EUROPEAN COMMISSION

DIRECTORATE-GENERAL JRC

JOINT RESEARCH CENTRE

Institute for Energy

Technical and Scientific Support to TACIS and PHARE

TACIS ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

ПРОЕКТ TACIS R8.01/98

ПЕРЕВОД, РЕДАКТИРОВАНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ

(Распространение результатов)

Проект TACIS R2.09-96

Проект TACIS R2.09/96

“Анализ применимости концепции «Течь перед разрушением (LBB)» и основные технические аспекты ее реализации для АЭС с ВВЭР-1000”

ДОКЛАД НА СЕМИНАРЕ

Авторы:

Р. Ахльстранд (EC/JRC-IE)

(НИКИЭТ)

СОДЕРЖАНИЕ

1	Предисловие	3
2	Введение	3
3	Цели проекта	4
4	Осуществление проекта	4
5	Обзор выполненных работ и полученных результатов	4
5.1	Задача 2: Предварительный анализ LBB (течь перед разрушением)	5
5.2	Задача 3: Оценка возможных ограничений по методике и данным – предложение по эталонной методике	5
5.3	Задача 4: Подробная оценка LBB с использованием эталонной методики	9
5.4	Задача 5: Оценка существующих диагностических систем и систем проведения эксплуатационных инспекций – рекомендации по усовершенствованию	10
6	Рекомендации	11

1. Предисловие

Консорциум компаний, отвечавших за осуществление контракта, состоял из компанимй Ansaldo Energia и Empresarios Agrupados, причем фирмой-исполнителем являлась Ansaldo Energia. Со стороны России бенефициарием являлся Росэнергоатом, в качестве местного субподрядчика выступала фирма «MОНТ». Местным субподрядчиком к работе были привлечены следующие российские организации: ОКБ Гидропресс (руководитель задачи), НИКИЭТ, ЦНИИТМАШ (испытания материалов), ВНИИАЭС, ЦКТИ (испытания материалов, проведение предварительных испытаний) и ГАН. Бенефициарием проекта являлся Росэнергоатом. Выполнение проекта было рассчитано на 20 мес. В январе 2002 года Aidco подтвердила продление контракта на 6 мес. Датой начала проекта было выбрано 26 июня 2000 года и, соответственно, пересмотренной датой окончания проекта названо 26 августа 2002 года. Бюджет проекта составлял сумму в размере 1 млн. евро.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Введение

Подход к механистической оценке разрыва трубы направлен на то, чтобы показать для трубопровода, удовлетворяющего критериям «течь перед разрывом» (LBB), внезапный двусторонний гильотинный разрыв (DEGB) и катастрофическое разрушение трубопровода не являются правдоподобными событиями, как это и было продемонстрировано, например, в нескольких американских докладах. На самом деле, трубопровод, удовлетворяющий критериям LBB, дает протечку с обнаружимым расходом через постулированную трещину еще до того, как трещина достигнет критического размера, который привел бы к разрушению трубы под воздействием нормальных эксплуатационных нагрузок, проектных переходных режимов или нагрузок, вызываемых максимальным расчетным землетрясением (SSE). При проектировании стандартной западной АЭС применение подхода «течь перед разрывом» позволяет избежать проведения всех расчетов конструкций и гидродинамических расчетов, связанных с воздействием двустороннего гильотинного разрыва на строительные конструкции, системы и их компоненты. Устранение из анализа динамических нагрузок, связанных с двусторонним гильотинным разрывом, приводит к уменьшению защитных экранов и устранению ограничителей биения трубопроводов, что облегчает эксплуатационный контроль состояния сварных швов. Применение такого подхода применительно к главному циркуляционному трубопроводу первого контура реактора ВВЭР-1000/320 с внешним диаметром 990 мм и толщиной стенки 70 мм и к дыхательному трубопроводу внешним диаметром 426 мм и толщиной стенки 70 мм (в. обоих случаях в толщину стенки входит 5-мм плакировочный слой из нержавеющей стали) может дать большие преимущества именно на этом типе реакторных блоков, поскольку он конструктивно наиболее близок западным типам блоков АЭС.

