Отделение управления ресурсом АЭС

ВНИИАЭС – научный руководитель эксплуатации атомных станций Концерна «Росэнергоатом». Следовательно, ту или иную проблему мы оцениваем на всех этапах жизненного цикла АЭС. ВНИИАЭС также является головной материаловедческой организацией атомной отрасли. Институт выдает рекомендации по выбору материалов, неразрушающему контролю, аттестации средств измерений для проведения контроля, обоснованию прочности проблемных узлов. 

Эти задачи отражены в работе отделения управления ресурсом АЭС. 

Ключевое слово в названии нашего отделения «ресурс». Управление им в первую очередь направлено на обеспечение длительной и безопасной эксплуатации, повышение эффективности действующих и вновь проектируемых энергоблоков АЭС. В настоящее время вопросы определения технического состояния и обоснования остаточного ресурса имеют особенную актуальность в связи с работами по продлению сроков эксплуатации энергоблоков, которые активно проводятся в нашей стране и за рубежом. 

Металл и бетон

Управление ресурсом подразумевает выполнение нескольких ключевых задач. Первую из них – оценку технического состояния и контроля целостности элементов энергоблока – решает департамент неразрушающего контроля и ресурса. Здесь работают аттестованные специалисты, выполняющие неразрушающий контроль металла элементов энергоблока.

Эта работа реализуется как на стадии эксплуатационного контроля совместно с другими подрядными организациями, так и при выполнении дополнительного контроля при продлении срока службы энергоблока.  

Второй аспект, связанный с ресурсом, – обоснование прочности различных элементов объекта. Прочность трубопроводов и оборудования является важнейшей характеристикой, которая должна обеспечивать эксплуатацию конструкции при нормальных условиях, нарушениях в работе и аварийных ситуациях. В департаменте есть отдел, который занимается обоснованием прочности элементов АЭС с различными типами РУ с ВВЭР, РБМК, ЭГП, БН. 

По каждому из этих направлений сотрудники отделения разработали большой объем нормативной документации. 

С продлением срока службы связано два основных направления нашей деятельности. 

Первое – это контроль металла и обоснование прочности различных элементов оборудования трубопроводов.

Второе – продление срока службы, ресурса зданий и сооружений. У нас имеется специализированная аттестованная лаборатория по неразрушающему контролю дефектности, механических свойств металло- и железобетонных конструкций. В области разрушающих методов контроля как по металлу, так и по бетону, ВНИИАЭС сотрудничает с ведущими организациями отрасли и страны, которые имеют соответствующее испытательное оборудование. Формат нашего института, к сожалению, позволяет работать только с переносными мобильными приборами, которые можно разместить у себя в лаборатории и использовать на АЭС, больших испытательных машин у нас нет.

Содружество

Работы по продлению ресурса зданий, сооружений ВНИИАЭС выполняет в первую очередь совместно с главным проектировщиком – инжиниринговой компанией «АСЭ». Такие специализированные сооружения, как гермооболочка реактора ВВЭР-1000, представляют собой сложные, особо ответственные конструкции АЭС. Множество факторов влияют на их несущую способность и рабочее состояние, здесь необходимы различные специализированные аттестованные программные продукты, позволяющие выполнять большой спектр видов расчетов. Все это требует плотной работы с проектировщиком сооружения. Такое сотрудничество приносит свои плоды: на сегодняшний день на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 продлен срок эксплуатации шести гермооболочек, и по пяти из них работа выполнена ВНИИАЭС в кооперации с ИК «АСЭ».  

За последние годы ВНИИАЭС выполнил большую работу по продлению срока службы тепломеханического оборудования вне контура реакторной установки с  ВВЭР и РБМК (в пределах реакторной установки проекты реализует главный конструктор РУ с ВВЭР – ОКБ «Гидропресс», с РБМК – НИКИЭТ). ВНИИАЭС выступил в роли генерального подрядчика при ПСЭ энергоблоков № 1, 2, 3 Балаковской АЭС (вне границ РУ) и № 3 Смоленской АЭС. Реализованы «пионерские» работы по повторному продлению срока эксплуатации энергоблока № 4 Нововоронежской АЭС. Для прогнозирования свойств основного металла и сварных соединений оборудования и трубопроводов была создана и реализована специальная материаловедческая программа. На площадках Калининской, Курской, Ленинградской АЭС выполнены отдельные работы по продлению срока эксплуатации тепломеханического оборудования, зданий и сооружений. Департамент специализируется также на разработке программ управления ресурсом элементов АЭС и типовых программ предэксплуатационного и эксплуатационного контроля металла оборудования и трубопроводов АЭС с различными типами РУ.

Ремонт

Следующее важное направление в работе нашего отделения – научно-техническая поддержка ремонтных работ на АЭС. Сотрудники департамента научно-технической поддержки технического обслуживания и ремонта специализируются на разработке нормативно-технической документации по ТОиР, а также осуществляют работы по ее сопровождению. Существенное место в деятельности департамента ТОиР занимает централизованная, в рамках договорных отношений с Концерном, экспертиза ремонтной документации для оборудования новых и действующих энергоблоков. На сайте Концерна «Росэнергоатом» департамент ведет портал данных по ремонтной документации. 

Специалисты департамента развивают различные перспективные методы по диагностированию оборудования во время ремонта, в первую очередь визуальный, эндоскопический контроль, связанный с обследованием проточной части турбин. На протяжении многих лет осуществляется научно-практическое руководство специальными работами по предупреждению растрескивания сварных соединений трубопроводов Ду-300 АЭС с РБМК (с использованием технологии превентивного обжатия сварного стыка). Выполняются экспертизы импортных материалов элементов АЭС на предмет их соответствия требованиям российской нормативной документации. 

Разработана концепция обслуживания и ремонта элементов атомных станций по техническому состоянию, принятая Концерном «Росэнергоатом», переход к ней сегодня представляет собой общеотраслевую задачу.  

В соответствии с функцией ВНИИАЭС как головной материаловедческой организации специалистами отделения управления ресурсом АЭС недавно закончена важная работа, которая длилась почти год. На энергоблоки АЭС с ВВЭР-1200, которые ведены и вводятся в эксплуатацию на Нововоронежской (блоки № 6 и 7) и Ленинградской АЭС (блоки № 1 и 2), поставлены уникальные системы автоматизированного неразрушающего дистанционного контроля оборудования первого контура, закупленные в Хорватии.   

Проведенная ВНИИАЭС аттестация дала возможность впервые применить эти системы для автоматизированного неразрушающего контроля металла РУ на энергоблоке № 6 Нововоронежской АЭС в ходе ППР-2019. 

Системная диагностика

Работы, связанные с диагностированием элементов оборудования, трубопроводов и зданий, сооружений, выполняет еще одно наше подразделение – департамент диагностики. В 2012 году была создана отраслевая система диагностирования (ОСД), которую и эксплуатирует этот департамент.  

Что такое отраслевая система диагностирования? Это высокоскоростной канал получения информации со штатных систем диагностирования, в первую очередь элементов реакторной установки. К отраслевой системе подключены энергоблоки Калининской и Смоленской АЭС. 

С помощью ОСД можно оценить фактическое состояние и тренды изменения работоспособности оборудования. Наработав диагностические признаки того или иного состояния объекта, совместно с заводами-изготовителями, главными конструкторами мы можем давать рекомендации по предотвращению нарушений в работе объекта, по режимам эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту оборудования.

Помимо эксплуатации отраслевой системы диагностирования, наши специалисты участвуют в работах, связанных с применением переносных мобильных приборных комплексов для оперативной диагностики различного оборудования во время планового профилактического ремонта на АЭС.  

Департаментом выполнена большая работа по внедрению системы контроля преднапряжения защитной оболочки и натяжения армоканатов на энергоблоке № 1 Ленинградской АЭС-2. В ходе создания системы подключено и аттестовано несколько сотен информационно-измерительных каналов и датчиков; разработано специальное компьютерное обеспечение для представления результатов мониторинга в интерактивном графическом и табличном видах. Аналогичная работа сейчас проводится и на втором блоке Ленинградской АЭС-2 с реактором ВВЭР-1200. 

Надежность

Еще одно подразделение – отдел надежности. Во многих аспектах его работа примыкает к той, которую выполняет департамент неразрушающего контроля и ресурса. Отдел проводит дополнительные работы в обеспечение ресурса (учитывая, что мы оцениваем прочность конструкции не только детерминированными, но и вероятностными методами расчета). Цель – оценить надежность того или иного объекта, посмотреть, не происходит ли изменения надежности в худшую сторону после изменения условий эксплуатации, после длительных сроков эксплуатации; на основе расчетов определить наиболее проблемные зоны, участки, на которых могут произойти с наибольшей вероятностью какие-то негативные явления. 

Отдел сопровождает информационно-аналитическую систему (ИАС) эксплуатационного неразрушающего контроля металла элементов АЭС. Это еще одна система Концерна «Росэнергоатом» в дополнение к ОСД – по сути, гигантская база данных, аккумулирующая результаты всего неразрушающего контроля, который выполняется на АЭС; к ИАС подключены Балаковская, Калининская, Ростовская, Кольская АЭС. С помощью этой системы мы можем оперативно оценить техническое состояние оборудования; определить, не происходит ли у нас деградация свойств материалов, и, соответственно, нет ли угрозы потери работоспособности того или иного объекта. Мы должны с помощью этой базы выполнять аналитическую работу – проводить экспресс-анализ причин возникновения дефекта, по возможности оценивать прочность и надежность оборудования и трубопроводов. 

Подразделение также выполняет работы, связанные с концепцией «течь перед разрушением», применительно к трубопроводам. Отдельные мероприятия были реализованы не только в России, но и в Словакии, на АЭС «Моховце». 
Все отделы и департаменты между собой функционально сотрудничают. И по одному из направлений такого сотрудничества – взаимодействие отдела надежности с департаментом неразрушающего контроля и ресурса – запланировано совместное участие от ВНИИАЭС в специальном НИОКРе. По заданию Концерна «Росэнергоатом» и заказчика работ ИК «АСЭ», отталкиваясь от уже существующих систем, планируется впервые совместно с ведущими организациями отрасли разработать цифровую автоматизированную систему управления ресурсом (старением) элементов АС в соответствии с требованиями НП-096-15 «Требования к управлению ресурсом оборудования и трубопроводов атомных станций».