Развитие натурных испытаний при вводе в эксплуатацию энергоблоков АЭС Сааков Э.С., Рясный С.И. ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго» Хайретдинов В.У. ФГУП ОКБ «Гидропресс»

Натурные испытания - важнейшая часть процесса ввода в эксплуатацию энергоблока АЭС. Задачи испытаний: определение и документирование характеристик систем (элементов), важных для безопасности; уточнение рабочих характеристик оборудования и систем, пределов и условий безопасной эксплуатации и эксплуатационных процедур, с целью отражения фактических характеристик оборудования и систем; проверка соответствия реальных параметров работы оборудования и сооружений рабочим характеристикам и критериям, определенным в процессе разработки и проектирования; в случае выявления несоответствия принятие мер по устранению выявленных недостатков. Общие задачи испытаний

Цели натурных испытаний при вводе в эксплуатацию: обоснование прочности; обоснование надежности и безопасности эксплуатации; обоснование ресурса; обоснование экономических показателей. Обобщенная цель ввода в эксплуатацию: подтверждение готовности энергоблока к промышленной эксплуатации и оптимальности условий его эксплуатации путем выполнения требуемого объема испытаний. Основные условия натурных испытаний: безопасность проведения работ; «экономия» ресурса оборудования; экономичность пусконаладочных работ. Цели и условия испытаний

Выполнение объема испытаний, необходимого для обеспечения готовности к промышленной эксплуатации Безопасность Оптимизация ресурса Экономичность Готовность к промышленной эксплуатации Принятие мер по предотвращению воздействия на условия безопасности Принятие мер по снижению или исключению влияния на снижение ресурса Корректи- ровка проектных критериев Выявление и регистрация явлений и процессов, не предусмотренных проектом, влияющих на снижение ресурса Обеспечение проектных условий эксплуатации Качество Сроки ввода Готовность к испытаниям Оборудование и сооружения ПерсоналДокументация Проект Оборудование и сооружения Персонал Документация Оборудование и сооружения Персонал эксплуатационный Документация эксплуатационная Расходы на электроэнергию и ресурсы Цели и условия испытаний

Необходимость исследования натурных конструкций в начальный период эксплуатации определяется невозможностью полного моделирования их поведения ни расчетным путем, ни на стендах. Большую сложность представляет учет множества факторов нестационарного термического нагружения. Комплексное использование методов наружного тензотермометрирования в сочетании с расчетным восстановлением термонапряженного состояния внутренних поверхностей делает натурные испытания и измерения основным источником достоверной информации о характеристиках термомеханической нагруженности элементов РУ в эксплуатационных режимах. Актуальность проблем эффективности испытаний

Натурные испытания требуют значительных материальных, временных и трудовых затрат, а также существенных затрат ресурса оборудования, так как в значительной части испытания проводятся в переходных и динамических режимах, редко происходящих при обычной эксплуатации, но вызывающих существенные потери ресурса. Весьма актуальной является задача достижения более полного использования возможностей натурных испытаний. Необходимо иметь возможность использовать результаты, которые получаются при пусконаладочных испытаниях и измерениях, не только для узких целей ввода в эксплуатацию, но и оптимальным путем распространять их на весь цикл проектной службы или за пределы проектного срока службы. Актуальность проблем эффективности испытаний

Имеющиеся сомнения в возможности расширения целей натурных испытаний связаны с опасениями нарушения требований и условий по безопасности. Необходимо подчеркнуть: развитие натурных испытаний с целью более полного использования результатов и возможностей пусконаладочных испытаний и измерений безусловно должно быть ограничено рамками концепции культуры безопасности. Главным направлением развития натурных испытаний должно быть не расширение испытаний, а повышение их эффективности и расширение использования их результатов. Гарантией безопасного развития натурных испытаний является регулирование и регламентация испытаний. Безопасность испытаний

Система регулирования пусконаладочных испытаний была разработана в «Атомтехэнерго» в период с 1983 до 1991гг. (193 документа различного уровня, в том числе 44 положений, требований, правил и ОСТов, 143 типовые программы и методики и 6 прейскурантов). Позднее, в 1995г., «Атомтехэнерго» были разработаны требования к эксплуатации систем и элементов АС («Основные правила обеспечения эксплуатации АС»). Разработанная нормативно-методическая система регулирования процесса ввода в эксплуатацию эффективно применялась в период поточного сооружения энергоблоков АС вплоть до ввода в эксплуатацию энергоблока 4 Балаковской АЭС в 1993 г. Однако к настоящему времени в связи с введением новой нормативной базы, в первую очередь новых Федеральных Законов, изменением экономических и организационных условий функционирования и создания объектов атомной энергетики, созданная система существенно устарела. Регулирование испытаний

В «Атомтехэнерго» ведется переработка ряда нормативных документов (требований готовности, положений, правил, ОСТов, типовых программ, типовых графиков), относящихся к вводу в эксплуатацию, в том числе в рамках разработки проекта «АЭС-2006». Разработаны 4 новых стандарта (СТО) по пусконаладочным работам на АС с реакторами ВВЭР, охватывающих следующие вопросы: термины и определения; объем и последовательность ПНР; правила производства и приемки ПНР; типовые положения о ГПК, РК, РПК. Регулирование испытаний

