Техническое описание происшествия на К-431.

Вот так эта авария изучалась на флоте (дабы не повторять ее). И это описаны РЕАЛЬНЫЕ события.
Авария на пла К-431 (1985 г.)
10 августа 1985 г. на пла К-431 пр. 675 ТОФ при перезарядке активной зоны кормового ядерного реактора (правого борта) в реакторном отсеке произошел тепловой взрыв, в результате которого погибли 10 человек.
Обстоятельства аварии
15 марта 1985 г. для производства перезарядки активных зон реакторов плаК-431 проекта 675 была размещена на судоремонтном заводе. На корабле произведены демонтажные работы корпусных конструкций для возможности проведения перезарядки.
Демонтаж съемного листа прочного корпуса обеспечивает возможность работы внешних грузоподъемных устройств при перезарядке ядерных реакторов.
Демонтаж вертикальной переборки обеспечивает установку устройства фиксации привода компенсирующей решетки.
В середине июля 1985 г. на корабле завершены работы по загрузке свежих активных зон в реакторы обоих бортов. Выгрузка отработавших и загрузка свежих активных зон осуществлялась при осушенном реакторе. После загрузки свежих активных зон произведен демонтаж оборудования, обеспечивающего перезарядку реакторов и частичный монтаж корпусных конструкций.
20 июля 1985 года проведены гидравлические испытания системы 1 контура реактора правого борта давлением 250 кг/см2.
Примечание.
Гидравлические испытания – испытания пароводяной арматуры, трубопроводов, емкостей, оборудования или отдельных его частей путем наполнения их жидкостью (водой) с последующим созданием пробного давления, превышающего рабочее.
В процессе контроля за давлением в системе 1 контура было выявлено его снижение и истечение (распыл) среды первого контура в районе узла крепления «крышка - корпус» реактора.
Для визуального определения причины неплотности было принято решение о демонтаже нажимного фланца. После снятия давления с системы 1 контура произведен демонтаж нажимного фланца. В процессе осмотра узла уплотнения «корпус -крышка» реактора без нажимного фланца обнаружен сварочный электрод, вдавленный в уплотнительную прокладку, конец которого длиной 3-4 см загнут на корпус реактора.
Руководителем перезарядки без доклада вышестоящему командованию было принято решение об извлечении электрода, уплотнительной прокладки и подъеме крышки реактора без его осушения. Подъем крышки реактора планировался для осмотра ее посадочного места.
Подъем крышки реактора был назначен на субботу 10 августа 1985 г. Для оформления разрешения на подъем крышки реактора и контроля его состояния были вызваны старший руководитель физических измерений и вахтенный контролирующий физик. В ночь с 9 на 10 августа 1985 г. были демонтированы и выгружены штатные гильзы приводов СУЗ. На их место в активную зону загружены нештатные поглотители нейтронов.
Вследствие восстановления переборки аппаратной выгородки одну из стоек устройства фиксации установить строго вертикально не удалось. Из-за этого оказалось невозможным крепление между собой балки и стойки устройства фиксации штатным металлическим «пальцем», изменилась конфигурация посадочного места для «пальца».
Штатный металлический «палец» в узле крепления был заменен металлическим тросиком.
Траверса, с помощью которой должен был осуществляться подъем крышки реактора, оказалась на складе в разобранном виде. Для ускорения процесса подъема крышки реактора было принято решение о ее подъеме стальными стропами.
При подготовке к подъему крышки реактора были допущены следующие несоответствия технологическому регламенту:
1. Реактор заполнен водой - средой, которая является замедлителем и способствует образованию тепловых нейтронов (с 1965 г. перезарядка реакторов осуществляется только при осушенных реакторах).
2. Крепление металлическим тросиком балки и стойки устройства фиксации между собой, что допускало их перемещение относительно друг друга.
3. Использование для подъема крышки реактора строп вместо траверсы, что позволяло крышке реактора в процессе подъема перемещаться в различных плоскостях.
4. Письменное разрешение на дальнейшее производство работ не давалось.
В период с 10 ч 30 мин до 10 ч 50 мин был произведен подрыв крышки реактора на высоту 55 мм. Крышка реактора зафиксирована на стопорах. После подрыва крышки ЯР было принято окончательное решение на ее подъем с помощью строп.
В 11 часов 00 минут начат подъем крышки ЯР стропами. Предположительно, в первоначальный момент подъема крышки произошло заклинивание штока привода КР в ней.
Сформировалась механическая система «стропы - крышка ЯР – КР – упор вытеснитель – балка устройства фиксации – металлический тросик – стойка устройства фиксации – корпус ЯР – корпус ПЛ». Таким образом усилие, прикладываемое подъемным краном, было направлено на подъем корабля.
При перемещении крышки ЯР на высоту около 150 мм тросик не выдержал и произошел его разрыв. После разрыва тросика, произошло скачкообразное перемещение КР вверх за счет силы упругости троса подъемного крана (сжатия стальных тросов, строп). Скачкообразное перемещение КР привело к скачкообразному введению реактивности, разгону реактора на мгновенных нейтронах и привело к первому тепловому взрыву.