Анализ «течь перед разрывом» является либо анализом механической устойчивости трубопровода к разрушению с точки зрения упругопластических явлений, либо анализом предельной нагрузки, вызывающей потерю устойчивости при пластических деформациях (PLL); при этом нормальные и ненормальные нагрузки (включая сейсмическую нагрузку) объединяют для того, чтобы вычислить «критический» размер трещины для постулированной сквозной трещины. Критический размер трещины сравнивается с размером трещины «эталонной течи», т. е. такой течи, расход которой достаточен для обнаружения специализированной системой обнаружения течей(LDS). В том случае, когда «критическая» трещина начинает вдвое превышать трещину «эталонной течи», критерии «течи перед разрывом» считаются выполненными.

Цели проекта

Общая цель данного проекта заключается в том, чтобы предоставить бенефициарию (Росэнергоатому) «Эталонную методику» оценки течи перед разрушением главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления, а также оценку применимости к одному из блоков ВВЭР-1000 мод. 320 с целью сохранения целостности главного циркуляционного контура.

Основные цели данного проекта заключались в создании «Эталонной методики» оценки течи перед разрушением главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления блоков ВВЭР-1000 мод. 320, а именно:

Совершенствование существующей информации по диагностическим системам; Способам реализации рекомендованных усовершенствований.

Осуществление проекта

Осуществление проекта началось со сбора данных по материалам и схем расположения главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления блока 2 Балаковской АЭС. Для определения нагрузок и напряжений во всех соответствующих зонах трубопроводов, включая основной металл и металл сварных швов, был проведен анализ напряжений. Цель этой работы была направлена на выявление высоконагруженных и ослабленных участков, которые нуждаются в особом внимании. В соответствии с требованиями российских нормативных документов, проводилась оценка течи перед разрушением, включая определение площади проходного сечения трещины, расход течи при сквозной трещине, а также анализ стабильности трещины в поврежденной трубе. Анализ течи перед разрушением выполнялся различными методами с использованием западных компьютерных программ. Была разработана и осуществлена специальная программа испытания материалов. Более того, был разработан проект эталонной методики оценки течи перед разрушением для трубопроводов АЭС с реактором ВВЭР-1000/320. Наконец, были выполнены описание и оценка существующей системы обнаружения течи и программы эксплуатационного контроля. Даны рекомендации по усовершенствованию системы обнаружения течи и программы эксплуатационного контроля блока 2 Балаковской АЭС и других аналогичных блоков.

5. Обзор выполненных работ и полученных результатов

Ниже дан обзор по каждой из задач отдельно, поскольку выполнение задач осуществлялось в логическом порядке и в объеме, необходимом для того, чтобы обеспечить достижения целей, поставленных техническим зданием. Здесь, однако, отсутствует обзор по первой задаче (управление проектом, обеспечение качества и т. п.), поскольку никакого специального отчета по этой теме не составлялось.

5.1 Задача 2: Предварительный анализ LBB (течь перед разрушением)

Основной целью задачи 2 собрать данные по материалам и по расположению главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления выбранного эталонного блока ВВЭР-1000/320. Выбор блока 2 Балаковской АЭС вместо указанного в техническом задании блока 1 был утвержден Росэнергоатомом. (Это изменение не имело какого-либо практического значения, и поэтому не вызвало возражений). Результаты работы по задаче 2 изложены в отчете №2. Этот отчет состоит из двух частей. В части 2А приводятся данные по технологии изготовления, материалам, расположению трубопроводов и по анализу напряжений. Были выявлены напряжения в нормальных эксплуатационных условиях и в условиях максимального проектного землетрясения во всех сечениях по сварным швам вышеназванных трубопроводов; составлены схемы трубопроводов с указанием напряжений. Одновременно было подтверждено, что расчеты прочности были выполнены в соответствии с критериями российских стандартов.

