Выбег это продолжение работы по инерции механизма или машины при мгновенном отключении внешнего источника энергии, обеспечивающего её нормальную работу. Понятие выбега относят главным образом к работе вращающихся механизмов (центробежные насосы, воздуходувки, роторы турбин и т.д.), и обычно выбег если используется, то только для целей диагностики состояния самого механизма, а не для совершения полезной работы. Но с другой стороны, если по условиям безопасности объекта, который обслуживается этим механизмом, не допускается ни малейшего прерывание его работы, тогда выбег может рассматриваться как свойство самозащищенности объекта на время, пока не восстановится прерванное энергоснабжение. Именно такой случай объекта представляет собой реактор атомной электростанции, в котором циркуляция теплоносителя, охлаждающего реактор, не должна прерываться ни на секунду. На АЭС с реакторами РБМК-1000 используется выбег главных циркуляционных насосов (ГЦН) как самозащита при внезапном исчезновении электропитания собственных нужд (СН). Пока не включится резервное питание, циркуляция может осуществляться за счет выбега. С этой целью для увеличения продолжительности выбега, на валу электродвигателя –привода ГЦН установлен маховик с достаточно большой маховой массой.

В 1976 г в связи с разработкой второй очереди реакторов РБМК-1000 и созданием дли их размещения вторых очередей Курской и Чернобыльской АЭС (а также строительством 1-й очереди Смоленской АЭС) возникла грандиозная идея использовать выбег как средство самозащиты от полной потери СН в значительно более широком плане, привлекая выбег ротора турбогенератора. Его масса и соответственно запас кинетической энергии вращения очень велики, и могут обеспечить работу электромеханического оборудования СН достаточно длительное время, пока не включатся дизель – генераторы (ДГ) и электроснабжение СН восстановится.
Идея блестящая, и она очень понравилась электротехнической научной общественности, которая тут же засела за разработку теории совместного выбега турбогенератора (ТГ) с электромеханическим оборудованием, получающим от него питание. Режим выбега ТГ на атомных электростанциях успел даже войти в очередное издание учебника для электротехнических ВУЗов по курсу "электрическая часть электростанций". [Эч]
Но идея эта блестящая только на первый взгляд. Выбег электрогенератора, это далеко не то же самое, что выбег электронасоса. Насос при выбеге просто продолжает свою механическую работу, за счет внутреннего запаса такой же механической энергии, электрический привод насоса на выбеге никак с этим не связан. На выбеге же турбогенератора механическая энергия ротора должна также как и при нормальной работе превращаться в электрическую (в этом смысл выбега ТГ), электрические процессы в генераторе тесно связаны с работой турбины и протекают совершенно по разному при нормальной работе и при выбеге. Кроме того, и это самое главное, смысл использования выбега как самозащиты состоит в том, что он возникает сам собой и не требует для своего поддержания никаких действий со стороны эксплуатационного персонала. Но это не так при выбеге турбогенератора. Во-первых, генератор входит в электрическую систему станции множеством электрических связей, обеспечивающих бесперебойность питания собственных нужд и автоматическую защиту, как самого генератора, так и внешних сетей, на которые он работает в нормальном режиме. Это требует соответствующих переключений в электрической схеме при организации выбега, что фактически сводит на нет эффект самозащищенности. Во-вторых выбег начинается тогда, когда перестает подаваться пар на турбину, а это с электрической схемой АЭС и СН если и связано, то слишком опосредовано.
Несмотря на все эти соображения, выбег ротора турбогенератора как мера гарантированно обеспечивающая принудительную циркуляцию в контуре охлаждения реактора, нужную для отвода остаточного энерговыделения, была предложена Главным конструктором реактора («О режиме выбега», письмо НИКИЭТ, исх. № 040-9253 от 24.11.76 г.). Удивительно, но выбег ротора турбогенератора как дополнительную меру безопасности признал также и Ген. проектировщик АЭС (Письмо института «Гидропроект» от 12.02.82, № 11, РЗ–70–1292).
Ну хорошо, а при какой же конкретно аварии должен автоматически (ведь это средство самозащиты) включаться режим выбега, и какие изменения должны быть внесены для этого в электрические схемы генератора и в схемы защитной автоматики генератора, турбины, блока и АЭС в целом. На второй вопрос так, до конца, никто и не ответил, поэтому рассмотрим только первый. Какое исчезновение (потерю) питания собственных нужд (СН) должен восполнить выбег турбогенератора? Несколько слов о том как в принципе обеспечивается надежность питания собственных нужд и вообще работы энергоблока.
Всё без исключения более или менее ответственное оборудование (кроме ядерного реактора) имеется как минимум в двух, а то и в пяти экземплярах (два в работе, два в резерве и один в ремонте). Турбогенераторов всего два, но если один из них выходит из строя, то энергоблок может продолжать работать на мощности не более 50%. Электроснабжение собственных нужд тоже секционировано (несколько рабочих секций и несколько резервных) и собрано в две группы, каждая из которых питается от своего генератора, но всё оборудование энергоблока так подключено к секциям СН, что потеря питания на половине оборудования не мешает продолжать работать нормально на половинной мощности всему энергоблоку. Каждая из двух независимых групп секций не отключаемым образом присоединена к источнику энергии, коим является одновременно и собственный генератор, и внешняя сеть (одна на всех), на которую он работает. Потеря питания СН возникает только в том случае, если отключаются одновременно и сеть, и собственный генератор. Но на этот случай есть резервное питание от второй внешней, независимой сети, которая всегда наготове, и любая секция СН при своем обесточении подключается к ней автоматически. Автоматика включения режима выбега вряд ли может сработать быстрее, чем автоматическое включение резерва (АВР). Так что, как замена существующего АВР выбег не нужен, но тогда для чего же он нужен?
Идеологи выбега ГК и ГП внятного прямого ответа на этот вопрос не дают. Но из того, что ими сказано и написано в проектной документации, можно сделать парадоксальный по своей абсурдности вывод. Режим выбега ТГ рассматривается идеологами как третий независимый источник энергии для надежного питания наряду с таким источником, как аккумуляторные батареи и дизель-генераторы. Хорош источник, время существования которого определяется запасом инерции ротора ТГ, надежность и стабильность – процессами в самом энергоблоке, и о независимости говорить не приходится. Однако, проясним ситуацию.
Общие принципы обеспечения безопасности АЭС требуют наличия трех независимых источников энергоснабжения для особо ответственного оборудования собственных нужд. К такому оборудованию в частности относятся аварийные насосы системы САОР, которые включаются в работу в случае МПА, и насосы аварийного охлаждения, работающие при авариях, не связанных с разрушением контура циркуляции. Независимым третьим источником энергоснабжения и в том и в другом случае являются дизель-генераторы и (для потребителей не допускащих никакого перерыва питания) аккумуляторные батареи. Включение этого источника требует запуска двигателя ДГ, который проходит ступенчато во времени, и для указанных насосов перерыв в питании составляет 20 – 25 сек. Если и в случае МПА, и в случае обесточивания СН по отдельности, это считается приемлемым, то почему не приемлемо, если эти два редкостных события (МПА и отсутствие возможности АВР в момент, когда оно действительно понадобилось) произошли одновременно?

Из сказанного уже ясно, что питание собственных нужд в режиме выбега турбогенератора, затея более чем сомнительная. Ну и как же отвечают на выше поставленные вопросы инициаторы внедрения режима выбега, и что было сделано в плане его реализации за шесть лет от высказывания идеи в 1976 г, до первого эксперимента на действующем энергоблоке в 1982 г.? А вот никак не отвечают. Во всяком случае, никаких следов их кипучей деятельности по обоснованию, разработке и внедрению такой системы безопасности, как «использование выбега ротора турбогенератора» нигде обнаружить не удается. Но в то же время выбег как якобы существующий режим работы оборудования энергоблока АЭС вошел в основополагающие проектные и эксплуатационные документы: 1) «Техническое обоснование безопасности» (ТОБ) 2-х очередей Курской и Чернобыльской АЭС и 1-й очереди Смоленской АЭС; 2) Типовой технологический регламент (ТР) по эксплуатации энергоблоков с реакторами РБМК; 3)Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ). Как такое возможно? Невозможно, но было. Выдвинув и застолбив «блестящую идею выбега», Главный конструктор реактора (ГК) и Генеральный проектировщик (ГП) на самом деле всерьёз никаким выбегом заниматься и не думали. Может быть ГК понял ошибочность первоначальной идеи, но отступать уже было поздно, как бы потом, отказавшись от дополнительной меры безопасности, не оказаться в случае чего крайним. Обратите внимание, как выбег ТГ представлен в регламенте. Он там упоминается только один раз, в главе 10 "Действия персонала при отклонениях параметров от нормальных".
