Глава шестая
Ввод оборудования и сооружений АЭС в эксплуатацию после длительного простоя и хранения
6.1. Актуальность и содержание управления ресурсными характеристиками оборудования и сооружений после длительного простоя и хранения
Актуальность проблемы ввода энергоблока в эксплуатацию после длительного простоя и хранения оборудования возникла в связи с приостановкой строительства новых энергоблоков АС и остановкой действующих (Армянская АЭС) после Чернобыльских событий. В связи с прекращением строительства ряда энергоблоков АЭС в России и на Украине имеющееся оборудование этих блоков длительно простаивало либо хранилось на складах. За прошедшее время из числа этих энергоблоков были введены в эксплуатацию блок №1 Ростовской АЭС, блок №3 Калининской АЭС, а на Украине блок №2 Хмельницкой АЭС и блок №4 Ровенской АЭС. Возобновлены работы по достройке и вводу в эксплуатацию блока №2 Ростовской АЭС, блока №4 Калининской АЭС.
Впервые в полном объеме задача ввода энергоблока в эксплуатацию после длительного простоя и хранения оборудования была решена при вводе в эксплуатацию энергоблока № 1 Ростовской АЭС. Аналогичные работы были выполнены на энергоблоке №2 Ростовской АЭС и АЭС «Бушер» в Иране. Подобные задачи предстоит решать при вводе в эксплуатацию АЭС «Белене» в Болгарии, АЭС «Моховце» в Словакии, энергоблока №3 Хмельницкой АЭС. Частично эти задачи решались при вводе в эксплуатацию энергоблока №3 Калининской АЭС, энергоблока №2 Хмельницкой АЭС и энергоблока №4 Ровенской АЭС на Украине, а также повторном вводе в эксплуатацию энергоблока №2 Армянской АЭС.
Актуальность управления ресурсными характеристиками оборудования и сооружений АЭС определяется также и все более возрастающей потребностью в решении аналогичных проблем при продлении срока эксплуатации действующих энергоблоков.
Особенности ввода в эксплуатацию энергоблока, находившегося в режиме длительного простоя и хранения (консервации) оборудования и сооружений, в общем случае связаны с физическим и моральным старением оборудования и сооружений, введением новой нормативной базы, направленной на повышение безопасности ядерной энергетики, необходимостью дополнительного обоснования и оптимизации ресурса оборудования и сооружений, а также необходимостью анализа и использования опыта, полученного за прошедший период [68]. Эти особенности требуют проведения комплекса специальных дополнительных работ по управлению ресурсными характеристиками оборудования и сооружений, основной объем которых должен выполняться до начала ввода в эксплуатацию и включать следующее:
- анализ необходимых методов, средств и объемов контроля технического состояния элементов;
- визуальное и инструментальное обследование текущего технического состояния;
- сопоставительный анализ (анализ соответствия оборудования требованиям действующей нормативно-технической документации (НТД) и проекта достройки блока);
- разработку компенсирующих мероприятий по устранению несоответствий;
- выявление повреждающих факторов и механизмов старения (в том числе доминирующих), связанных как с длительным простоем и хранением, так и с возможной предшествующей эксплуатацией элемента;
- установление определяющих факторов технического состояния, установление критериев предельного состояния;
- разработку методик и оценку остаточного ресурса элементов оборудования и сооружений;
- определение необходимости и реализацию воздействия на физический ресурс;
- разработку и внедрение мер по оптимизации (смягчению) условий последующей эксплуатации и ужесточению эксплуатационного контроля.
Вышеуказанные работы проводятся, как правило, до начала ПНР. Их объектами являются как оборудование и сооружения в зоне монтажа, так и оборудование, находящееся на складах хранения. Конечной целью этих работ должно быть принятие решения о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации каждой, единицы оборудования и сооружений в составе систем энергоблока. Решение должно содержать обоснование возможности и условий дальнейшей эксплуатации, а также ресурсную характеристику элемента оборудования и сооружений.
Аналогичные работы проводятся при обосновании возможности й условий эксплуатации элементов энергоблоков в составе систем за пределами назначенного срока службы энергоблока АС (при продлении эксплуатации действующих энергоблоков) [69].
В соответствии с принятой в практике этих работ терминологией в дальнейшем комплекс работ по обследованию, оценке технического состояния, остаточного ресурса, восстановлению физического ресурса и доведению оборудования и сооружений до требований действующих норм и правил, а также по разработке и обоснованию решений о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации оборудования и сооружений будем называть обследованием оборудования и сооружений.