На этой ранней стадии работы предварительный анализ в соответствии с концепцией был выполнен только на основе российских требований. Критические сквозные трещины в условиях максимального проектного землетрясения и оценки значимых расходов течи в условиях нормальной эксплуатации были определены для всех соответствующих отрезков трубопроводов. Поскольку продольные сварные швы отсутствуют, продольные трещины не подвергались анализу. Анализ продемонстрировал, что концепция «течь перед разрушением» может быть применена на выбранном блоке при условии наличия системы обнаружения течей. Для дыхательного трубопровода компенсатора давления чувствительность системы обнаружения течей должна быть не менее 1,9 л/мин с тем, чтобы выполнялся критерий 10-кратного запаса по расходу течи. Для главного циркуляционного трубопровода чувствительность системы обнаружения течей должна быть не менее 3,8 л/мин, что является нормальным требованием большинства технических документов по применению концепции «течь перед разрушением». Эти предварительные расчеты изложены в отчете № 3.

Задача 3: Оценка возможных ограничений по методике и данным – предложение по эталонной методике

Первой целью задачи 3 было дополнить описанный выше анализ расчетами в области механики разрушения применительно к наиболее нагруженным участкам трубопроводов и сравнить западные расчетные коды с российскими. Еще одной важной целью было составить и осуществить программу испытания материалов и провести эксперименты с целью получения дополнительной информации по трещиностойкости (кривые J-R) и механическим свойствам при растяжении основного металла, металла сварных швов и металла зон, подвергнувшихся термическому влиянию (при сварке) главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления. Была собрана информация по результатам российских крупномасштабных экспериментов по механике разрушения; были также дополнительно выполнены мелкомасштабные эксперименты в этой области. Третьей и основной целью этой задачи было разработать проект эталонной методики «течь перед разрушением» для главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления реактора ВВЭР-1000/320.

Основной целью работ по подзадаче 3.1 было провести анализ механики разрушения и определить расход течи, основываясь на современных западных подходах и подходах, определяемых российскими нормативными документами, используя различные аналитические методы для определения длины трещины, площади открытия трещины и расхода течи. Как и в подзадаче 2.2, проводилось сравнение с требованиями российских нормативных документов и с российскими компьютерными программами. В ходе выполнения подзадачи ОКБ «Гидропресс» были переданы западные компьютерные коды “NRCPIPE” и “SQUIRT”. Помимо этого, были переданы нормативно-технические документы по испанским АЭС. В первой части, посвященной «оценке трещиностойкости» сперва был проведен бенч-марк эксперимент с целью сравнения (верификации) российской компьютерной программы FRACTURE с западной программой NRCPIPE. В результате этой работы пришли к заключению о том, обе компьютерные программы могут быть использованы для расчетов по подзадаче 4.1.

Основной целью второй части этой подзадачи было провести верификацию методов, которые предстояло использовать для оценки площади открытия трещины и расхода течи через сквозную трещину. Сравнивались российский код “FRACTURE”, включая так называемый «инженерный метод», российская альтернативная программа “CRACK-L “ и западный код “SQUIRT”. В результате проделанной работы было подтверждено, что код CRACK-L, который находится в ГАН России на верификации и сертификации, дает результаты, которые хорошо согласуются с расчетными результатами, полученными с помощью кода SQUIRT в части определения площади открытия трещины и расхода течи. Сделан вывод о том, что для определения площади открытия трещины и расхода течи в подзадаче 4.2 данного проекта можно применять обе программы. Также сделан вывод, что в рамках концепции «течь перед разрушением» не рекомендуется применять упрощенный российский «инженерный метод».

Основной целью работ по подзадаче 3.2 было составление программы испытания материалов для получения соответствующей добавочной информации по механике разрушения, которые можно было бы применить в усовершенствованном анализе «течь перед разрушением» главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления блока 2 Балаковской АЭС. В отчете 5а приведена программа испытания материалов. Разработка этой программы отняла значительное время, и весь график выполнения проекта был поставлен под угрозу. Основными причинами задержки были следующие:

