Об инженерных и технических аспектах деятельности АО «Атомтехэнерго», которое готовится отметить 35-летний юбилей, нашему журналу рассказал Владимир Дерий, главный инженер компании
Задачи «Атомтехэнерго» сегодня – это выполнение комплекса работ по вводу новых энергоблоков АЭС в эксплуатацию, и комплекса работ по обеспечению эксплуатации действующих энергоблоков АЭС, включая реконструкцию, модернизацию и продление ресурса. Это участие в разработке проектов АЭС, включая АСУ ТП, наладочные, инжиниринговые, экспертные и консалтинговые услуги в области атомной и тепловой энергетики, осуществление инновационной деятельности, а до недавнего времени – подготовку эксплуатационного и ремонтного персонала для АЭС в учебно-тренировочных центрах.
За время своего существования специалисты АО «Атомтехэнерго» приняли участие в выполнении пусконаладочных работ и испытаний на 22 энергоблоках в СССР и России, 17 энергоблоках за рубежом. Накоплен огромный и уникальный опыт по выполнению технического руководства вводом в эксплуатацию, выполнению комплекса работ по вводу в эксплуатацию, пусконаладочным работам и испытаниям вводимых в эксплуатацию энергоблоков АС.
Предприятие имеет более тридцати лицензий на осуществление различных видов деятельности по всем основным направлениям в области атомной и традиционной энергетики, включая проектирование, конструирование и изготовление оборудования, имеет сертификаты на соответствие системы менеджмента качества предприятия требованиям международных стандартов.
Сфера интересов предприятия не ограничивается только отечественной атомной энергетикой. «Атомтехэнерго» успешно участвовал в выполнении практически всех международных обязательств нашей страны по оказанию технического содействия по сооружению атомных электростанций в странах Восточной Европы, в Финляндии, в Китае и в Иране. Активная внешнеэкономическая деятельность осуществляется предприятием и в настоящее время. Белоруссия, Иран, Китай, Индия, Финляндия, Венгрия, Египте, Бангладеш – вот далеко не полный перечень стран, в которых специалисты «Атомтехэнерго» уже работают или в которых им предстоит работать в самом ближайшем будущем.
Предприятие активно сотрудничает с АО «Концерн «Росэнергоатом» и его филиалами, с АО «Атомстройэкспорт», АО ВНИИАЭС, АО «ОКБ «Гидропресс», НИЦ «Курчатовский институт», с ИК АСЭ, с другими организациями – разработчиками и поставщиками оборудования для атомных станций, с монтажными и пусконаладочными предприятиями. Успешно выполняются задачи по поддержке эксплуатации действующих энергоблоков АЭС – Смоленской, Курской, Калининской, Нововоронежской, Балаковской, Ростовской и других АЭС.
На всех этапах
Инжиниринговая деятельность «Атомтехэнерго» обеспечивает выполнение работ по вводу в эксплуатацию на всех этапах сооружения энергоблоков. Мы оснащены самыми современными техническими средствами, внедряем новые методики, новые средства контроля, сами производили и производим приборы и средства технической диагностики (современные средства технического диагностирования трубопроводной арматуры с электроприводом) и химического контроля (микропроцессорные средства измерения), которые используются при проведении ПНР, технической поддержке эксплуатации действующих АЭС, и при обучении эксплуатационного персонала АЭС (мы вели эту деятельность в собственных центрах до текущего года, сегодня эта функция передана Технической Академии).
Оборудование, разработанное в Атомтехэнерго, внедрено и успешно работает на атомных станциях Концерна и ряде химических цехов ТЭЦ «Мосэнерго». Стоит отметить созданную нами Систему экспериментального контроля, которую мы успешно разработали и поставили для блоков 3, 4 Калининской АЭС, блоков № 2, 3, 4 Ростовской АЭС. В 2013 году (по результатам испытаний в Ростест-Москва) были получены сертификаты соответствия ГОСТ Р на разработанные Атомтехэнерго устройство выдачи дозиметров «Бета-480» и устройство контроля мелких предметов.