оптимизация объема и состава испытаний; оптимизация последовательности пусконаладочных испытаний; оптимизация условий эксплуатации оборудования и сооружений; оптимизация ресурса; оптимизация затрат при выполнении испытаний. Задачи оптимизации при испытаниях

совершенствование методик испытаний; использование специального диагностического оборудования и систем; решение задач оптимизации условий эксплуатации оборудования и сооружений; оптимизация контроля при испытаниях Пути повышения эффективности испытаний

Примером может служить разработка и реализация новой методики проверки эффективности регенеративных теплообменников (РТО) подпитки-продувки. Методика включает оценку соответствия теплообменника его расчетным характеристикам по разности температур продувочной и подпиточной воды, полученным по методике конструкторского расчета теплообмена, с учетом ТУ на поставку теплообменника и известных данных по эффективности РТО на различных блоках АЭС. В новой методике исключена возможность противоречий в оценке результатов проверки эффективности, имеющаяся при проведении испытаний по типовым методикам. Разработанная методика позволяет проводить как экспресс-испытания в период ввода в эксплуатацию, так и периодический контроль тепловой эффективности теплообменников в процессе эксплуатации. Совершенствование методик испытаний

Для вибродиагностики вращающихся механизмов и трубопроводов, диагностики теплообменного оборудова- ния (ультразвуковая локация), систем вентиляции, электротехнических и электронных устройств. Использование акустической эмиссии, тепловизоров, эндоскопов. Для испытаний и диагностики арматуры в «Атомтехэнерго» разработаны, изготавливаются и используются комплексы аппаратуры «ПУМА», «СПРУТ» и «МЕДВЕДЬ» для испытания, контроля технического состояния, настройки и наладки электроприводной арматуры. В рамках проекта «АЭС-2006» предусматривается оснащение арматуры включенными в АСУ ТП средствами непрерывного сбора и анализа диагностической информации о ее состоянии во время эксплуатации. Использование специального диагностического оборудования

Испытания оборудования и сооружений при вводе в эксплуатацию являются важнейшей составляющей работ по оптимизации условий эксплуатации, так как направлены на выявление несоответствий оптимальным условиям, определенным в процессе разработки и проектирования, и разработку мер по обеспечению этих оптимальных условий. Натурные испытания оборудования предоставляют значительные возможности для экспериментального исследования технологических процессов с целью установления связей особенностей технологии эксплуатации оборудования и его ресурса и последующей оптимизации условий эксплуатации и ресурса этого оборудования. Предпосылки для решения задач оптимизации условий эксплуатации оборудования и сооружений при испытаниях

Оптимизация условий эксплуатации при испытаниях Разработка программ испытаний Проведение испытаний Анализ результатов Проектные условия эксплуатации (критерии успешности испытаний) Сравнение с проектными условиями Результаты положительные Выдача положительного заключения Результаты отрицательные Недостатки проектной технологии (эксплуатационной документации) Недостатки программ испытаний Недостатки проектных критериев Недостатки конструкции (схемы) Реконструкция Повторные испытания Результаты положительные Результаты отрицательные Обоснование корректировки проектных критериев Обоснование отрицательное Обоснование положительное Оформление корректировки проектных критериев Корректировка программ испытаний Повторные испытания Результаты положительные Результаты отрицательные Выдача положительного заключения Корректировка эксплуатационной документации

Система пусконаладочных измерений (СПНИ) является временной и используется только в период ввода в эксплуатацию. Встроенные в АСУ ТП системы диагностики (СКУД) и контроля остаточного ресурса (САКОР) используются только при промышленной эксплуатации энергоблока. Испытания, проводимые в период ввода в эксплуатацию и вызывающие существенные потери ресурса, выпадают из-под контроля СКУД и САКОР. Оптимизация контроля при испытаниях

Необходима интеграция систем СПНИ, СКУД и САКОР в их общей части с целью решения общих задач как на этапах ввода в эксплуатацию, так и при последующей эксплуатации энергоблока. Такая задача может быть решена в рамках проекта АЭС Оптимизация контроля при испытаниях

Главное направление развития натурных испытаний: не расширение испытаний, а повышение их эффективности и расширение использования их результатов в рамках концепции культуры безопасности. Нормативно-методическая база, созданная и успешно реализованная в период поточного ввода энергоблоков АЭС, существенно устарела, ведется ее модернизация и дополнение. Выводы

Важнейшие направления повышения эффективности натурных испытаний: o совершенствование методик испытаний; o использование специального диагностического оборудования и систем; o решение задач оптимизации условий эксплуатации оборудования и сооружений при вводе в эксплуатацию; o оптимизация контроля при испытаниях: интеграция систем СПНИ, СКУД и САКОР в их общей части с целью решения общих задач как на этапах ввода в эксплуатацию, так и при последующей эксплуатации энергоблока. Выводы