Если блоку немного за 30

Бальзаковский возраст блока не повод его не эксплуатировать — ​так считают и владельцы АЭС, и регуляторы. За многолетнюю практику сложились две тенденции: продление срока службы станций и управление старением — ​мониторинг и контроль процессов деградации материалов и оборудования.

Перед владельцами станции, срок эксплуатации которой подходил к концу, вставал вопрос: что выгоднее — ​построить новый блок или продлить работу старого? Экономические расчеты показали, что второе дешевле. К примеру, удельные затраты на сооружение «Ростова‑4» (введен в 2018 году) в шесть раз превышают удельные затраты на продолжение эксплуатации блока № 3 Балаковской АЭС (лицензия продлена на 30 лет в январе 2019 года).

В России за последние 20 лет продлили срок службы 27 блоков. Кроме того, «Росатом» выполнил аналогичные проекты на двух зарубежных АЭС. До 2023 года получить лицензии на эксплуатацию еще минимум на 15 лет должны семь отечественных блоков.

Первыми эту процедуру прошли в 1998 году блок № 3 Нововоронежской АЭС и блок № 1 Ленинградской. Примерно тогда же продлением занялись и в других странах. Тенденция усилилась после аварии на «Фукусиме», когда у инвесторов снизился интерес к атомной энергетике и новые проекты, в том числе по замещению мощностей, были заморожены или отменены.

Продление по правилам

Все работы регламентируются федеральными нормами и правилами «Основные требования к продлению срока эксплуатации блока атомной станции» (НП‑017-18). Первая редакция документа вышла в 2000 году. В апреле 2018 года он был скорректирован в соответствии с новыми требованиями МАГАТЭ и с учетом опыта продлений.Теперь при подготовке проекта используют обновленные технические требования по обеспечению безопасности АЭС. Одно из нововведений — ​водородная безопасность, предотвращение риска взрыва водорода в реакторном отделении. Еще одно — ​наличие систем активной и пассивной безопасности в соответствии с принципами резервирования, независимости и разнообразия.

Эти принципы распространяются и на единичные агрегаты, и на целые системы. На российских АЭС меняют оборудование второго контура: насосное и теплообменное (сепараторы-пароперегреватели, подогреватели высокого и низкого давления, конденсаторы турбин), модернизируют сами турбины — ​прежде всего цилиндры высокого и низкого давления, которые подвергаются наибольшей нагрузке. За рубежом, например во Франции и США, обновляют и оборудование первого контура: парогенераторы, крышки реакторов. «К нашему счастью, в рамках продления на российских блоках замены парогенераторов не было: не потребовалось. Практика показала, что горизонтальный парогенератор, сконструированный в ОКБ «Гидропресс», — ​стоящая вещь», — ​говорит главный технолог отдела продления срока эксплуатации «Русатом Сервиса» Александр Попов.

Также меняют автоматические системы управления на релейной технике на современные АСУ ТП, микропроцессорные.

Одна из самых известных и в то же время уникальных процедур, применяемых при продлении срока эксплуатации российских АЭС, — ​отжиг корпуса реактора, позволяющий восстановить механические свойства металла.

Контроль за каждым миллиметром

Но концепция меняется. Сейчас ориентируются не столько на то, когда истекает срок службы оборудования, сколько на его непрерывный мониторинг и управление старением на протяжении всего жизненного цикла. Такой подход повышает безопасность эксплуатации — ​помогает предупредить аварию из-за износа оборудования.

Для воплощения этой концепции Ростехнадзор разработал НП‑096-15 «Требования к управлению ресурсом оборудования и трубопроводов атомных электростанций. Основные положения». Обязательно выявление и учет доминирующих механизмов старения, деградации и повреждений, которые могут вызвать образование и развитие дефектов с течением времени. «Учет подразумевает, что мы определяем критерии, ресурсные характеристики и контролируем их на протяжении всего периода эксплуатации оборудования. Например, мы знаем, что каждый год за счет коррозионного износа вымывается 1 мм металла с внутренней поверхности трубопровода. Следовательно, за 20 лет толщина стенки уменьшится на 2 см. Таким образом, можно контролировать реальные изменения, строить прогнозные кривые и планировать замены и ремонт», — ​поясняет Александр Попов.

Отслеживать качество управления старением регулятор может с помощью миссий SALTO (Safety Aspects of Long Term Operation), которые организует МАГАТЭ. Эксперты по приглашению регулятора приезжают на станцию и оценивают работу на каждом блоке. До миссии эксперты проводят обучающие семинары и так называемые премиссии — ​делают предварительную оценку и дают рекомендации по улучшению процессов управления старением. Через два года проходит основная миссия, на которой в том числе оценивается готовность АЭС к управлению старением в свете грядущего продления эксплуатации. Третий этап — ​SALTO follow-up (посещение после завершения миссии), на котором устанавливается, решены ли все проблемы, выявленные миссией. Отчет передают регулятору, который обязывает станции исправлять нарушения, если таковые были выявлены.

Эксперты SALTO свой опыт получают в работе над проектами продления. «Это общая практика: страны проводят продление по-разному, но все равно смотрят, что происходит у других, и учатся друг у друга», — ​говорит Александр Попов.

В настоящее время Ростехнадзор рассматривает закрепление в нормативах западной модели управления старением — ​периодической оценки безопасности. Толчком для изменений стал документ МАГАТЭ SSG‑48 «Управление старением и развитие программы долгосрочной эксплуатации АЭС», который вышел в 2018 году. Если раньше отчет по безопасности регулятор изучал при пуске станции, а в следующий раз — ​при продлении лицензии на эксплуатацию, то сейчас заинтересованные стороны обсуждают введение в России регулярной, раз в 10 лет, оценки.