Одним из важных аспектов технического развития является созданный в Атомтехэнерго метод натурного экспериментального обоснования условий эксплуатации АЭС. Обоснование безопасной и экономичной эксплуатации АЭС в общем случае проводится в следующих условиях: виртуальные (при проектном расчетном обосновании, включая расчетное моделирование); лабораторные (при испытаниях моделей элементов (оборудования) в лабораторных условиях); стендовые (при испытаниях изолированных натурных элементов (оборудования) при имитации условий (воздействий) на специализированных стендах); автономные (при испытаниях изолированных натурных элементов на заводах-изготовителях, в специализированных организациях, на АЭС); и натурные (при испытаниях оборудования, смонтированного на реальном объекте, при наличии всех влияющих на значения характеристик технологических и механических взаимосвязей с другими элементами систем).
Натурное обоснование
Экспериментальное обоснование и обеспечение ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС является традиционной и наиболее емкой областью деятельности «Атомтехэнерго», содержанием которой являются пусконаладочные работы, представляющие собой проведение специальных испытаний в той или иной форме на натурном объекте. Причиной необходимости натурного экспериментального обоснования при вводе в эксплуатацию стала невозможность полного моделирования работы натурных конструкций как расчетным путем (при разработке и проектировании), так и в лабораторных (стендовых) условиях, в силу чего возникает необходимость подтверждения проектных условий эксплуатации и проектного ресурса оборудования при полном соответствии реальным условиям эксплуатации, т.е. в натурных условиях. Такое соответствие можно обеспечить только после монтажа оборудования и выполнения всех необходимых для каждого конкретного случая предшествующих испытаний.
Разработка метода натурного экспериментального обоснования условий эксплуатации АЭС была начата в «Атомтехэнерго» со времени основания организации, путем создания системы нормативного регулирования ввода в эксплуатацию, опирающейся на имевшийся и приобретаемый опыт выполнения работ.
Дальнейшее развитие метод получил при решении научной проблемы оптимизации условий эксплуатации оборудования и сооружений реакторных установок с водяным теплоносителем, направленной на обоснование прочности и ресурса при вводе в эксплуатацию. В процессе этой работы было показано, что ввод в эксплуатацию можно рассматривать как специфический процесс обоснования и оптимизации условий эксплуатации, оптимизации ресурса оборудования.
При развитии метода были созданы научные основы ввода в эксплуатацию АЭС, включающие теоретические основы процесса ввода в эксплуатацию.
Развитие метода натурного экспериментального обоснования условий эксплуатации АЭС ведется по следующим направлениям: совершенствование нормативного регулирования ввода в эксплуатацию; создание новых направлений натурного экспериментального обоснования условий эксплуатации АЭС; развитие методического обеспечения, включая научные разработки в этой области.
Сложившаяся тематика натурного экспериментального обоснования и обеспечения условий эксплуатации АЭС как при вводе в эксплуатацию, так и при дальнейшей эксплуатации содержит: экспериментальное обоснование и обеспечение ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС; обоснование и оптимизацию условий эксплуатации; управление ресурсом оборудования при вводе в эксплуатацию и эксплуатации; диагностическое обеспечение прогнозирования и предотвращения технологических нарушений эксплуатации оборудования, перехода на ремонт оборудования по техническому состоянию; обоснование сейсмостойкости оборудования АЭС; экспериментальное обеспечение эксплуатации систем внутриреакторного контроля.
В процессе развития метода натурного экспериментального обоснования условий эксплуатации АЭС были созданы новое научное направление и научная школа. Список диссертаций, разработанных по различным темам этого метода, – 10 кандидатских и 3 докторских.
Сейсмическая безопасность
Еще одно направление, о котором важно упомянуть – обеспечение сейсмической безопасности энергоблоков атомных станций. В управлении диагностики, сейсмической безопасности и расчетного анализа АО «Атомтехэнерго» работают ведущие специалисты отрасли в области обеспечения сейсмической безопасности АЭС. В связи с резонансным характером колебательных процессов, возникающих при землетрясениях и других внешних воздействиях на оборудование АЭС, точные значения этих воздействий определяются знанием реальных значений собственных частот и декрементов колебаний оборудования, которые могут быть определены только экспериментально – непосредственно на энергоблоках, в условиях реального раскрепления оборудования, трубопроводной обвязки, теплоизоляции и т. п. По экспериментальным значениям собственных частот и декрементов должны корректироваться расчетные схемы, по которым проводятся перерасчеты сейсмостойкости.
