Станислав Давиденко о проблемах управления сроком службы ПГ АЭС с ВВЭР

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 24.05.2010

В Подольске с 19 по 21 мая прошёл восьмой международный семинар по горизонтальным парогенераторам. С пленарным докладом, посвящённым современному состоянию проблемы управления сроком службы ПГ АЭС с ВВЭР, на семинаре выступил Станислав Давиденко (ОКБ "Гидропресс").

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Станислав Давиденко, фото AtomInfo.Ru

От холодных коллекторов к шву №111

Надёжная работа парогенераторов является важнейшей задачей для АЭС во всём мире. По причине повреждения ТОТ до выработки проектного ресурса были заменены или выведены из эксплуатации практически все вертикальные ПГ первого поколения с трубами из сплава 600. На российских ПГ проблема надёжной эксплуатации стоит не так остро, как на западных, однако и у нас имеются свои специфические проблемы.

Парогенераторы АЭС с ВВЭР могут эксплуатироваться при соблюдении следующих четырёх основных требований:

• элементы и узлы ПГ удовлетворяют требованиям по статической прочности;
• элементы и узлы ПГ способны оказывать сопротивление хрупкому разрушению;
• элементы и узлы ПГ удовлетворяют требованиям по циклической прочности;
• количество работоспособных труб должно обеспечивать необходимые для эксплуатации параметры энергоблока, при этом количество выбывших из эксплуатации теплообменных труб должно быть обосновано расчётными анализами теплогидравлических характеристик ПГ и РУ.

По статистической и циклической прочности расчётным путём было показано, что они обеспечиваются даже с учётом продлеваемых сроков эксплуатации.

Из опыта известно, что основные повреждения ПГ носят коррозионный либо коррозийно-механический характер, не поддающийся обоснованию традиционными методами механики разрушения.

Докладчик напомнил об известных проблемах горизонтальных ПГ. С 1986 года на холодных коллекторах ПГВ-1000 фиксировались повреждения в виде трещин в районе перемычек. Эта проблема была одной из самых острых в России. В конце концов, принятыми мерами она была решена.

С 1998 года на парогенераторах российских блоков и ближнего зарубежья начали фиксироваться коррозионные трещины в зоне сварного соединения №111 горячего коллектора с патрубком корпуса ПГВ-1000. "Мы научились ремонтировать этот сварной шов… мы можем прогнозировать время до остановки и ремонта этого шва, хотя проблем с ним ещё очень много".

Всего к настоящему время ремонт зоны сварного соединения №111 был проведен на семи парогенераторах, причем на чётырех парогенераторах повторно.

"Повреждения сварного шва относятся и к парогенераторам ВВЭР-440. Раньше проблем никаких не было, никаких дефектов не обнаруживали, но потому что и контроля (в сегодняшних объёмах) не было", - считает докладчик.

Так, в 2007 году при автоматизированном ультразвуковом контроле композитного сварного шва патрубка Ду1100 на одном парогенераторе блока АЭС с ВВЭР-440 были выявлены несплошности, превышающие браковочный уровень. Ранее такой контроль напарогенераторах не проводился.

В ППР-2007 и ППР-2009 на других блоках АЭС при аналогичном периодическом эксплуатационном контроле металла композитного сварного соединения горячего патрубка методом автоматического УЗК выявлены недопустимые несплошности в корневой части сварного соединения, превышающие браковочный уровень в сварном соединении горячего патрубка. Образование такого вида дефектов характерно для ведения сварки на повышенных режимах.

Для устранения выявленного дефекта было принято решение о полном удалении дефектов в сварных соединениях и ремонте этих соединений по разработанной технологии. Замечаний по эксплуатации ПГ с отремонтированными сварными швами до настоящего времени не поступало.

Теплообменные трубки

Следующий элемент, который является основополагающим для ресурса ПГ - это теплообменные трубки. На сегодняшний день максимальное количество заглушенных труб на одном из ПГ блока АЭС с ВВЭР-440 достигает 12% и 9,6% на ПГ блока АЭС с ВВЭР-1000. "Но, в принципе, энергоблоки работают нормально даже с таким количеством заглушенных труб, то есть, запасы достаточно большие".

Говоря об основном виде повреждения трубчатки ПГ ВВЭР, докладчик отметил, что речь идёт коррозионном растрескивании под напряжением, обусловленном наличием растягивающих напряжений и воздействием среды, содержащей коррозионно-активные примеси - как правило, хлорид-ионы и окислители (кислород, ионы меди и трёхвалентного железа).

"Всем известно, что наличие меди приводит к язвенной коррозии и инициации трещин в местах образования язв. Воздействие указанных факторов ускоряется при нарушениях водно-химического режима второго контура", - добавил Станислав Давиденко.

На большинстве ПГ деградация идет с образованием так называемых критических зон, в которых располагаются от 60% до 90% всех дефектов. В качестве примера в выступлении было обсуждено состояние одного из парогенераторов, работавших на Кольской АЭС, где были хорошо заметны критические зоны в нижней части. То, что зоны появились именно внизу, достаточно очевидно - в нижней части скапливаются примеси, ухудшается теплообмен и идёт процесс коррозии.

"Локальное скопление шлама в критических зонах является одной из основных причин усиленной деградации теплообменных труб ПГ. Можно констатировать, что большинство дефектов фиксируется со значительной глубиной, которая в дальнейшем мало меняется. Данная закономерность подтверждает предположение о роли стояночных и пусковых режимов", - говорится в докладе.

