Гражданский Центр ядерного нераспространенияГражданский сайт ядерного нераспространения
На главную   English
Поиск:
Эксклюзив | Архив | Публикации | О нас | Ссылки | Форум | Гостевая

4 января 2001

Новые разработки в атомной промышленности

О продлении срока эксплуатации блока атомной электростанции

УДК 621.039.004.58
Ю.Г. Вишневский, А.Т. Гуцалов, Госатомнадзор России,
И.В. Калиберда, НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России 

В период с декабря 2001 г. по 2005 г. заканчиваются сроки эксплуатации действующих блоков атомных станций первых поколений. В статье представлена позиция государственного органа по регулированию ядерной и радиационной безопасности в отношении деятельности по продлению сроков эксплуатации действующих АЭС. 

In the period from December 2001 to 2005 the service lives of the acting bloks of nuclear power stations of the first generation will expire. The is presented a position of the State body dealing with the control of nuclear and radiation safety with respect to the activity aimed at the prolongation of service lives of the acting nuclear power stations. 

Правительством Российской Федерации утверждена "Программа развития атомной энергетики Российской Федерации на 1998-2005 годы и на период до 2010 года", предусматривающая, в частности, модернизацию, техническое перевооружение и реконструкцию действующих блоков АЭС, обеспечивающих безопасную эксплуатацию за пределами назначенных в проектах сроков эксплуатации. В связи с этим Госатомнадзор России имеет следующую позицию в отношении задач, подлежащих решению в ближайшее время.

Госатомнадзор России не имеет принципиальных возражений против продления срока эксплуатации действующих энергоблоков. 

В то же время Госатомнадзор России считает, что лицензия на эксплуатацию энергоблока АЭС сверх назначенного в проекте срока эксплуатации может быть выдана при выполнении условий, установленных в разработанных нормативных документах по продлению срока эксплуатации.

Техническое перевооружение, модернизация и реконструкция (частичная) осуществляется на ряде энергоблоков АЭС уже в течение нескольких лет в целях обеспечения безопасной эксплуатации в период установленного (назначенного) срока эксплуатации. В связи с этим отдельные энергоблоки АЭС первого и второго поколений становятся более безопасными, чем предусмотренные проектом. 

Справедливым является то, что несмотря на приложенные усилия по техническому перевооружению энергоблоков АЭС, эти объекты не удовлетворяют в полной мере современным концепциям и критериям обеспечения безопасности. Это объясняется тем, что нормативное регулирование вопросов безопасности АЭС значительно усовершенствовалось и в большей мере ориентировано на создание АЭС повышенной безопасности, т.е. АЭС новых поколений. Вместе с тем действующие блоки хорошо себя зарекомендовали, что подтверждают ежегодные анализы текущего состояния объекта и его безопасности. 

Продолжение эксплуатации энергоблоков после окончания назначенного срока службы, если при этом гарантируется безопасность, обеспечивает получение прибыли и средств на покрытие эксплуатационных расходов, поддержание безопасности, последующий вывод из эксплуатации АЭС, создание замещающих мощ-ностей.

Сложившаяся в России обстановка не позволила своевременно осуществить завершение строительства и ввод в эксплуатацию новых блоков АЭС. Гибкое решение заключается в создании основы для продолжения эксплуатации действующих блоков. Это техническое перевооружение, модернизация и, если потребуется, реконструкция. 

Модернизация и техническое перевооружение послужили основой для принятия решений о продлении сроков эксплуатации АЭС в ряде зарубежных стран, например в Финляндии. 

Необходимость модернизации и технического перевооружения подтверждается провозглашенным принципом, что ядерная энергия используется на благо общества и должна быть безопасна для здоровья людей.

Руководство российских АЭС в соответствии с действующими нормативными документами не имеет права самостоятельно принимать решение и вести работы по изменению проекта, связанные с изменением характеристик безопасности. При этом все технические и организационные решения, принимаемые для обеспечения безопасности атомной станции, должны быть апробированы прежним опытом или испытаниями, соответствующими исследованиями, опытом эксплуатации прототипов и соответствовать принятым для атомной энергетики нормам и правилам. 

Работы по модернизации, техническому перевооружению и реконструкции должны основываться на перечнях несоответствий энергоблоков АЭС основным действующим нормативно-техническим документам, а также разработанной и согласованной в установленном порядке проектно-конструкторской документации. 

В свое время для большинства блоков АЭС первого и второго поколений были разработаны Концепции реконструкции, по которым велись и ведутся работы по ремонту, замене оборудования, восстановлению утраченного ресурса оборудования. 

За счет проведения работ по модернизации на ряде блоков АЭС удалось: 

  • повысить сейсмостойкость оборудования и сооружений АЭС; 
  • повысить надежность оборудования путем его замены на новое, удовлетворяющее требованиям современных нормативных документов; 
  • повысить пожарную безопасность; 
  • повысить безопасность за счет разработки и введения в действие нормативных документов - руководств по управлению авариями, регламентов и инструкций проверок и контроля и т.п. 

Техническое перевооружение и модернизация решают задачу преодоления морального старения блоков АЭС. Проблема физического старения существовала всегда. Когда конструкция исчерпала свой ресурс, она представляет большую опасность, в связи с чем сле-дует строго отслеживать, как расходуется ресурс обо-рудования. 

Ресурс конструкции (оборудования) связан с имеющимся запасом прочности зависимостью z(t) = R(t) - S(t), где R(t) - характеристика прочности объекта (расчетное сопротивление в наиболее неблагоприятной точке, несущая способность и т.п.); S(t)-характеристика состояния объекта (напряжение, усилие в наиболее неблагоприятной точке и т.п.). 

Механизмы старения оборудования и конструкций, как правило, являются многофакторными, их закономерности еще недостаточно изучены. Непосредственные обследования оборудования и конструкций - один из важнейших этапов для прогноза остаточного ресурса прочности.

Старение оборудования и конструкций оказывает существенное влияние на процесс исчерпания ресурса и определяет продолжительность безопасного срока эксплуатации. Определение остаточного ресурса конструкций (изделий) - одна из актуальнейших задач предупреждения спонтанного (мгновенного) разрушения конструкций.

Скорость исчерпания ресурса является интегральной величиной и определяется совместным воздействием факторов старения, что усложняет определение остаточной прочности. С ростом параметров факторов (напряжений) увеличивается скорость исчерпания ресурса от начала жизненного цикла объекта до его пре-дельного (безопасного) состояния.

В ходе эксплуатации АЭС Госатомнадзор России участвует в работах по "контролю, оценке, прогнозирова-нию и управлению ресурсом оборудования (КОПУР). 

Большой опыт эксплуатации АЭС показывает, что элементы оборудования (за исключением некоторых его видов) несмотря на приближение к исчерпанию своего проектного срока эксплуатации, остаются надежными и безопасными. Однако вызывает опасение наблюдающийся в последние годы формальный характер работ по продлению ресурса оборудования.

По результатам проведенных инспекций на ряде АЭС прослеживается заметное увеличение числа случаев продления ресурса оборудования вместо необходимой его замены. Не выполнен значительный объем ранее запланированных работ по замене оборудования, выработавшего свой ресурс, из-за недостаточного финансирования, отказа некоторых производителей (в основном из стран СНГ) поставлять оборудование с оплатой по взаимозачетным схемам, отсутствия комплектующих, невыполнения поставщиками своих договорных обязательств.

Критична ситуация с контролем остаточного ресурса электрооборудования. Срок службы этого оборудования иногда переназначается несколько раз.

Контроль за старением оборудования и конструкций - одна из важнейших задач обеспечения управления старением (сроком службы). Следует отметить, что до настоящего времени практически не существует надежных методик определения остаточного ресурса, а также надежных баз знаний для их применения с целью управления старением.

Задача управления сроком службы (УСС) АЭС поставлена недавно Минатомом России. Идея УСС в настоящее время реализована в виде Концепции по управлению сроком службы АЭС, а также Программы НИР и НИОКР, направленной на разработку нормативного обеспечения УСС.

В целом идея УСС достаточно актуальна и приемлема для общественности. Она разумно сочетает подход к обеспечению безопасности и экономичности АЭС на основе бережного расходования ресурса основного оборудования АЭС и его своевременного восстановления.

Для внедрения УСС АЭС требуется наличие развитой информационно-измерительной системы, обеспечивающей анализ текущего состояния компонентов АЭС и прогноз его состояния в различные периоды эксплуатации. Для создания, функционирования и поддержания этой системы необходимы большие средства. Эта задача будет решаться при создании новых АЭС. Очень важно начать внедрять УСС на новых объектах, что обеспечит возможность управления сроком службы основного оборудования.

Для действующих блоков АЭС задача внедрения УСС также может быть реализована в отношении установленного нового оборудования, срок службы которого заранее определен. 

Управление сроком службы АЭС и продление срока эксплуатации АЭС - это две похожие, но разные задачи. Для действующих блоков АЭС можно планировать только продление срока эксплуатации, если доказана такая возможность, а также УСС отдельного оборудования. Понятие "срок эксплуатации" применимо к блоку в целом; "управление сроком службы" наиболее справедливо применять к оборудованию, так как речь идет о ресурсных характеристиках системы, подсистемы, элемента. Фактически, понятие УСС аналогично понятию "управление старением". Для принятия решения о продлении срока эксплуатации блока АЭС рассматриваются в комплексе вопросы морального и физического старения блока, в том числе наличие ресурса у оборудования и систем блока АЭС, а также приемлемость функционирования блока АЭС для населения, проживающего в зоне влияния АЭС с учетом социальных и демографических факторов, изменившейся за период 30-летней эксплуатации АЭС инфраструктуры в районе размещения АЭС. 

Управление сроком службы АЭС - способ обеспечения продолжения эксплуатации. Основой для проектирования блока АЭС является определение (назначение) срока его эксплуатации. Согласно назначенному сроку эксплуатации проводится выбор основных размеров главных компонентов блока и материалов, из которых они будут изготовлены, чтобы обеспечить эксплуатацию без отказов (наступления предельных состояний) в продолжение периода эксплуатации.

Вместе с тем срок эксплуатации назначается на основе представления о возможных средних значениях срока эксплуатации Тн в отношении каждого оборудования. Срок оптимальной эксплуатации объекта определяется в соответствии со сроком Тн важного, но незаменяемого критичного оборудования (реактор). 

Но Тн критичного оборудования и объекта в целом может быть превышен, если применять с самого начала жизни блока управление ресурсными характеристиками компонентов блока, т.е. Тн + DТ < Т, где Т - срок эксплуатации до наступления предельного состояния наибо-лее критичного оборудования; ДТ -дополнительный срок эксплуатации наиболее критичного оборудования. 

Выше уже отмечалась важность для внедрения УСС информационно-измерительной системы, которая обеспечит учет и контроль расходования ресурса критичного оборудования. 

Дополнительный срок эксплуатации оборудования и объекта в целом назначается поэтапно, так как определить безопасный срок эксплуатации в самом начале эксплуатации очень трудно. Очень важно обеспечить остаток ресурса у компонентов АЭС, важных для вывода блока АЭС из эксплуатации. Для этого необходим осторожный подход к определению дополнительного срока эксплуатации.

Дополнительный срок эксплуатации назначается по году, по 5 лет, например DТ = DТ1 + DТ2 в зависимости от качества обоснования безопасности. 

Управление сроком службы имеет целью прогнозировать и управлять DТ, чтобы иметь возможность про-длевать срок эксплуатации блока АЭС. 

Таким образом модернизация, предупреждающая моральное старение блока АЭС, и методология УСС вполне способны обеспечивать разумное использование ресурсных возможностей основного оборудования.

Модернизация - основа для того, чтобы продлевать срок эксплуатации блока АЭС, соответствующего на каждом этапе эксплуатации в период Тн , DТ1, DТ2 и т.д. современным критериям безопасности, установленным в действующих нормах и правилах. 

Возможно, что можно будет достигать больших значений DТ. Однако вывод из эксплуатации является естественным и закономерным событием. Ему может предшествовать реконструкция, которая обеспечит преодоление физического и морального старения блока АЭС и создаст возможность декларировать безопасность блока АЭС сразу на достаточно большой срок (10 -15 лет) дополнительной эксплуатации.

Безопасный срок эксплуатации блока АЭС может достигать 40 лет и более. На всех станциях как России, так и других стран неизбежно будут внедряться новые технологии и нормы. 

Ответственность за обоснование и принятие решения о продолжении эксплуатации лежит на эксплуатирующей организации. Именно она должна оценить свои затраты и выгоды, отдавая наивысший приоритет тем мерам, которые обеспечивают наилучшее соответствие между выгодой и безопасностью. 

Немалое значение будет иметь состояние радиационной безопасности, а также стремление эксплуатирующей организации минимизировать до соответствующих требованиям санитарных норм радиоактивные выбросы и сбросы в окружающую среду, а также образование и пребывание в непереработанном виде радиоактивных отходов на площадке АЭС.

Выдача лицензии на продолжение эксплуатации возможна после того, как будут представлены в Госатомнадзор России обоснования безопасной эксплуатации АЭС в период дополнительного срока эксплуатации, рассмотрены и одобрены им. 

Результаты анализа безопасности блоков АЭС, эксплуатация которых будет продолжена, будут предоставлены общественности. 

Госатомнадзор России не будет вносить в процесс технической оценки безопасности зависимость от аспектов социально-экономического характера. Но в то же время будут поддержаны все разумные предложения по модернизации и реконструкции, направленные на повышение (обеспечение) безопасности блоков АЭС, эксплуатация которых будет продолжена. 

Для выработки оптимальных и безопасных подходов и принципов по вопросам продления сроков эксплуатации блоков АЭС Госатомнадзор России, имея научно-техническую поддержку со стороны своего научно-технического центра по ядерной и радиационной безопасности, стремится привлекать к этой деятельности другие российские научные организации и институты, а также получать помощь от международной организаций, включая МАГАТЭ, и своих коллег из других стран.


Ваше мнение (комментарий к статье)?


Ваше имя:

Ваш комментарий:

Впишите в следующее поле буквы которые Вы видите на картинке.


Реклама
Здесь может быть ваша реклама

Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования
Эксклюзив | Архив | Публикации | О нас | Ссылки | Форум | Гостевая
На главную   Вверх   Назад

660000. Главпочтамт, а/я 25211, г. Красноярск, Россия.
e-mail: ccnnp@yandex.ru, NuclearNo.ru
© 2000. Дизайн: NuclearNo.ru