Для дополнения действующей нормативной базы в части методических требований к определению собственных динамических характеристик систем и элементов АЭС, позволяющих на основе знания этих характеристик гарантировать адекватность оценок сейсмостойкости и устойчивости к другим видам внешних воздействий, в «Атомтехэнерго» был разработан расчетно-экспериментальный метод обоснования сейсмостойкости важных для безопасности систем и элементов энергоблоков АЭС в натурных условиях, разработана и утверждена Концерном «Методика подтверждения динамических характеристик систем и элементов энергоблоков АЭС, важных для безопасности» МТ 1.2.2.04.0069-2012. Выполнено обобщение и систематизация результатов расчетно-экспериментальной проверки и обеспечения сейсмостойкости около 14000 единиц оборудования АЭС, охватывающего практически всю номенклатуру важного для безопасности оборудования энергоблоков с реакторами ВВЭР-440, ВВЭР-1000, ВВЭР-1200, РБМК и БН-800.
Разработана концепция и создана база данных сейсмической квалификации оборудования для оптимизации объема расчетно-экспериментальных исследований сейсмостойкости на основании проверок ранее аттестованного и включенного в базу оборудования, систематизации и обобщения расчетных и экспериментальных обследований, проведения косвенных оценок сейсмостойкости однотипного оборудования на основании ранее проведенных обследований.
Специалистами АО «Атомтехэнерго» исследована возможность и условия применения рекомендуемой МАГАТЭ методики оценки запаса сейсмостойкости (SMA) на АЭС отечественных проектов. Разработан отраслевой нормативный документ Стандарт организации «Оценка запаса сейсмостойкости зданий, сооружений и оборудования атомных станций» СТО 1.1.1.02.009.1421-2018, представляющий собой адаптированную к применению на АЭС российских проектов методику ОЗС (SMA).
Техническое диагностирование
Ключевой целью и задачей технического диагностирования в атомной энергетике является обеспечение эффективной и безопасной эксплуатации энергоблоков АЭС. Практика применения на отечественных пусковых АЭС активно развивающихся методов и средств диагностики по опыту проведения пусконаладочных работ на энергоблоках № 3, 4 Ростовской АЭС, блока № 1 ЛАЭС-2 способствует улучшению показателей ввода в эксплуатацию энергоблоков: повышению качества, сокращению сроков, оптимизации процессов пусконаладочных работ, что в целом ведёт к достижению установленных ключевых целей и задач. За последние 3-4 года в АО «Атомтехэнерго» активно внедрены новые подходы и новые методы диагностического сопровождения и обеспечения пусконаладочных работ при вводе в эксплуатацию энергоблоков АЭС. Это прежде всего новаторский метод синхронного диагностического обеспечения при наладке электроприводной арматуры, который позволил в ходе настройки привода и при первых его включениях диагностировать скрытые заводские дефекты в приводе и арматуре, своевременно их устранять в процессе настройки с повторной проверкой работоспособности и диагностикой состояния, что значительно сократило на выходе из наладки до 80% количества дефектной арматуры, а также временные потери.
«Атомтехэнерго» более 25 лет является лидером в области разработки диагностического обеспечения для электроприводной трубопроводной арматуры атомных электростанций. Техническое диагностирование электроприводной трубопроводной промышленной арматуры, как наиболее распространённой на АЭС, представляет практический интерес в связи с ее значительным влиянием на безопасность АЭС и относительно высокими затратами на ее ремонт. На одном энергоблоке АЭС может эксплуатироваться до 5 тысяч единиц электроприводной трубопроводной арматуры. Специалистами «Атомтехэнерго» самостоятельно разработано полное, не имеющее аналогов в отрасли, диагностическое обеспечение для электроприводной трубопроводной арматуры, включающее методику диагностирования; специализированный компьютерный программный комплекс ATE Valve Diagnostic DB для использования диагностическими подразделениями организаций при выполнении работ по диагностированию электроприводной трубопроводной арматуры; стенд для испытания, настройки электроприводов и определения их функциональных характеристик «АТЭ ТС-3000»; многофункциональное устройство измерения и регистрации электрических, механических и временных параметров «АТЭ СД-10».
Шагом вперёд можно назвать применение на АЭС мобильных приборов для количественного контроля протечек в затворе арматуры без её демонтажа, плотности и герметичности типа «Юнископ», принцип действия которых основан на контроле сигналов акустической эмиссии при пропуске арматуры, что является замыкающим звеном в диагностике работоспособного состояния и показателем гарантированной качественной и правильной настройки электропривода арматуры.
Специалистами Смоленского филиала «Смоленскатомтехэнерго» АО «Атомтехэнерго» впервые были внедрены сотовые уплотнения на турбинах АЭС РФ. За 2011-2018гг. успешно выполнены работы по замене традиционных лабиринтовых уплотнений сотовыми уплотнениями на турбогенераторах Смоленской и Нововоронежской АЭС.
АО «Атомтехэнерго» предоставляет полный комплекс работ по внедрению сотовых уплотнений: проведение тепловых испытаний турбин с целью определение фактических энергетических характеристик турбоагрегата; разработку проектно-конструкторской документации на основании фактической энергетических характеристик турбоагрегата; изготовление сотовых уплотнений в соответствии с проектно-конструкторской документации; разработку монтажной документации и монтаж сотовых уплотнений; проведение тепловых испытаний турбин с целью определение фактической энергетических характеристик турбоагрегата после установки сотовых уплотнений.
Благодаря сотовым концевым уплотнениям, установленным на ЦНД ТГ-3 Смоленской АЭС, прирост мощности турбины составил 0,5 МВт, благодаря сотовым диафрагменным уплотнениям – 1,5 МВт.
В настоящее время АО «Атомтехэнерго» ведет работы по установке сотовых концевых и диафрагменных уплотнений на ЦВД ТГ-3 Смоленской АЭС.
Немаловажной и актуальной на сегодняшний день задачей диагностики состояния оборудования при вводе в эксплуатацию остаётся опережающее выявление дефектов с применением различных методов и методик и роль барьера качества на пути продвижения дефектов и несоответствий к периоду перехода энергоблока в режим эксплуатации. Таким направлением является комплексная диагностика вращающихся агрегатов, так называемый мульти-метод или метод экспертной диагностики, который выполняет функцию «барьера качества», включающего: первый барьер – это опережающая диагностика технического состояния роторного оборудования при приёмо-сдаточных испытаниях на заводе-изготовителе; второй барьер – опережающая диагностика состояния в период монтажа и при первых включениях оборудования после монтажа.
В единой команде
Ввод блока в эксплуатацию – это координация усилий десятков организаций. Для осуществления эффективных вертикальных и горизонтальных связей между организациями участниками ввода энергоблока в эксплуатацию образовываются различные институты взаимодействия, такие как Рабочие подкомиссии, Рабочая комиссия, Группа управления пуском. Процедуру взаимодействия различных организаций можно показать на примере работы Группы управления пуском. Для осуществления непосредственного руководства пуском энергоблока Заказчиком-застройщиком образуется группа руководства пуском (ГРП). ГРП является коллегиальным рабочим (техническим) органом. ГРП осуществляет научно-техническое и оперативное руководство работами по вводу энергоблока в эксплуатацию.
ГРП создаётся на период ввода в эксплуатацию энергоблока в составе пускового комплекса, начиная с выполнения индивидуальных испытаний систем и оборудования, выполняемых на подготовительном этапе сооружения и ввода в эксплуатацию энергоблока и заканчивая испытаниями на этапе освоения номинальной мощности. Полномочия ГРП прекращаются после подписания ПК акта приёмки Пускового комплекса в промышленную эксплуатацию.
В состав ГРП включены представители практически всех организаций, участников ввода энергоблока в эксплуатацию, а именно: филиала застройщика (включая председателя РК); генерального подрядчика по сооружению; субподрядных организаций по СМР (при необходимости); генерального подрядчика по ПНР; субподрядных организаций по ПНР (при необходимости); генерального проектировщика; научного руководителя проекта АС и РУ; научного руководителя пуска блока АС; главного конструктора РУ; заводов-изготовителей основного оборудования и аппаратуры. При необходимости в состав ГРП могут быть включены представители и других заинтересованных организаций.
Состав ГРП и её председатель – главный инженер АЭС назначаются приказом АО «Концерн Росэнергоатом» после согласования её состава с организациями, осуществляющими научно-технический и авторский надзор за вводом в эксплуатацию Пускового комплекса. Организации, представители которых включаются в состав ГРП, представляют письменное подтверждение полномочий своих представителей.
Все решения и указания ГРП являются обязательными для исполнения подразделениями АС и всеми организациями, участвующими в работах по вводу в эксплуатацию энергоблока. Решения ГРП оформляются протоколами, подписанными членами ГРП и утверждаются председателем ГРП или его заместителем.
ГРП является коллегиальным органом, и решения должны быть согласованы всеми её членами. Несогласие отдельных членов ГРП с предлагаемыми решениями может быть отменено только письменным указанием руководства организации, представителем которой является член ГРП. ГРП привлекает к работе в качестве специалистов по отдельным вопросам представителей других организаций и предприятий, осуществляющих работы по вводу в эксплуатацию и авторскому надзору по отдельному оборудованию.
Весь опыт – в копилку
За период существования Общество приняло непосредственное участие в сооружении и вводе в эксплуатацию более 30 энергоблоков за рубежом – на Южноукраинской, Запорожской, Ровенской, Хмельницкой, АЭС «Пакш» в Венгрии, АЭС «Богунице» и «Моховце» в Словакии, АЭС «Дукованы» и «Темелин» в Чехии, АЭС «Козлодуй» в Болгарии, АЭС «Норд» в Германии, АЭС «Тяньвань» в Китае, АЭС «Бушер» в Иране, АЭС «Куданкулам» в Индии.
Одним из важнейших, и, в ближайшей перспективе 2020-2030гг., основным направлением деятельности (в соответствии с дорожной картой) будет ввод в эксплуатацию объектов использования атомной энергии за рубежом. С учетом уже имеющегося опыта организации и выполнения работ как при сооружении АЭС в РФ, так и за рубежом у АО «Атомтехэнерго» сформировались достаточные компетенции, которые позволили к настоящему времени заключить контракты по Белорусской АЭС (2 блока), АЭС Руппур (2 блока), на завершающей стадии оформления и подписания находятся контракты по объектам использования атомной энергии в Венгрии (АЭС Пакш – 2 блока), Турции (АЭС Аккую – 4 блока), Иране (АЭС Бушер – 2 блока), Финляндии (АЭС Ханхикиви – 1 блок).
Отметим следующие тенденции по объему предлагаемых Заказчиком к выполнению и организации работ. Если ранее силами АО «Атомтехэнерго» в основном выполнялись пусконаладочные работы с разработкой сопутствующей пусконаладочной и отчетной документацией (в основном на вновь сооружаемых АЭС), то в новых заключенных контрактах (Белоруссия, Бангладеш) специалистами АО «Атомтехэнерго» выполняется разработка эксплуатационной документации, привлекается персонал заводов-изготовителей, поставщиков оборудования, осуществляется поставка нештатного приборного парка для выполнения ПНР, а так же расчет и поставка сред и материалов необходимых для обеспечения жизнедеятельности АЭС от начала пусконаладочных работ до предварительной приемки объекта.
Определенно, пройдет немного времени, и АО «Атомтехэнерго» замкнет на себе полный цикл подготовки, организации ввода в эксплуатацию, выполнения 100% объема пусконаладочных работ, получит компетенции в области поставок оборудования, сред, материалов и обеспечит привлечение эксплуатационного персонала для сопровождения пусконаладочных работ.
АО «Атомтехэнерго» постоянно развивает научно-техническое сотрудничество. Обмен опытом и лучшими практиками в инжиниринге АЭС производится на регулярной основе в рамках, организуемых АО «Атомтехэнерго» Международных научно-технических конференций «Ввод АЭС в эксплуатацию». Так, в октябре этого года АО «Атомтехэнерго» проводит 5-ю Международную научно-техническую конференцию «Ввод АЭС в эксплуатацию», посвященную в том числе и нашему 35-летию «Атомтехэнерго». Цель конференции – обмен опытом решения актуальных вопросов и задач и достижениями по тематике ввода АЭС в эксплуатацию, конечно же и на международном уровне.