Подготовка отдельного контракта на программу испытания материалов заняла длительное время. Контракт должен был быть одобрен российским субподрядчиком, подрядчиком и комиссией. Эта процедура отняла больше времени, чем ожидалось. Основной контракт был подписан MOHT, так что и этот контракт субподряда должен был быть подготовлен в соответствии с другой процедурой. В ходе этого критического периода проекта на Aidco произошла замена руководителя задачи. Это также привело к задержкам со стороны подрядчика. Получение данных, имеющихся у российских субподрядчиков, также отняло больше времени, чем ожидалось. Данные были получены от ЦНИИТМАШ, ЦКТИ, ОКБ «Гидропресс», «Атоммаша» и «Ижорского завода». Первая версия программы испытания материалов имела весьма низкое качество, в связи с чем рассмотрение её потребовало усилий и времени от JRC-IE. Вторая версия программы также была недостаточно хороша, так что понадобился третий раунд рассмотрения. Только третий вариант программы испытания материалов был, наконец, принят JRC (см. отчет 5а). В отчете 5b приводятся данные по результатам выполнения программы испытания материалов, а также по ранее проведенным крупномасштабным экспериментам (выполненным ЦНИИТМАШ, ЦКТИ и «Ижорским заводом»).

Этот отчет столь же запутан, как и первый вариант вышеназванной программы испытания материалов (отчет 5а). Качество этого отчета ниже, чем других отчетов по этому проекту. Однако, выполненная по этой задаче работа соответствует техническому заданию, контракту и отчету 5а, несмотря на то, что рассмотрение отчета по этой подзадаче вызывает трудности.

Что касается технических деталей отчета 5b, результаты испытаний на ударную вязкость методом Шарпи V материала главного циркуляционного трубопровода были представлены только в табличной форме. Как правило, результаты следует представлять в виде кривой перехода, приближающейся к кривой гиперболического тангенса. Следует также указывать температуру перехода Tko. Результаты испытаний на ударную вязкость представлены в таблицах 5.2 и 5.3 данного отчета, но форму кривой перехода и температуру перехода материала предстоит определить самому читателю этого отчета. Что качается материала дыхательного трубопровода компенсатора давления (материал тот же, что в главном циркуляционном трубопроводе), то испытания на ударную вязкость проводились только при комнатной температуре, чтобы просто удостовериться в том, что материал в целом соответствует установленным требованиям. Такой подход не противоречил программе испытания материалов. Более того, в рамках этого проекта информация по температуре перехода не была нужна и не применялась для выполнения расчетов по механике разрушения, так что нет нужды что-либо совершенствовать или, наоборот, отвергать.

Разброс кривых J-R, основанных на результатах испытаний, представляется очень большим. Разброс величин модулей сопротивления раскрытию также представляется очень большим. Метод определения JIc описан в отчете недостаточно хорошо. Кроме того, наиболее важные результаты по определению величины JIc, которую нужно рекомендовать в анализе методом «течь перед разрушением» в задаче 4.1, очень хорошо запрятаны в тексте, но при более тщательном рассмотрении их обнаружить все же можно. Рекомендации экспертов, данные в кратком обзоре, заключаются в необходимости улучшить качество отчетных материалов в отношении результатов наиболее важных испытаний, которые будут нужны в качестве исходных материалов для других задач проекта. Эта рекомендация была позже выполнена в отношении задачи 4 при выполнении расчетов по концепции «течь перед разрушением» (см. отчет № 8).

Эксперты обнаружили, что ударная вязкость материалов, испытанных в ходе выполнения программы испытания материалов, выше, чем ударная вязкость, показанная в сертификатах на материалы на блоке 2 Балаковской АЭС (предлагаем сравнить отчет 2 с отчетом 5 b). Может быть, это и послужило причиной того, что в отчете 5 b «запрятали» кривые и температуры перехода? Таким образом, остается под вопросом степень консерватизма результатов прямых испытаний материалов, полученных в ходе осуществления программы, применительно к ферритным материалам главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления. С другой стороны, анализ «течь перед разрушением» выполняется для эксплуатационных условий, при высоких температурах, когда «верхняя полка» величин ударной вязкости всегда выше для ферритной стали. Таким образом, рассуждения о возможном отсутствии консерватизма могут оказаться верными только отчасти, а подход применительно к ферритным сталям, по мнению экспертов, может оказаться приемлемым. Что касается аустенитного материала сварного шва двух разнородных металлов дыхательного трубопровода компенсатора давления, подобное сравнение неправомерно, поскольку крупномасштабных испытаний материалов не проводилось. При сравнении величин ударной вязкости аустенитного металла сварных швов дыхательного трубопровода компенсатора давления, полученных от АЭС, с данными, полученными в ходе проведения программы испытания материалов, видно, что величины, полученные в ходе экспериментов по программе, ниже. Следовательно, в анализе «течь перед разрушением» следует использовать данные, полученные в ходе испытаний по программе.

В связи с программой испытания материалов можно вспомнить имевшие место инциденты с растрескиванием коллекторов первого контура парогенераторов реакторных установок ВВЭР-1000. Во всех случаях перед разрушением имели место течи, что давало возможность произвести безопасный останов реакторов. Трещины, возникшие на стороне второго контура горячих коллекторов, во многих случаях были сквозными. Причиной растрескивания коллекторов являлось коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное различными конструкционными и производственными факторами. Было заявлено, что замена парогенераторов парогенераторами новой конструкции решила эту проблему. К настоящему времени большая часть парогенераторов, установленных первоначально на действующих блоках ВВЭР-1000 была заменена, и, по утверждению российских экспертов, проблема была решена. Можно, конечно, обсуждать, может ли управление течами коллектора рассматриваться как составляющая концепции «течь перед разрушением». Течь через стенку коллектора не приводит к непосредственному выбросу радиоактивности в окружающую среду. Течь определяется внутренней системой обнаружения течей второго контура, в результате чего оператор немедленно предпринимает действия для исправления ситуации в соответствии с противоаварийными инструкциями по эксплуатации (локализация, останов реактора, и т. п.).

В подзадаче 3.3 на основе вышеуказанных результатов была разработана эталонная методика для оценки «течи перед разрушением» главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления блоков ВВЭР-1000/320. В соответствии с пересмотренным графиком, отчет № 6 по этой подзадаче был выпущен в декабре 2001 года. Целью данной подзадачи являлось описание методики, которая будет рекомендована для обоснования применения концепции «течь перед разрушением» на блоках ВВЭР-1000. Основанием для разработки методики «течь перед разрушением» явились стандарты США по применимости концепции «течь перед разрушением», которые были выпущены вслед за соответствующими документами Комиссии по ядерному регулированию (NUREG 1061 и Reg. Guide 1.45), а также новые российские регулирующие документы. Отчет был подготовлен совместно консорциумом и российским субподрядчиком ОКБ «Гидропресс». Целью этого отчета было представление окончательного варианта эталонной методики ГАН России для утверждения. Более того, в зависимости от результатов применения концепции «течь перед разрушением» в рамках подзадач 4.2 и 4.3 на блоке 2 Балаковской АЭС, разработанная в ходе выполнения задачи 3 методика была усовершенствована и рекомендована для применения на других подобных блоках АЭС. Этот отчет написан очень ясно и с хорошим качеством, как и большинство отчетов, составленных Гидропрессом, Ansaldo и Empresarios Agrupados в ходе осуществления данного проекта.

Данный отчет № 6 подразделяется на 5 основных частей:

морфология

В первой части представлены общие требования касательно применимости методики «течь перед разрушением», включая требования к производству, монтажу, качеству материалов, а также требования к «предотвращению разрушений». Во второй части описаны требования международных и российских нормативно-технических документов к системам обнаружения течей и эксплуатационного контроля. Подробно описаны различные методы обнаружения течей. Интересно отметить наличие требования российских нормативно-технических документов о вырезке образцов из главного циркуляционного трубопровода (трубопроводы класса А и В) после 100 000 час. эксплуатации с целью мониторинга деградации материала. Это требование, которое должно выполняться на всех блоках, уникально и весьма противоречиво. В западных стандартах в области ядерной энергетики никогда не было подобных требований по проведению разрушающего контроля для определенных АЭС. В третьей части отчета затрагиваются вопросы местоположения трещин, размерные параметры и морфология трещин. В этой части также рассматриваются вопросы постулирования ремонта поверхностных трещин. В четвертой части отчета представлены рекомендации касательно оценки по методике «течь перед разрушением», включая вопросы анализа напряжений, проектного расположения и конфигурации, действительных данных по материалам, а также вопросы критического размера трещин и определения размеров трещин для определенного расхода течи. Важным аспектом данного проекта, посвященного методике «течь перед разрушением», являются рекомендации по принципам определения категории свойств материалов (категории с 1-й по 4-ю). Наконец, в пятой части данного отчета приводится более подробное описание критериев применимости концепции «течь перед разрушением». В конце главы «Рекомендации» приводится полный перечень использованных сокращений, символов, терминов и описаний, а также дан перечень использованной литературы. В приложениях к отчету приведены подробные материалы в отношении анализа напряжений, определения критических сквозных трещин, определения расхода течи и требований по испытанию материалов.