Комплекс различных мероприятий - снижение уровня загрязнённости ТОТ отложениями продуктов коррозии, снижение присосов охлаждающей воды в конденсаторах турбин, внедрение оборудования для усиленной отмывки зон локально скопления отложений и шлама - привёло к положительным результатам. Уменьшение и стабильность дефектов свидетельствуют о практическом прекращении активных процессов деградации на трубах большинства ПГ АЭС с ВВЭР России.

Новые индикации и дефекты появляются во всё меньших количествах, а их глубины и амплитуды сигналов от них также уменьшаются. Вместе с тем на ряде ПГ отмечены признаки усиления деградации, что требует принятия незамедлительных корректирующих мер.

Отдельно представитель ОКБ "Гидропресс" остановился на проблеме меди: "Вопрос об устранении медьсодержащего оборудования в конденсатно-питательном тракте остаётся крайне важным. На АЭС "Пакш", АЭС "Козлодуй", АЭС "Дукованы" такая модернизация была проведена, что резко снизило количество повреждённых труб в ПГ".

Кроме того, на венгерской станции была разработана программа контроля ТОТ. В её рамках была выполнена замена латунных труб конденсаторов турбин на трубы из аустенитной стали, введён ВХР второго контура с высоким показателем рН, а после замены конденсаторов были проделаны химические промывки ПГ. Результатом всех этих мероприятий стало резкое снижение относительных величин количества заглушенных труб.

Следующая тема, затронутая докладчиком - управление сроком службы теплообменных труб. Делается это на основе мониторинга технического состояния с целью снижения интенсивности деградации трубчатки, оптимизации стратегии технического обслуживания и ремонта при обеспечении требуемого уровня надёжности и безопасности.

В ОКБ "Гидропресс" создана и поддерживается информационно-аналитическая система, база данных, в которой на основе результатов контроля анализируется состояние ТОТ и выдаются рекомендации и решения по дальнейшим действиям с конкретным ПГ.

Важное направление работ - определение критериев глушения ТОТ и их оптимизация. Здесь требуется выбирать допускаемые размеры дефектов на основе детерминированной ивероятностной оценок, следуя при этом консервативному подходу и соблюдая нормативные требования.

Допускаемая величина дефектов для парогенераторов ПГВ-440 и ПГВ-1000,определённая консервативным путем, составляет 60% от глубины стенки ТОТ. Эта величина подразумевает отсутствие условий для массовой деградации труб и наличии достоверной информации о их состоянии. При необходимости снизить консерватизм оценки для каждого конкретного ПГ следует выполнять расчётное обоснование.

Проблемные вопросы

В ОКБ "Гидропресс", главном конструкторе РУ ВВЭР, чётко видят и понимают, какие проблемные вопросы на сегодняшний день имеются по горизонтальным ПГ отечественного проекта. Важнейшими факторами признаются отклонения от норм ВХР, напряжённое состояние металла ТОТ и стояночная консервация.

Однако перечень факторов этим далеко не исчерпывается. Нельзя исключать, что со временем будут выявлены новые проблемы, считает докладчик.

По холодным коллекторам реабилитирующие мероприятия можно считать выполненными, и в дальнейшем необходимо только продолжать мероприятия по повышению качества ВХР.

По сварному соединению №111 повреждения вызываются комплексным сочетанием температурных условий, механического и коррозионного воздействия. Дополнительную сложность здесь составляют трудности при мониторинге состояния рабочей среды в карманах коллекторов. Были установлены факты наличия в карманах коллекторов отложений, в которых содержится медь. Она же была найдена и в трещинах.

Чтобы обеспечить надёжную работу шва №111, нужны меры, исключающие или ослабляющие воздействие различных факторов - высокий уровень механических напряжений, коррозионное воздействие рабочей среды, низкое качество поверхности карманов коллекторов, температурные условия эксплуатации зоны сварного соединения, и так далее. Исследования в этом направлении продолжаются.

Остаются и другие проблемы, требующие повышенного внимания. Так, у нас пока нет методик для практического применения по оценке срока службы металла коллекторов ПГ. При прогнозировании состояния ТОТ используются абсолютные значения количества заглушенных труб, при этом не принимаются в расчёт многие другие факторы.

Прогнозирование на основе физических и химических моделей пока не является достаточно продуктивным, поскольку не удаётся обоснованно перейти от микропроцессов к реальной ситуации в ПГ. Необходимо работать над построением эмпирических корреляционных моделей, связывающих относительные параметры дефектности с параметрами эксплуатации. Такие модели позволят не только оценивать будущее состояние, но и влиять на него, управляя параметрами.

Предполагается также проводить ретроспективный и перспективный анализ деградации элементов после каждого цикла эксплуатации (периода между контролями), на основе которого будет корректироваться подход к прогнозированию и будут предлагаться корректирующие мероприятия. Такой подход, как отметил в заключение Станислав Давиденко, соответствует рекомендациям МАГАТЭ.

Ключевые слова: Парогенераторы, ОКБ Гидропресс

---

Другие новости:

Лёсобетон родом из Козлодуя

Интервью с участниками национального движения русофилов Болгарии - ветеранами АЭС "Козлодуй".

Обнинский филиал НИФХИ поставил пробную партию молибдена-99 в Польшу

После успеха пробной партии можно говорить о регулярных поставках за рубеж.

Ловержон останется в AREVA, несмотря на колоссальные ошибки - СМИ

Срок контракта с Ловержон окончится летом 2011 года.

---

---

---

---

Поиск по сайту: