 |
||
|
Нулевой отказ по-американски Smith, для AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 13.12.2014
По сравнению с 2007 годом среднегодовая доля энергоблоков с РУ типа PWR и BWR на территории США, на которых не фиксировалось ни одного случая повреждения твэлов, довольно заметно выросла - с 75% до 94% (Рис.1), что является историческим максимумом для американской атомной отрасли. Более того, на 2015 год поставлена задача достижения нулевого значения по этому показателю. Рис.1. Доля РУ США, на которых не было повреждений твэлов, данные INPO.  Столь впечатляющие успехи стали возможны благодаря координации усилий операторов АЭС и организаций, производящих ядерное топливо, а также научных институтов отрасли, которые были направлены на выявление и последующее устранение основных причин повреждения твэлов (Табл.1). Таблица 1. Причины повреждений ЯТ на АЭС США в 2000-2006 гг., данные INPO.
Разработка технических руководств В 2004 году американский институт исследований в области электроэнергетики (Electric Power Research Institute, EPRI) усовершенствовал имевшуюся базу данных по надёжности ядерного топлива. В неё была включена информация не только по ретроспективе эксплуатации всех действующих энергоблоков АЭС США, но и по большому числу энергоблоков, участвующих в международной программе по повышению уровня надёжности топлива. База данных доступна для операторов АЭС и предоставляет информацию по опыту эксплуатации того или иного типа ТВС, по случаям повреждения твэлов, проектам компоновки активных зон (а.з.), типу органов регулирования, химическому составу теплоносителя и т.д. В 2005 году институт по эксплуатации АЭС (Institute of Nuclear Power Operations, INPO) поставил перед атомной промышленностью США амбициозную цель, которая заключалась в том, чтобы уже к 2010 году свести к нулю повреждения твэлов на всех без исключения АЭС США. Сейчас понятно, что эта цель так и не была достигнута в установленные сроки, но существенно улучшить ситуацию с повреждениями твэлов американцам удалось. В связи с этим производителями ядерного топлива была выдвинута инициатива по целостности топлива (Fuel Integrity Initiative), которая содержала в себе ряд мероприятий, призванных способствовать значительному улучшению характеристик оболочки твэла, а также декларировавшая необходимость разработки специального руководства по надёжности топлива. Уже в 2006 году были подведены итоги работы по инициативе, в рамках которой с производителями топлива активно сотрудничали и операторы АЭС. Было определено, какие именно действия должны в ближайшее время предпринять операторы АЭС, чтобы уменьшить количество случаев повреждения топлива, основными из которых оказались вполне ожидаемые: переход на проекты наиболее надёжных ТВС и улучшение методов исключения попадания инородных тел (дебрис-частиц) в потоки теплоносителя. Что касается руководства по надёжности топлива, то перед его разработкой специалисты института INPO опубликовали серию базовых документов, в которых была представлена информация по различным характеристикам используемых типов ТВС. Результатом этой работы стала подготовка "Руководства по достижению наилучших показателей ядерного топлива" (Guidelines for Achieving Excellence in Nuclear Fuel Performance), которое было обнародовано в июне 2007 года. В этом руководстве установлены целевые значения показателей, принятые по итогам работ в рамках упомянутой выше инициативы, которые могут быть получены при усовершенствовании регламентов, а также приведена информация о существующих технических руководствах по эксплуатации ядерному топливу. Информация, подготовленная INPO, легла в основу технических руководств EPRI, которые охватывают пять ключевых областей надёжности ядерного топлива: 1. "Осмотр и инспекция ядерного топлива" (Fuel Surveillance and Inspection); 2. "Коррозия оболочки и отложения на оболочках твэлов реакторов типа PWR" (Pressurized Water Reactor Fuel Cladding Corrosion and Crud); 3. "Коррозия оболочки и отложения на оболочках твэлов реакторов типа BWR" (Boiling Water Reactor Fuel Cladding Corrosion and Crud); 4. "Взаимодействие топливной таблетки с оболочкой твэла" (Pellet Cladding Interaction, PCI); 5. "Фреттинг-коррозия от соприкосновения решетки и твэла" (Grid-to-Rod Fretting). Указанные документы описывают наиболее передовые методы (как в области общего административного руководства процессами, так и конкретные практические действия в той или иной ситуации), которые должны позволить операторам АЭС в максимальной степени исключить случаи повреждения топлива по тем или иным причинам. Помимо уже упомянутых организаций (EPRI и INPO) в процесс подготовки технических руководств были вовлечены представители института по ядерной энергии (Nuclear Energy Institute, NEI), а также эксперты из эксплуатирующих компаний и организаций, изготавливающих ядерное топливо (Табл.2). Таблица 2. Роли основных участников в достижении нулевого отказа ядерного топлива.
