Коррозия PWSCC стала неотъемлемым спутником западных реакторов

"Все материалы первого контура на вашей станции будут деградировать. Вам нужно знать ответы на следующие вопросы:

• На каком оборудовании обнаружатся течи?
• Где и когда это произойдёт?
• Удастся ли продолжить эксплуатацию блока до конца срока его службы с обнаруженным дефектом?"

Этот пессимистичный вывод, сделанный ещё в 2004 году специалистами института ядерной энергии (NEI), западные компании, владеющие реакторами PWR американского производства или построенными по американским лицензиям, могут выбрать в качестве своего неофициального guide to action.

В докладе, подготовленном институтом EPRI и посвящённом проблемам с материалами первого контура на западных АЭС, отмечается, что в последние годы на них фиксируются многочисленные случаи коррозионного растрескивания под напряжением (PWSCC). Наиболее известным из них стал инцидент на АЭС "Дэвис-Бесс" в 2002 году, когда под угрозой оказалась безопасность станции.

Одной из главных причин, способствующей возникновению коррозии на оборудовании АЭС, доклад видит применение в западных проектах никелевого сплава 600 (I600MA). Напомним, что этот материал состоит из 76% никеля, 15% хрома и 8% железа, а об его повышенной подверженности коррозии заговорили ещё в 1959 году. В числе других обстоятельств, негативно влияющих на материалы, докладчики называют высокие флюенсы нейтронов в реакторах PWR и BWR, нарушение герметичности оболочек твэлов, ошибки при планировании и поддержании водно-химического режима контуров и ряд других факторов.

Первое упоминание об опасности использования никелевых сплавов для производства оборудования западных АЭС было сделано в работе H Coriou et al., 3-eme Colloque de Metallurgie sur la Corrosion, Saclay North Holland Publ. Co., Amsterdam, Holland, p. 161, 1959.

Особую опасность для оборудования при течах в первом контуре составляет присутствие в нём борной кислоты. Начиная с 1988 года, на всех американских легководных реакторах под давлением введены комплексы мероприятий по борьбе с последствиями подобных протечек, а с 1999 года принято также обязательное инспектирование крышек реакторов PWR.

О важности уделять особое внимание проблемам с коррозией на западных блоках говорится и в докладе NEI. В сентябре 1991 года в ходе ППР на одном из французских реакторов REP, построенных по американской лицензии, были найдены течи из патрубков на верхней крышке реактора. В ходе дальнейших инспекций на всех блоках во Франции было обнаружено несколько тысяч дефектных патрубков, предназначавшихся для ввода в активную зону стержней СУЗ. В результате, французское атомное ведомство приняло решение о замене крышек реакторов на 44 энергоблоках. Следует отметить, что большинство дефектных патрубков было сделано из сплава 600, некогда считавшегося гордостью американской промышленности.

Замена крышек производится и на реакторах PWR в США. Первой подобную операцию провела АЭС "Дэвис-Бесс" в 2002 году. В 2003 году за ней последовали АЭС "Норт-Анна", "Окони", "Сурри", "Кристалл Ривер", "Джинна" и даже энергоблок TMI-1. Компании-владельцы соглашаются нести немалые затраты на замену коррозионно-нестойкого оборудования, понимая, что альтернатива может оказаться слишком печальной.

По данным NEI, в ценах 2003 года операция по замене крышки реактора обходилась в общей сложности в 20-25 миллионов долларов, причём ожидать её изготовления приходилось порядка 2 лет. Кроме этого, атомщикам приходится выкладывать не менее 100 тысяч долларов за проведение визуальных инспекций крышек в ходе каждого ППР.

Для сравнения, стоимость ремонта каждого дефектного патрубка в том же 2003 году составляла 1 миллион долларов. Стоит напомнить, что совокупное количество дефектных патрубков на французских REP измерялось тысячами. В том случае, если бы французские атомщики попытались бы устранить дефекты без замены крышек, это обошлось бы им в миллиарды долларов.

По французской атомной энергетике проблема коррозии сплава 600 ударила ещё сильнее, чем по американской. В докладе, представленном специалистами группы AREVA и её совместного предприятия с "Washington Group International" - SGT - на международном конгрессе ICAPP-2007 в мае этого года, отмечается, что французским атомщикам пришлось пойти на массовые замены большинства оборудования первого контура, чтобы обеспечить безопасность своих АЭС.

"Замена крупного оборудования первого контура началась в начале 80-ых годов из-за деградации, вызванной PWSCC. Прежде всего, замене подлежали парогенераторы. В 90-ые годы последовали замены крышек реакторов… Рассматривается также возможность замены компенсаторов давления, сегментов трубопроводов первого контура и даже внутрикорпусного оборудования, хотя в некоторых из перечисленных случаях речь идёт о IGSCC (коррозионное растрескивание со стороны второго контура), а не о PWSCC", - говорится в докладе французских атомщиков.

Критичным ограничением для программы замены дефектных компонент энергоблока группа AREVA видит в тех сроках, которые потребуются для контрактации и выпуска нового оборудования, в особенности, для производства требующихся заготовок. Напомним, что растущий в мире интерес к атомной энергетике уже привёл к возникновению очередей из желающих сделать заказы на оборудование для АЭС.

Однако французы полагают, что нет худа без добра. Набрав большой опыт борьбы с проблемой сплава 600, группа AREVA и её американские партнёры готовы теперь предлагать свои услуги по замене подверженного коррозии оборудования всем пользователям западных реакторных технологий. Как отмечается в докладе, для выпуска нового оборудования может быть задействован завод "Шалон Сен-Марсель" (Chalon St Marcel), принадлежащий французскому атомному ведомству.

ИСТОЧНИК: Михаил Сторожевой, AtomInfo.Ru

ДАТА: 08.08.2007

Темы: АЭС, США, Сплав 600, Атомное машиностроение