Как правило, доклады и дискуссии на нашей конференции посвящены следующим вопросам: планирование и техническое руководство работами по вводу в эксплуатацию; нормативное обеспечение ввода в эксплуатацию; совершенствование испытаний и производства пусконаладочных работ; Управление ресурсом оборудования при вводе в эксплуатацию; физические и динамические испытания; расчетное моделирование испытаний; работы по системам управления, контроля, регулирования и электротехническому оборудованию, включая связанные с проектированием и модернизацией; диагностическое обеспечение ввода в эксплуатацию; подтверждение сейсмической безопасности. Число участников конференции, как правило, составляет до 200 чел.
Проведение таких конференций – важный задел в направлении сотрудничества с коллегами с действующих и сооружаемых АЭС за рубежом и укрепления научно-технического потенциала Общества.
Культура безопасности
АО «Атомтехэнерго» – лидер по вводу в эксплуатацию новых блоков АЭС. Ввод в эксплуатацию – процесс, во время которого системы и оборудование начинают функционировать и проверяется их соответствие проекту и готовность к эксплуатации.
Само по себе наличие процедур проверок и испытаний при вводе в эксплуатацию не может обеспечить достаточную уверенность в том, что оборудование будет способно выполнять свои функции надлежащим образом. Важно насколько качественно эта работа выполняется.
Деятельность по формированию и развитию КБ является одним из основополагающих принципов обеспечения безопасности АС. Формирование и развитие здоровой культуры безопасности в АТЭ в значительной мере способствует осуществлению эффективного и безопасного выполнения ПНР.
Вдумчивый и взвешенный подход к разработке программ наладки и испытаний, самоконтроль и строгое следование требованиям программ при выполнении ПНР, критическое позиция в отношении полученных результатов проверок и испытаний, открытое обсуждение вопросов и проблем, возникающих при выполнении ПНР, следование приоритету безопасности при рассмотрении вопросов по сокращению сроков и снижения стоимости сооружения АЭС сооружения – все эти составляющие культуры безопасности играют важнейшую роль в обеспечении качества ПНР и создают фундамент для будущей безопасной и надежной работы строящейся АЭС.
Кроме того, на этапе ввода АЭС в эксплуатацию формируется первый опыт и закладываются основные подходы к организации эксплуатации АС. Влияние наладочного персонала, имеющего большой опыт и глубокие знания особенностей систем и оборудования АЭС, на формирование навыков и подходов эксплуатационного персонала весьма значительно. Поэтому важнейшей особенностью деятельности АТЭ, существенно влияющей на безопасность АС, является то, что демонстрация приверженности безопасности руководителями и ведущими специалистами АТЭ, модель поведения персонала АТЭ по отношению к вопросам безопасности являются примером не только для собственного персонала, но и для эксплуатационного персонала станции.
Из вышесказанного мы делаем для себя вывод о том, что уровень развития культуры безопасности в АТЭ должен быть, как минимум, не ниже, чем в эксплуатирующей организации, а приверженность персонала АТЭ принципам культуры безопасности должна играть развивающую роль в формировании культуры безопасности у персонала станции.
В АТЭ на всех уровнях Общества ведется системная осознанная ежедневная работа по поддержанию и развитию культуры безопасности. Работа ведется в соответствии с требованиями ФНП, действующих в РФ, с учетом требований и рекомендаций МАГАТЭ и ВАО АЭС по практическим методам по поддержанию и развитию и оценки состояния КБ в организациях, осуществляющих деятельность в области использования атомной энергии. Проводятся регулярные самооценки состояния культуры безопасности в Обществе. Эффективность деятельности по КБ периодически оценивается при проверках деятельности Общества Эксплуатирующей организацией и организациями – генподрядчиками сооружения зарубежных АЭС.
Алексей Комольцев для журнала РЭА (по материалам компании)
