теплоотвода через парогенераторы вынудило персонал отказаться от данной стратегии. С другой стороны, работа насосов системы аварийного охлаждения позволила к 11:00 частично заполнить первый контур до уровня выше активной зоны. Теоретически, запуск в это время главных циркуляционных насосов мог иметь успех, так как в контуре уже имелся значительный запас теплоносителя, но персонал находился под впечатлением предыдущих неудачных запусков и новой попытки предпринято не было.

Единственным эффективным способом охлаждения активной зоны в это время являлась подача холодной борированной воды насосами аварийного охлаждения в реактор и сброс нагретого теплоносителя через отсечной клапан компенсатора давления. Однако такой способ не мог применяться постоянно. Запас борированной воды был ограничен, а частое использование отсечного клапана грозило его поломкой. Дополнительно ко всему, среди персонала уже не было уверенности в полном заполнении активной зоны водой. Все это подталкивало эксплуатирующую организацию к поиску альтернативных методов охлаждения реактора.

К 11:00 была предложена новая стратегия: снизить давление в реакторной установке до минимально возможного. Ожидалось, что, во-первых, при давлении ниже 4,2 МПа вода из специальных гидроёмкостей поступит в реактор и зальёт активную зону, во-вторых, возможно будет включить в работу систему планового расхолаживания реактора, которая работает при давлениях около 2 МПа, и обеспечить этим стабильный теплоотвод от первого контура через её теплообменники.

В 11:39:31 (+07:38:54) отсечной клапан был открыт, и к 13:10:37 (+09:10:00) давление в первом контуре удалось снизить до 3 МПа. При этом из гидроёмкостей в реактор поступило всего 2,8 м³ воды, что составляет менее 5% от её запаса в гидроёмкостях и эквивалентно лишь объёму, перекачиваемому одним насосом аварийного охлаждения за 1,5 минуты. Тем не менее, персонал принял это за свидетельство того, что реактор полностью заполнен водой. Хотя фактически из гидроёмкостей был вытеснен лишь объём воды, достаточный для того, чтобы давление в гидроёмкостях сравнялось с давлением в реакторе. Для вытеснения значительного объёма воды из гидроёмкости потребовалось бы снизить давление в первом контуре примерно до 1 МПа.

Пытаясь достигнуть своей второй цели (включения системы планового расхолаживания), персонал продолжил попытки снижать давление, однако снизить его ниже 3 МПа не удалось. По видимому, это было вызвано тем, что в это время в активной зоне шло кипение теплоносителя, образование пара и, возможно, водорода. За счет этих процессов давление в первом контуре держалось около 3 МПа даже при непрерывном сбросе среды. В любом случае поставленная цель была принципиально ошибочной, так как система планового расхолаживания не предназначена для работы с первым контуром, лишь частично заполненным жидкостью.

Положительным следствием принятой стратегии явилось то, что большой объём неконденсирующихся газов, прежде всего водорода, был удалён из первого контура в атмосферу защитной оболочки. Таким образом, содержание газов в пределах реакторной установки было существенно уменьшено, хотя для этого и не требовалось поддерживать низкое давление так долго. С другой стороны, возможно, в это время имело место повторное осушение части активной зоны, подача охлаждающей воды в реактор была снижена и в целом реакторная установка была близка к состоянию, которое существовало перед закрытием отсечного клапана в 06:22.

Учитывая безуспешность попыток снизить давление в первом контуре до 2 МПа и риск осушения активной зоны, было принято решение вернуться к стратегии восстановления принудительной циркуляции в первом контуре, как к хорошо известному для персонала способу охлаждения реактора. В 17:23:41 (+13:23:04) был запущен дополнительный насос аварийного охлаждения и к 18:56:12 (+14:55:35) давление в реакторной установке достигло 15,6 МПа. В 19:33:19 (+15:32:42) был кратковременно запущен ГЦН-1А, и так как результаты его пробного пуска выглядели весьма обнадёживающе, насос был окончательно включен в 19:50:13 (+15:49:36). Успех в возобновлении принудительной циркуляции теплоносителя был обусловлен тем, что контур уже был достаточно заполнен водой, а газовые пробки были существенно уменьшены при предыдущей попытке снизить давление. Стабильное охлаждение активной зоны было наконец-то восстановлено.

Остаточное энерговыделение в топливе постепенно снижалось, и 27 апреля единственный работающий главный циркуляционный насос был остановлен, после чего в первом контуре установилась естественная циркуляция. К этому времени тепло, производимое работой насоса, в два раза превышало энерговыделение в активной зоне. Уже к вечеру 27 апреля теплоноситель остыл настолько, что было достигнуто состояние «холодного останова» реактора. Только к ноябрю 1980 года тепловыделение в активной зоне упало до столь незначительных величин (порядка 95кВт), что позволило отказаться от использования парогенераторов. В январе 1981 года реакторная установка была изолирована от второго контура и охлаждалась исключительно за счет передачи тепла от поверхности оборудования к атмосфере герметичной оболочки.