"10.1 Во всех случаях отклонения параметров от нормальных, когда производится сброс мощности реактора ниже 700 МВт(т) (~22% Nном):
– немедленно разгрузить работающие ГЦН до расхода 6500 – 7000 м3/ч на каждом;
– без перерыва питания, при включенных выключателях генератора перевести питание собственных нужд останавливающихся турбогенераторов на пуско-резервный трансформатор (кроме случаев, когда используется выбег турбин)".
То есть режим выбега существует, но где-то там, вне зоны ответственности пишущих типовой регламент. Всё равно для каждого конкретного блока эксплуатирующая организация должна писать свой регламент, вот пусть она и дописывает про выбег все необходимые сведения. Положение ГП сложнее, он обязан рассказать что-нибудь содержательное о выбеге, ведь это как никак система безопасности. И он пишет в ТОБе:
"...При МПА, сопровождающейся обесточиванием собственных нужд блока, охлаждающая вода подаётся в аварийную половину ПН-ами, работающими за счет выбега турбогенератора...".
Кто посмеет сказать, что ГП не ответил на главный вопрос: когда и для чего используется выбег турбогенератора. Правда, ответ этот укладывается в одно слово – никогда. Но принципиальная такая возможность существует и следовательно выбег как бы нужен. Обратите внимание, как при этом ГП «отделяет мух от котлет», химеру выбега от реально существующих систем безопасности. К выбегу подключаются не аварийные питательные насосы (АПЭН), как это положено по алгоритму обесточения, а насосы ПН (питательные насосы нормальной эксплуатации), которые вообще не входят в перечень оборудования, требующего наличия трех независимых источников питания. Про сам выбег ГП не рассказывает, так как будто это находится и не в его зоне ответственности тоже. Тогда в чьей же?
В этой ситуации неопределенности и отфутболивания крайней оказывается эксплуатирующая организация ВПО «Союзатомэнерго», ведающая всеми атомными станциями, входящие в Единую энергосистему СССР, кроме Нововоронежской и Ленинградской АЭС. Само ВПО входило в состав Министерства энергетики и электрификации, занимавшегося в основном тепловыми и гидроэлектростанциями и сетями, не имевшего ни малейшего представления, и не желавшего ничего знать о специфике ядерной энергетики. ВПО «Союзатомэнерго» было в сущности инородным телом, насильно внедренным туда, когда могущественнейший Минсредмаш решил сбросить с себя ответственность за «мирный атом». Минэнерго первым уже в 1976 г откликнулось на призыв ГК использовать выбег турбогенератора, и вот что записали в готовившуюся тогда новую редакцию ПТЭ (13-я редакция, §33.3, изд. 1977 г.)
"На генераторах АЭС, где предусматривается использование кинетической энергии турбоагрегата в режиме аварийного выбега, автоматически выводится из работы устройство ограничения длительности форсировки и обеспечивается при необходимости предельное (потолочное) возбуждение генератора."
То есть иными словами, мы к выбегу готовы, а кто, для чего и как нам его сделает, значения не имеет.
У ВПО «Союзатомэнерго» теперь только два пути обычный и неразумный. Обычный путь, это изображать бурную деятельность, так чтобы никто потом, в случае чего, не мог вас обвинить в бездействии. Но на самом деле ничего не делать, и уж во всяком случае, подконтрольные вам АЭС ничем лишним и ненужным не загружать. Неразумный путь, это пытаться быть законопослушным и выполнять самому или с помощью подконтрольных АЭС чужую работу, т.е. находить подрядчиков (может быть у того же ГП), которые разрабатывали бы электрические схемы и технологию режима выбега, проводили бы нужные эксперименты, и потом согласовывать их готовые разработки с ГП и ГК. К сожалению ВПО «Союзатомэнерго» не нашло в себе силы пойти по первому пути, и вот что получилось.

авария на Чернобыльской АЭС