5.3 Задача 4: Подробная оценка LBB с использованием эталонной методики

Основная цель этой задачи – отобрать соответствующие данные по материалам и по результатам программы испытания материалов, описанной выше, и провести окончательную оценку методики «течь перед разрушением». Целью являлось усовершенствование оценки применения методики «течь перед разрушением» на 2-м блоке Балаковской АЭС и выдача рекомендаций по применению этой методики на других блоках ВВЭР-1000. Важной частью этой задачи являлось обоснование того, что не будет наблюдаться ускоренного роста трещин в результате воздействия термической стратификации и усталости, гидравлического удара, вибрации и различных механизмов коррозии, как это требуется концепцией «течь перед разрушением».

Было обосновано, что любые проявления быстрого роста трещин могут быть исключены, и не будут накладывать каких-либо ограничений на применимость методики «течь перед разрушением» к главному циркуляционному трубопроводу и дыхательному трубопроводу компенсатора давления в результате влияния нагрузок и химии вода первого контура. В результате проведения более подробного анализа статических и динамических напряжений на трубопроводах было подтверждено, что в наиболее нагруженных местах коэффициент использования будет ниже 0,15 при заданном количестве циклов нагружения главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления. Кроме того, следует отметить, что зарегистрированное количество циклов оказалось меньше, чем ожидалось.

Анализ по методике «течь перед разрушением», выполненный в ходе выполнения этой задачи с использованием как российских, так и западных компьютерных кодов, показал вновь, что применимость концепции «течь перед разрушением» к главному циркуляционному трубопроводу и дыхательному трубопроводу компенсатора давления имеет определенные ограничения. Минимальный коэффициент безопасности, определяемый как соотношение между длиной критической и определяемой трещины для главного циркуляционного трубопровода составил величину 3,99, что почти в 2 раза больше, чем установленный коэффициент «2». Требуемая чувствительность системы обнаружения течи составляет 3,8 л/мин, что считается величиной, приемлемой с точки зрения концепции «течь перед разрушением». Для дыхательного трубопровода компенсатора давления минимальный коэффициент безопасности составлял 2,25, хотя влияние стратификации являлось незначительным, как это было упомянуто выше. Что касается длины трещины, то для дыхательного трубопровода коэффициент безопасности составил 2,25, что соответствует требованиям (в соответствии с требованиями, коэффициент не менее 2-х). При этом требуемая чувствительность системы обнаружения течи составляет 1,9 л/мин, что составляет только половину от чувствительности, требуемой для главного циркуляционного трубопровода. В настоящее время на 2-м блоке Балаковской АЭС это требование по чувствительности системы обнаружения течей не выполняется, как это будет описано в задаче 5 по данному проекту (см. ниже).

Наконец, был подготовлен доклад № 9 – наиболее важный отчет по данному проекту, озаглавленный: «Описание эталонной методики по оценке применения концепции «течь перед разрушением» на главном циркуляционном трубопроводе; Резюме по применению этой концепции на Блоке № 2 Балаковской АЭС и рекомендации по применению её на других аналогичных блоках». Этот доклад, в основном, базируется на новом российском руководстве по применению методики «течь перед разрушением» и он будет представлен российскому органу по ядерной безопасности, ГАН, для утверждения, а затем будет передан на другие блоки ВВЭР-1000/320 для применения, если в этом имеется необходимость. Эта методика может быть применена и к другим модификациям блоков ВВЭР-1000 (мод. В-187 и В-302), а в особенности – к новым строящимся блокам, но естественно, следует учитывать и их конструктивные особенности (размещение, условия нагружения, технологии изготовления, свойства материалов и т. п.). Представленный отчет имеет высокое качество и может быть хорошим «учебным пособием» для принятия решения о применимости методики «течь перед разрушением» на блоках ВВЭР-1000 и АЭС в целом.

