Содержание:
1. Эксплуатируемые АЭС
2. Строящиеся АЭС
1. Эксплуатируемые АЭС
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.
Самые безопасные реакторы в мире могут быть закрыты из-за своей повышенной опасности. Независимые эксперты, расследовавшие страховой случай на АЭС "Дэвис Бесс", выдали заключение о целесообразности остановки всех 69 блоков с реакторами PWR в Соединённых Штатах. Регулирующий орган США не скрывает своего гнева.... Но со временем всё утихомирилось и продолжается процесс продления эксплуатации АЭС, потому что с новыми строящимися АЭС с реактороми AP-1000 проблем похоже ещё больше.
Сплав 600 активно применялся ранее в западных проектах легководных РУ. На первых порах казавшийся удачным выбором, этот материал создал в итоге один из крупнейших кризисов в истории реакторостроения.
В 1971 году были зафиксированы первые течи в парогенераторах PWR, вызванные коррозией сплава 600. Затем на блоке №3 АЭС "Сан-Онофре" с реактором PWR прокорродировал патрубок для аппаратуры КИП на компенсаторе объёма. В 1987 году потекли втулки такого же компенсатора на блоке с PWR в Арканзасе. А в 1989 году появились первые сведения о коррозии PWSCC на французских блоках. Ещё спустя два года были обнаружены первые случаи коррозионного повреждения патрубков для входа приводов СУЗ на крышках западных реакторов под давлением. В наши дни наблюдаются течи измерительных датчиков в днищах реакторов и появления трещин в стыковых швах (butt weld). Ну а начиналось всё аж в 1971 году с течей в парогенераторах.
Все эти и другие инциденты хорошо документированы и собраны в упоминавшемся докладе NUREG-1823 или в другом известном документе MRP-111 (Materials Reliability Program Resistance to Primary Water Stress Corrosion Cracking of Alloys 690, 52, and 152 in Pressurized Water Reactors).
Как видите, никто и никогда не помещал сведения о проблемах со сплавом 600 "под гриф". Законы США просто не позволяют сделать этого. Но в чём абсолютно прав Владимир Рычин - все соответствующие публикации проходят, в основном, в узкоспециализированной профессиональной прессе, не попадая на страницы популярных изданий и, тем более, газет и журналов для массовой аудитории. Западные компании стараются строго блюсти свой образ проектантов, производителей и владельцев самой безопасной в мире атомной техники.
Не столкнулись с проблемой сплава 600 только российские ВВЭР и германские модификации реакторов PWR. В Германии, после известных проблем на АЭС "Обригайм" (Obrigheim), было принято решение отказаться от сплава 600 в пользу Incolloy 800, что позволило местным атомщикам остаться сторонними наблюдателями в последующей эпопее замен выходящего из строя оборудования первого контура.
Любому, кто пытается самостоятельно разобраться в проблеме сплава 600, очень важно понимать - главная трудность связана с тем, что этот материал излишне часто использовался западными конструкторами в самых разных элементах энергоблока. Стоит посмотреть на диаграммы основных западных проектов, чтобы убедиться в необычайно широкой распространённости этого сплава.
Диаграмма реакторной установки PWR проекта "Вестингауз" (красным помечены элементы, использующие сплав 600)
Из сплава 600 на большинстве западных АЭС сделаны все втулки, штуцеры, гильзы, которые обеспечивают ввод в ёмкости и трубопроводы измерительных датчиков, приводов, нагревателей и сред. Американские проектанты использовали элементы из этого сплава в местах стыковки трубопроводов с патрубками ёмкостей из разных материалов. Такие переходники в англоязычной литературе называют safe end, но по иронии судьбы, "безопасные концы" или элементы безопасности оказались в западных проектах источниками реальной опасности.
И дополнительно не стоит забывать, что корродируют не только элементы из сплава 600, но и созданные на его основе сварочные материалы сплав 82 и сплав 182.
Самый известный инцидент, лишь по счастливой случайности не обернувшийся человеческими жертвами, произошёл на АЭС "Дэвис Бесс" в американском штате Огайо. Коррозия разрушила втулку патрубка для входа привода СУЗ, после чего принялась за крышку из углеродистой стали.
16 февраля 2002 года американская АЭС "Дэвис-Бесс" в штате Огайо с одним реактором PWR-900 была внепланово остановлена из-за интенсивного забивания фильтров бором. Тщательный осмотр показал, что станция находится в шаге от катастрофы.
Следует отметить, что материалы крышек нестойки к коррозии. Для их защиты в проектах предусматриваются втулки. Такая втулка как раз и была разрушена на "Дэвис Бесс". Остановить коррозионный процесс смогла наплавка из нержавеющей стали толщиной менее сантиметра. Если бы наплавка также была бы повреждена, то радиоактивная горячая вода из корпуса вырвалась бы в помещение реактора с понятными последствиями.
  Крышка реактора АЭС "Дэвис-Бесс", фото за апрель 2000 года. Диаграмма, схематично показывающая коррозию крышки реактора.