На рис. 6.1 приведен обобщенный алгоритм обследования и управления ресурсными характеристиками оборудования и сооружений после длительного простоя и хранения.
В соответствии с этим алгоритмом после визуального и инструментального обследования элементов оборудования и сооружений, сопоставительного анализа, разработки и выполнения компенсирующих мероприятий, а также оценки эксплуатационных воздействий (в случае имевшей место предшествующей эксплуатации) проводится оценка накопленных повреждений с анализом их причин и возможной опасности. Оценка остаточного ресурса на основе полученных данных на этой стадии производится для проектных условий эксплуатации.
Рис. 6.1. Обобщенный алгоритм обследования и управления ресурсными характеристиками оборудования и сооружений АЭС после длительного простоя и хранения
При отрицательных результатах оценки остаточного ресурса элемента оборудования или сооружений принимается решение о необходимости воздействия на физический ресурс элемента путем ремонта, модернизации (реконструкции), либо замени элемента конструкции на новый. При принятии решений с модернизации или реконструкции учитываются:
- результаты анализа соответствия оборудования и сооружений требованиям современной (вновь введенной) нормативной документации;
- результаты анализа информации о конструктивных усовершенствованиях, внедренных за прошедший период по аналогичному оборудованию;
- достаточность введенных компенсирующих мероприятий (см. § 6.3).
Ремонт обычно применяется для восстановления физического ресурса элемента оборудования, имеющего дефекты технологической природы (трещины, несплошности), коррозионные язвы. В этом случае ремонт выполняется с применением сварки, либо механической вышлифовкой дефекта.
Как один из видов ремонта можно рассматривать термическую обработку, которая применяется для восстановления механических свойств или уменьшения остаточных технологически: напряжений.
Модернизация (реконструкция) применяется для устранения недостатков конструирования, а также в случае морального старения оборудования и сооружений, и связана с изменением проектных характеристик конструкции, либо проектных условий эксплуатации путем внесения конструктивных изменений.
Замену поврежденного элемента конструкции на новый можно считать разновидностью ремонта, наиболее целесообразной при малой стоимости и простоте замены, например, при замене крепежа, прокладок, фланцевых и выемных деталей.
Выбор оптимальных вариантов воздействия на физический ресурс проводится путем последовательного применения критериев:
- технической эффективности;
- технологичности;
- экономической эффективности.
Для окончательной реализации выбираются варианты, прошедшие отбор по критериям в вышеуказанной последовательности.
Для оборудования и сооружений, подвергнутых вышеописанным процедурам, проводится анализ условий их эксплуатации, при котором определяется возможность оптимизации этих условий. Анализ проводится на основе имеющегося опыта эксплуатации и результатов экспериментальных исследований (в особенности натурных). Оптимизация условий эксплуатации на данном этапе может быть достигнута без внесения конструктивных изменений, но может потребовать проведения дополнительных испытаний и экспериментов для обоснования условий эксплуатации. Подробнее об оптимизации условий эксплуатации смотрите в других главах данной работы.
На следующем этапе производится уточненная по результатам вышеописанного комплекса работ оценка остаточного ресурса каждого элемента оборудования, на основе которой, с учетом необходимости и возможности ужесточения эксплуатационного контроля, принимается решение о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации этого элемента оборудования или сооружений в составе энергоблока.
Возможна ситуация, когда оборудование и сооружения, вводящиеся в эксплуатацию после длительного простоя и хранения, уже эксплуатировались в течение некоторого периода времени. Такая ситуация имела место при повторном вводе в эксплуатацию энергоблока №2 Армянской АЭС, который был остановлен, длительное время находился в состоянии консервации и затем вновь введен в эксплуатацию. В этом случае при оценке текущего технического состояния оборудования и сооружений должно учитываться их старение как при простое и хранении (консервации), так и при их предшествующей эксплуатации.
Таким образом, управление ресурсными характеристиками оборудования и сооружений после длительного простоя и хранения в общем случае включает обследование и работы по обоснованию и оптимизации условий эксплуатации и эксплуатационного контроля, направленные на оптимизацию ресурса оборудования и сооружений Работы по обоснованию и оптимизации условий эксплуатации выполняются на этапах ввода в эксплуатацию и являются важным дополнением работ по обследованию и существенной частью управления ресурсными характеристиками, задача которого состоит в обосновании надежности, ресурса и безопасности оборудования и сооружений на этапах подготовки к вводу и ввода в эксплуатацию.