5.4 Задача 5: Оценка существующих диагностических систем и систем проведения эксплуатационных инспекций – рекомендации по усовершенствованию

Основные цели задачи 5 – рассмотреть, оценить и предложить усовершенствования системы обнаружения течи и эксплуатационного контроля на блоке 2 Балаковской АЭС. Задача была разбита на три части, по которым, соответственно, составлены отчеты (отчеты 10, 11 и 12).

Обследование состояния блока 2 Балаковской АЭС показало, что с точки зрения применения концепции «течь перед разрушением», на блоке отсутствуют специализированные системы обнаружения течей. Это понятно, поскольку в проектных основах главного циркуляционного трубопровода и дыхательного трубопровода компенсатора давления концепция «течь перед разрушением» не предусматривалась. Поэтому трубопроводы оборудованы аварийными ограничителями биения, чтобы уменьшить последствия возможного двустороннего гильотинного разрыва труб. В соответствии с требованиями нового российского руководящего документа по применению концепции «течь перед разрушением», интегрированная система обнаружения течи должна обнаруживать течь на ранней стадии, осуществлять ее локализацию и производить оценку расхода течи. Рекомендуемая интегрированная система обнаружения течей базируется на трех различных принципах мониторинга, а именно: акустическом, определении влажности и радиоактивности. Для новых проектов АЭС с ВВЭР-1000 разрабатываются новые системы обнаружения течей. Эти новые системы в целом отвечают требованиям стандартов с точки зрения обнаружения течей, их размера и определения местоположения (расход течи 3,8 л/мин в течение часа с точностью +/- 2 м). В отчете № 11 дана оценка этой новой системы и даны предложения по применению её на блоке 2 Балаковской АЭС. Как это уже было упомянуто несколько раз выше, для применения на блоке 2 Балаковской АЭС эта новая система обнаружения течей нуждается в усовершенствовании: для применения на дыхательном трубопроводе компенсатора давления ее чувствительность должна быть увеличена до 1,9 л/мин.

Проведенная оценка эксплуатационного контроля состояния трубопроводов, которая имеется на блоке 2 Балаковской АЭС, показала, что эта система не в полной мере отвечает предъявляемым ей требованиям. Для новых проектов АЭС с реакторами типа ВВЭР-1000 НИКИМТом ведется разработка автоматизированной системы эксплуатационного контроля для того, чтобы обеспечить внедрение концепции «течь перед разрушением». В дополнение к ручному методу контроля состояния трубопроводов, который в настоящее время используется на станции, рекомендуется применять новую систему ультразвукового контроля. Более того, следует расширить объем периодического контроля состояния сварных швов дыхательного трубопровода компенсатора давления с 50%, как это практикуется в настоящее время, до 100% для того, чтобы соответствовать требованиям внедрения концепции «течь перед разрушением».

Рекомендации

В последней части этой задачи приведены рекомендации по внедрению новых систем обнаружения течей и эксплуатационного контроля на блоке 2 Балаковской АЭС. Для каждой предлагаемой системы обнаружения течей приводится объединенная таблица по планированию деятельности по внедрению, включая функции, характеристики системы, испытания системы, внедрение и опытную эксплуатацию. Подобный подход рекомендуется и для предлагаемой системы эксплуатационного контроля, где также с целью планового внедрения приводится описание функций системы, характеристики применяемого оборудования, проверка системы, её внедрение и опытная эксплуатация. Наконец, делается предложение о том, что в случае необходимости рекомендованные усовершенствования могут быть реализованы в рамках отдельного проекта в ближайшем будущем. Это предложение заслуживает рассмотрения при планировании новых проектов на поставку.

Tacis Ядерная безопасность