АО «НТЦД»

Центр диагностики
URL: http://diaprom.com/
E-mail:
Адрес: 109518, г. Москва, ул. Газгольдерная, д. 14, оф. 329
Телефон/Факс: (495) 690-9195

За безопасность АЭС!

За безопасность АЭС! Взгляд специалиста по технической диагностике на проблемы надежности атомной энергетики

Усанов А.И., г. Москва

Статья опубликована в журнале
«Экономика и ТЭК сегодня»

Прошедший год стал по-настоящему переломным в судьбах атомной отрасли. Ряд организационно-деятельностных семинаров в Колонтаеве сформулировал технологическое будущее отрасли. Разработана и принята правительством Федеральная целевая программа развития атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 гг. и на перспективу до 2015 г. Началась реализация проекта «АЭС-2006», предусматривающая серийное строительство энергоблоков АЭС с реакторной установкой ВВЭР повышенной мощности.

Не меньшее оживление в отрасли вызвали и планы нового руководства Росатома по резкому повышению экономической эффективности действующих АЭС как тому резерву, который позволит сохранить процент выработки электроэнергии на АЭС до 2010 г., когда начнется ввод в действие новых энергоблоков.

Полезный коэффициент

Идея существенного повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) весьма продуктивна, поскольку позволяет при минимальных капитальных вложениях существенно и оперативно увеличить выработку электроэнергии на действующих атомных станциях. Решение такой задачи может частично снять проблему, которая обозначилась еще несколько лет назад, – рост спроса на электроэнергию и спад располагаемых мощностей – и тут же была названа журналистами «крестом Чубайса».

Реализация идеи позволит смягчить такие труднорешаемые вопросы проекта АЭС-2006, как организация машиностроительного и строительно-монтажного комплексов. Действительно, ни на семинарах в Колонтаеве, ни при обсуждениях в отраслевой прессе эти вопросы не нашли конкретного решения.

С другой стороны, любой вариант существенного повышения КИУМ – повышение мощности энергоблоков, увеличение продолжительности эксплуатационных кампаний, изменение периодичности технических освидетельствований оборудования – будет означать изменение регламентов и условий безопасной эксплуатации, обоснованных проектом.

Это требует еще раз осмыслить вопросы соотношения экономической эффективности и безопасности АЭС.

АЭС 80-х на фоне разочарования

В последние годы сформировалось более взвешенное отношение к сочетанию безопасности и эффективности АЭС, которое можно сформулировать следующим образом: обеспечение максимальной эффективности установленных мощностей при условии обеспечения требуемого уровня безопасности энергоблоков.

Эти два, казалось бы, противоположных понятия (эффективность и безопасность) естественным образом уживаются в рамках концепции управления сроком службы энергоблоков. В наиболее общем случае под этим понимается:

  • обоснование возможности продления назначенного срока службы энергоблоков или изменение условий его эксплуатации;
  • своевременные ремонт, реконструкция, модернизация или замена оборудования и систем, если по показателям надежности и ресурса они могут лимитировать этап продленного срока службы;
  • поэтапный переход на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому техническому состоянию.

Ни одно из этих направлений не предусматривалось исходными проектами ныне действующих АЭС, поскольку тогда речь шла о техническом обслуживании оборудования строго по регламенту и о назначенном сроке службы АЭС, при достижении которого предполагалось прекращение эксплуатации энергоблока независимо от технического состояния оборудования. Соответственно в проект закладывались минимальные объемы эксплуатационного контроля целостности и долговечности оборудования.

Доверяй, но проверяй

Следует, правда, отметить, что наиболее прозорливые руководители отраслевых организаций осознавали недостаточность объемов эксплуатационного контроля оборудования и в те времена. Характерной в этом смысле представляется позиция генерального конструктора реакторных установок ВВЭР Василия Стекольникова, который еще в начале 80-х, при вводе в действие головных установок ВВЭР-1000, выставил требование экспериментального подтверждения проектных решений и ограничений.

Такое требование, реализуемое путем проведения специальных пусконаладочных измерений (СПНИ), не всеми понималось и разделялось, поскольку означало дополнительные предэксплуатационные испытания оборудования и мешало отчитаться о пуске очередного энергоблока к очередному съезду или другому историческому событию. Однако реализация такого требования означала подтверждение того, что оборудование по условиям изготовления, сборки и наладки готово к эксплуатации, а значимые технологические отклонения в этих условиях будут выявлены и устранены на начальном этапе эксплуатации. Другое дело, что после испытаний системы СПНИ демонтировались, а сформулированные по их результатам дополнительные требования и ограничения на условия промышленной эксплуатации оборудования размывались и забывались.

Сейчас такой недостаток может быть устранен путем применения промышленных систем оперативной диагностики, которые ориентированы на эксплуатационный контроль показателей целостности, прочности и теплотехнической надежности оборудования на всех этапах эксплуатации АЭС, включая этап пусконаладочных работ, а по номенклатуре контролируемых параметров и режимов поглощают возможности СПНИ.