Осмотр и инспекция ядерного топлива Это руководство призвано помочь операторам АЭС организовать эффективную программу осмотра и инспекции ядерного топлива, которая должна позволить установить пределы эксплуатационных характеристик как для уже существующих типов ТВС, так и для ТВС новых модификаций, а также установить порядок действий при возможном обнаружении повреждений топлива. В руководстве содержатся следующие необходимые рекомендации, применимые к реакторам типа PWR и BWR: - организация программы наблюдения и инспектирования ядерного топлива (визуальный осмотр, проверка наличия фреттинга решетка-твэл и т.д.), которая специфична для каждого энергоблока; - организация программы по предотвращению повторной загрузки в а.з. повреждённого ядерного топлива; - проведение анализа для определения причин, приведших к повреждению топлива; - оценка потребности в осмотре после внесения тех или иных изменений в проект ТВС, изменения химического состава теплоносителя, конфигурации а.з., длительности топливной кампании; - представление результатов проведённых инспекций в базу данных EPRI по надёжности ЯТ. Коррозия оболочек и отложения на твэлах в реакторах PWR Приведённые в этом руководстве рекомендации основаны на анализе инцидентов с повреждениями четырёх твэлов, которые произошли в Соединённых Штатах в 90-ых годах по причине коррозии, вызванной отложениями. Руководство охватывает имеющуюся информацию по изменениям компоновки а.з., конструкции ТВС, а также химического состава теплоносителя, которые в перспективе могут привести к коррозии оболочек и отложениям на твэлах. Данное руководство предписывает следующие основные действия: - включать оценку риска коррозии, вызванной отложениями, в процесс разработки компоновки а.з. для каждой топливной кампании. - оценивать влияние изменений компоновки а.з. и проектов ТВС на критические факторы, приводящие к образованию отложений, и принимать меры для уменьшения риска появления подобных отложений; - поддерживать уровень pH теплоносителя >7, что является обязательным условием сохранения ксенонового равновесия при работе реактора на полной мощности, в начале топливной кампании рН должен быть максимально (насколько это возможно) высоким, при обязательном соблюдении ограничений по содержанию лития в теплоносителе, указанных поставщиком ЯТ; - анализировать состав теплоносителя во время останова и пуска реактора с частотой, позволяющей проводить разумные оценки выделения и удаления никеля, железа и кобальта-58. Коррозия оболочки и отложения на твэлах реакторов BWR Это техническое руководство базируется на более чем 30-летнем опыте эксплуатации ядерного топлива в реакторах типа BWR. Как и в случае с подобным руководством для PWR, оно содержит рекомендации по проведению оценки риска коррозии, вызванной отложениями, при разработке компоновки а.з. для каждой топливной кампании, а также по контролю со стороны операторов АЭС содержания примесей и добавок в теплоносителе. В то же время, в отличие от руководства для PWR, в документе по BWR особый акцент делается на требования к поставщикам ЯТ, в частности, рекомендуется: - проводить анализ программы по гарантии качества при изготовлении ядерного топлива; - тщательно анализировать предложенные поставщиком ядерного топлива изменения химического состава сплава оболочек твэлов и ТВС; - проверять соответствие новых циркониевых сплавов на предмет удовлетворения требованиям по коррозионной стойкости, гидрированию и механическим свойствам ядерного топлива, предназначенного для работы в условиях сильного облучения. Ключевые слова: Безопасность, США, Статьи, Smith Другие новости: CEA продал французскому государству 7,15% акций AREVA У комиссариата осталось 54,37%. Подписано соглашение о строительстве третьего и четвёртого блоков АЭС "Куданкулам" Сегодня утром мы подписали генеральное рамочное соглашение и контракты на заказ основного оборудования для третьего и четвёртого блоков. В БВ-4 на Фукусиме осталось всего 70 кассет Компания надеется закончить разгрузку бассейна до конца 2014 года. |
Герой дня 
25 ноября 2014 года - 90 лет со дня рождения академика РАН, Героя Социалистического труда, лауреата Ленинской премии и Государственных премий СССР и Российской Федерации, доктора технических наук Ф.М.Митенкова. ИНТЕРВЬЮ
Денис Флори МНЕНИЕ
Владимир Рычин 
|