Как эффективно починить реактор

Некогда таинственная аббревиатура «ВРХ» сосновоборцам давно понятна и является поводом для гордости. Она расшифровывается «восстановление ресурсных характеристик», а означает уникальную комплексную технологию восстановления работоспособности активных зон канальных уран-графитовых реакторов типа РБМК.

Технология родилась на Ленинградской АЭС, по ней в 2013 году «вылечили графит» первого энергоблока. «Рецепт для блока» успешно применяется теперь на подобного типа реакторах Курской, а в перспективе и Смоленской АЭС.

Блок должен летать

Суть ВРХ — исправить изменившуюся со временем геометрию графитовой кладки реактора. Сама кладка представляет собой плотно стоящие друг к другу колонны из графитовых блоков. В каждой колонне — цилиндрическое отверстие, в котором — технологический канал. В каналы вертикально загружается топливо — тепловыделяющие сборки. За годы эксплуатации в графитовых блоках появляются трещины, которые искривляют каналы и могут не позволить должным образом загружать топливо. Для решения этой проблемы графитовые блоки разрезают и сдвигают, каналы выпрямляются — и энергоблок может работать, как прежде!
После ВРХ 2013 года на флагмановском блоке № 1 восстановление ресурса по данной технологии повторно на этом же блоке провели в 2015 году, а в 2014 и в текущем 2016 — на блоке № 2.
С момента первой волны ВРХ технологии изменились, увеличились темпы проведения процессов. На блоке № 1 восстановление ресурса заняло порядка 11 месяцев (без учета периода разработки технологии и испытательных операций). А в 2014 г. при плане 220 суток фактически справились за 181 сутки. В 2015 году при плане 140 суток ремонт сделали за 106. В 2016 году с планом в 120 суток ВРХ провели за 114. Менялась и скорость работы с колоннами. За сутки, в среднем, в 2014 году восстанавливали 2,39 колонны, в 2015 г. — 2,45, а в 2016 г. — уже 3 колонны за сутки.
Сокращение сроков ремонтных кампаний — крайне выгодная вещь. Как говорит главный инженер ЛАЭС Константин Кудрявцев, «блок должен нормально работать, а не ремонтироваться», должен безопасным способом вырабатывать электроэнергию. Блок при простое энергию не вырабатывает, прибыль не приносит, а деньги на его эксплуатацию тратятся серьезные. Простой одни сутки — для потребителя это 24000 МВт недопоставленной электроэнергии, для предприятия — порядка 24 млн рублей упущенной выгоды. 10 суток потеряли — это 240 млн минус.

Потери: найти и обезвредить

Уменьшить сроки ремонта с ВРХ позволило применение внедренной на ЛАЭС Производственной системы «Росатом» (ПСР) — системы улучшений и поиска различных видов потерь, и в первую очередь, временных. В 2013 году с секундомером провели хронометраж каждой ремонтной операции. Начали понимать, где узкие места, не просто качественно, а количественно, с цифрами в руках.
В 2014 году освободили единственный основной кран от работы на вспомогательных операциях, ввели кран-манипулятор. Применили систему «карусель»: сразу в нескольких зонах из трех манипуляторов одновременно работают два, третий находится в резерве. Выходит один агрегат из строя — вводится резервный, первый снимается, не останавливая работ на критическом пути ремонта.
В 2015 году внедрили еще один кран для работы с топливом в бассейне выдержки. Исключили потери времени при выгрузке тепловыделяющих сборок (ТВС) из бассейна выдержки, куда они отправлялись на время работы с топливными каналами. Чтоб не производить лишних перемещений, применили принцип «последний пришел и первый ушел». Раньше нужная тепловыделяющая сборка, которую необходимо было достать под конкретный канал, в бассейне выдержки могла оказаться последней в очереди. Для ее извлечения требовалось много времени. Теперь обратно в реактор уходят крайние сборки, а время выигрывается в несколько раз.
Изменили принципиальный подход к очередности процедур при выгрузке сборок из бассейна выдержки. Раньше под готовый канал подбирали ТВС — теперь под конкретную осмотренную готовую сборку готовят подходящий канал, что значительно сокращает сроки протекания процесса.
В 2016 году выигрыш по времени получили, подобрав оптимальный режим резки графита. Так, в процессе резки фрезы тупились, и если первый пропил длился 2 минуты, последний занимал часы. Для очередного шага изменяли скорость подачи, скорость вращения фрезы, а через время затупившуюся фрезу убирали, т. к. дальше ею резать было невыгодно. Для создания большего свободного пространства стали использовать более широкие резы. Резка колонн целыми рядами (взамен резки в шахматном порядке) позволила уйти от лишних операций.
Почти до нуля (в 50 раз) уменьшили брак при заварке так называемых «калачей» (детали в нижней части топливного канала), сократив и время на переделку, и дозовые нагрузки на персонал.

Быстрее, лучше, дешевле

Проведенные работы сократили количество подвергнутых ВРХ колонн, что удешевило процесс ремонта. Требуемого результата (300 эффективных суток дальнейшей работы блока после ВРХ) в 2016 году достигли при работе на 186 колоннах, против работы на 266 колоннах в 2014‑м. Результат получили быстрее (за 114 суток против 181) и с меньшим количеством трудозатрат и финансовых затрат. Только при грубом подсчете ремонт в 2016‑м обошелся в 1,5 раза дешевле кампании 2014 года.
Примерно через год на ЛАЭС приступят к ВРХ третьего энергоблока. В ПСР-планах — продолжать оптимизацию режимов резки графита, увеличить скорость резки без потери качества. Уменьшение габаритных размеров механизмов позволит более плотно разместить ремонтное и измерительное оборудование на «пятаке» реактора, что даст выигрыш по времени. Также планируется активно поработать над повышением надежности оборудования, которое изнашивается в ходе ремонта.
ПСР при ВРХ — процесс постоянного совершенствования. «Можно будет сократить потери на минуты — сократим на минуты, — говорит главный инженер станции. — По минуте в час сократим — это 24 минуты в сутки. За 100 суток — 2400 минут — это 400 часов. Вот какой выигрыш это может дать!». И судя по достигнутому, лаэсовцам под силу и не такие показатели.