Первый тепловой взрыв явился следствием кратковременного (порядка 0,6 сек) развития и последующего глушения неуправляемой ЦЯРД за счет изменения свойств замедляющей среды. Скачкообразное введение реактивности привело к выделению большого количества энергии и, соответственно, увеличение температуры материалов ядерного реактора, что вызвало практически мгновенное вскипание теплоносителя и изменение его фазового состояния - вода превратилась в пар. В свою очередь увеличение температуры материалов ЯР вызвало уменьшение σf U235, т.е. уменьшение вероятности деления ядер U235 нейтронами. Ухудшились замедляющие свойства размножающей среды (замедляющие свойства пароводяной смеси примерно в 20 раз хуже, чем замедляющие свойства воды), что привело к резкому сокращению количества тепловых нейтронов в активной зоне реактора. ЦЯРД прекратилась.
Первый тепловой взрыв в первоначальный момент привел к выплескиванию теплоносителя из корпуса реактора и увеличению давления в элементах 1 контура, несообщенных с атмосферой. После выплескивания теплоносителя в виде паровоздушной смеси и снижения давления в нем, из системы 1 контура в ЯР стала поступать вода (замедлитель нейтронов), охлаждая материалы активной зоны. Предположительно, за счет собственного веса (5 тонн), крышка, растягивая трос и стропы, опустилась на свое штатное место и за счет сил упругости тросов снова поднялась. При этом КР, сцепленная с крышкой ЯР, поднялась выше критического положения. Повторно возникла неуправляемая ЦЯРД – последовал второй тепловой взрыв.
В результате теплового взрыва элементы выемной экранной сборки и активной зоны ЯР были разбросаны по территории завода. Элементы КР и топливной композиции, выброшенные при тепловом взрыве, впоследствии были обнаружены на корпусах соседних кораблей и на территории завода в радиусе 150 метров. Глушение реактора произошло вследствие полного разрушения активной зоны. Вследствие выброса из реактора раскаленной топливной композиции и элементов конструкции ЯР на корабле возник пожар, который был ликвидирован затоплением реакторного отсека.
Последствия аварии:
1. На корабле создалась опасная радиационная обстановка: в реакторном (6-м отсеке) – 170 Р/час, на кормовой переборке 5-го отсека – 80 Р/час, в 4 –м отсеке – 6 Р/час.
2. Радиоактивные вещества в виде газов и аэрозолей были разнесены ветром по территории завода сектором 45 0 на расстояние до 4 км.
3. В результате аварии погибли 10 человек из состава перегрузочной партии и личного состава корабля.
Факторы, способствовавшие развитию тяжелых последствий аварии
Технические:
1. Использование для подъема крышки ЯР тросов вместо штатной траверсы, приведшее к «заневоливанию» штока КР.
2. Нештатное (металлический тросик вместо металлического пальца) крепление балки и стойки устройства для фиксации КР внизу активной зоны при подъеме крышки ЯР.
Организационные:
1. Отсутствие на корабле штатных должностных лиц, отвечающих за организацию обеспечения ЯБ, подготовку, проведение и контроль выполнения ПЯОР.
2. Отсутствие со стороны должностных лиц, принимавших участие в перезарядке ЯР, анализа складывающейся обстановки и прогнозирования последствий принимаемых решений и действий.
3. Отсутствие пооперационного контроля выполняемых мероприятий при перегрузке а. з. ЯР.
4. Невыполнение требований инструкции по перезарядке реакторов руководителем перегрузки (отсутствие докладов о выполняемых действиях и принятие решений, не входящих в его компетенцию).
5. Отсутствие контроля должностными лицами действий подчиненных.
6. Отсутствие учета вносимого и выносимого оборудования (инструмента) в аппаратные выгородки.
7. Нарушение требований по планированию и проведению ПЯОР.
Принятые в дальнейшем меры по исключению подобных аварий:
Технические:
Принято решение об изменении конструкции штока КР.
Организационные:
1. Запрещено проведение ПЯОР в выходные и праздничные дни.
2. ПЯОР разрешено производить только после проверки готовности к их проведению представителями вышестоящих объединений.
3. Окончательный вывод о готовности корабля с ЯЭУ к проведению работ по перезарядке ЯР (по состоянию на момент подрыва и подъема крышки ЯР) производить представителями УГН за Я и РБ МО РФ с выдачей письменного разрешения на производство ПЯОР.
4. Руководителями перезарядки назначать приказом Командующего Флотом из числа лиц, прошедших соответствующую подготовку и сдавших установленные зачеты.
5. Ограничить допуск в реакторный отсек.
6. Во время перезарядки ЯР запретить проведение в аппаратных выгородках каких-либо работ, непосредственно не связанных с перезарядкой, в том числе и сварочных, до установки крышки ЯР и нажимного фланца.
7. Установить на пульте управления перезарядкой магнитофон для последующей проверки правильности подаваемых команд.
8. Допуск к работам лиц, участвующих в перезарядке ЯР, производить приказом Командующего Флотом после проверки знаний персонала комиссией, составленной из офицеров штаба и Технического Управления Флота.