В 2014 году на станцию должна была быть поставлена новая крышка реактора, при изготовлении которой не использовался сплав 600. Но по итогам инцидента 2010 года, также связанного с коррозионной деградацией, компания-владелец приняла решение о досрочном приобретении крышки у группы AREVA. В октябре 2011 года начались работы по её монтажу, но были остановлены 10 октября после обнаружения микротрещины в декоративном фасаде бетонного контейнмента. Пуск блока после завершения работ по замене крышки был исходно намечен на конец ноября 2011 года. Станция обладает лицензией на эксплуатацию до 2017 года, однако планирует добиться продления до 2037 года.
Однако в региональном офисе комиссии по ядерному регулированию (NRC) в Чикаго утверждают, что станция не получит разрешения на пуск до тех пор, пока не будет подтверждено - найденные в ходе ППР микротрещины в бетоне контейнмента не влияют на безопасность.
Между тем, небольшому возгоранию, происшедшему на станции в среду, регуляторы не придают значения. Возгорание имело место после протечки масла из одного из клапанов.
После инцидента на АЭС "Дэвис-Бесс" из проекта блока с реактором AP-1000 был в спешном порядке удалён материал I600MA. Тем самым, американские конструктора фактически признались - в технологии реакторов PWR допущена внутренняя критическая ошибка. Иными словами, ошибка в реакторной ДНК.
Сравнение с ДНК здесь не случайно. Вслед за Соединёнными Штатами, I600MA был задействован в проектах практически всех PWR-подобных реакторов в мире, за исключением России. Если в новых легководных установках сомнительный материал можно попытаться заменить на более подходящие, то на действующих станциях предотвратить внезапную катастрофу удастся только путём организационных мер, таких, как более глубокие и частые инспекции.
О степени серьёзности допущенной ошибки можно судить и по паническим метаниям проектантов AP-1000. Во всех элементах нового блока "почти третьего поколения" предлагается вариативная замена материала I600MA. Это свидетельствует, прежде всего, о неуверенности проектанта в надёжности своего детища.
И напоследок, одно маленькое, но очень характерное наблюдение. Одним из кандидатов на замену дискредитировавшего себя I600MA называется материал I690TT. А альтернатива ему окажется подозрительно знакомой многим российским атомщикам - это нержавеющая сталь SS316L. Для тех, кто понимает - эта сталь, близкая по своему составу к сталям, давно и успешно использующимся в российских реакторах ВВЭР.
Естественно, что данная ситуация оказалась очень выгодна ряду компаний. Ошибки американских проектантов оборачиваются дополнительными барышами для французской группы AREVA. К такому выводу можно прийти после прочтения доклада, представленного сотрудниками группы (С.Силлс, Х.Глоагьен и Р.Тевене) на международной конференции ICAPP-2007, состоявшейся в Ницце в мае 2007 года.
Замена основного оборудования первого контура реакторов PWR и его производных началась в начале 80-ых годов из-за коррозионного растрескивания под напряжением (PWSCC) сплава 600, напоминают авторы доклада. Первыми в очереди на замену оказались парогенераторы (80-ые годы), вслед за которыми последовали крышки реакторов и другое оборудование (90-ые годы и далее).
В докладе отмечается, что замене на западных блоках подлежат и другие элементы, в частности, компенсаторы объёма, сегменты трубопроводов первого контура и внутренних частей корпуса. Рост количества заменяемого оборудования вызван появлением, в дополнение к PWSCC, коррозионного растрескивания со стороны второго контура (IGSCC).
Диаграмма замен крышек реакторов, выполненных группой AREVA во Франции (синий цвет), США (коричневый цвет) и других странах (жёлтый цвет)
По мнению авторов доклада, по мере дальнейшего распространения проблемы сплава 600 на АЭС западных проектов, перед владельцами станций будет вставать вопрос о поисках путей экономии средств при замене пострадавшего от коррозии оборудования. Выходом из сложившейся ситуации может стать одновременная замена большого количества элементов (например, парогенераторов и крышки реактора). Однако на фоне экономии денег - в частности, за счёт меньшего числа вскрытий контейнмента - одновременная замена потребует более тщательного планирования и слаженной работы множества специалистов. В противном случае, владельцы АЭС могут столкнуться с задержками и срывами графика замен.
Авторы уверены, что единого решения по замене оборудования, подходящего для всех реакторов типа PWR, не существует, и каждый блок должен рассматриваться по отдельности.
Демонтированное оборудование относится к разряду радиоактивных отходов, и для обращения с ним необходимо заранее разрабатывать соответствующую стратегию. Ряд компаний предпочитает размещать снятое оборудование во временных хранилищах (мавзолеях) прямо на площадке или в непосредственной близости к ней. Это позволяет экономить на перевозках, а также обеспечивает простой доступ к оборудованию для взятия образцов и проведения иных исследований.
Но строительство мавзолея не снимает проблемы в принципе - то есть, со временем, такое оборудование придётся вывозить в специализированные хранилища. Альтернативный подход сразу предусматривает вывоз старого оборудования в промежуточные или постоянные хранилища.
Мавзолеи демонтированных парогенераторов во Франции (слева) и США
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.
Подготовлено по материалам сайта atominfo.ru
Специально для ОКО ПЛАНЕТЫ, Pl
Рейтинг публикации:
|