Именно системы диагностики являются тем инструментом, который позволяет определить реальное техническое состояние оборудования, на основе чего могут быть оценены возможность и границы изменения условий его эксплуатации.

Резерв остается

К настоящему времени такие системы внедрены на ряде действующих АЭС и включены в проекты установок ВВЭР-1000, строящихся и вводимых в действие за рубежом. Имеется достаточно много примеров, когда применение систем диагностики позволило повысить эксплуатационную надежность оборудования.

В качестве только одного примера можно привести результаты применения системы виброшумовой диагностики (наиболее наукоемкой и ранее казавшейся маловостребованной) для повышения эксплуатационной надежности топливных сборок реакторов ВВЭР-440 первого поколения. Подключение к этим работам специалистов по диагностике позволило объективно оценить условия эксплуатационного нагружения топлива со стороны оборудования реакторной установки.

В результате на ряде АЭС с реакторами ВВЭР первого поколения был оптимизирован такой важнейший параметр, как расход теплоносителя через реактор. В ходе работ были также проанализированы конструктивные особенности применяемых топливных сборок с выдачей рекомендаций по повышению их виброустойчивости. Не менее важным является то обстоятельство, что положительные результаты применения систем эксплуатационного вибромониторинга привели поставщика топлива к выводу о необходимости «сквозного» контроля вибропрочности новых конструкций топливных сборок на этапах их разработки, испытаний и внедрения.

С другой стороны, до настоящего времени системы диагностики еще не стали общепринятым инструментом поддержания эксплуатационной безопасности оборудования АЭС, а зачастую продолжают оставаться резервом в решении этой задачи.

Тому имеется несколько причин.

Чтобы симптомы не переросли в болезнь

Одна из них – высокая наукоемкость систем диагностики, которые, в отличие от традиционных систем контроля и измерений, оценивают техническое состояние оборудования косвенным путем по параметрам отклика оборудования. Это требует развитого математического обеспечения систем с методиками и алгоритмами диагностирования.

В таких условиях персонал не каждой лаборатории технической диагностики АЭС по своему составу и квалификации способен обеспечивать эксплуатацию систем и выдачу полноценных заключений о состоянии оборудования. Выходом из данной ситуации является создание отраслевой системы диагностирования, которая объединяла бы персонал АЭС, экспертов специализированных диагностических предприятий и специалистов организаций – разработчиков оборудования. Это позволит проходить всю традиционную цепочку диагностирования: мониторинг оборудования – подтверждение проектных условий – выявление непроектных состояний – выявление причин непроектных состояний – рекомендации по их устранению – проверка эффективности реализованных мероприятий. Не исключено, что в рамках такой отраслевой системы должна быть оптимизирована организационная структура станционных служб, а специалисты диагностических предприятий должны взять на себя эксплуатацию наиболее наукоемких систем на условиях подряда.

Еще одна причина – определенное недопонимание роли и возможностейсистем диагностики со стороны руководства АЭС. В этой связи вспоминается беседа с главным инженером одной из российских АЭС, который пресек предложения о внедрении систем диагностики короткой фразой: «Я купил хороший проект, который должен отработать 30 лет без всякой диагностики. Пусть и работает». Фраза была произнесена так твердо и гордо, что только на лестнице (как это часто бывает) родилась мысль о том, что папа с мамой тоже стараются сделать хороший проект, однако при первых симптомах заболевания тянут дитя на диагностические обследования с тем, чтобы эти симптомы не переросли во что-то более серьезное.

Причиной неполной востребованности систем диагностики являются и неоптимальные технические решения в программно-технических комплексах диагностирования первого поколения. Они, как правило, реализовывались в виде обособленных стоек-шкафов, которые внедрялись на этапе промышленной эксплуатации энергоблоков и являлись дополнительными к проектным средствам АСУ ТП. Соответствующим было и отношение к таким дополнительным средствам.

В настоящее время системы диагностики изначально закладываются в новые проекты реакторных установок. Поэтому появляется возможность их максимальной интеграции в АСУ ТП, что позволит минимизировать объемы дополнительно поставляемого оборудования, а также приблизить программное обеспечение систем и условия их эксплуатации к привычной для персонала АЭС среде и тем самым повысить эффективность применения систем диагностики.

Этому способствует и конкретизация задач, решаемых системами диагностики. Только одна из них – старение оборудования и возникающая озабоченность персонала АЭС – уже во многом изменила отношение к данному направлению научно-технической поддержки эксплуатации.

Конечно, применение систем диагностики, как в свое время применение систем СПНИ, требует дополнительных усилий, времени и финансовых затрат. Однако все это окупается расширением информации об условиях эксплуатации и состояниях оборудования, а также возможностью своевременного выявления и устранения аномальных состояний, отрицательно влияющих на безопасность энергоблоков. Можно сказать и так, что диагностика является тормозом на пути нарушения условий и пределов безопасной эксплуатации АЭС. Имея в виду эту функцию систем диагностики, отношение диагностиков к сочетанию безопасности и эффективности АЭС можно выразить лозунгом «За максимальную экономическую эффективность АЭС, но с тормозами!».

наверх