На шестом энергоблоке Нововоронежской АЭС заменят статор турбогенератора

На энергоблоке № 6 Нововоронежской АЭС 1 октября стартовал планово-предупредительный ремонт. Это ежегодная процедура, проводимая на всех российских блоках, однако нынешнюю ремонтную кампанию нельзя назвать рядовой: на станции приступили к уникальной операции по установке нового статора турбогенератора.

Путь первопроходца

Энергоблок № 6 Нововоронежской АЭС — головной блок с реакторной установкой ВВЭР‑1200, самой мощной в России на сегодняшний день. В проекте множество инновационных технологических решений. В том числе впервые установлен турбогенератор типа Т3В (сокращение от «турбогенератор три воды») с полным водяным охлаждением обмотки статора, ротора и активной стали сердечника статора.

В процессе эксплуатации довольно скоро выявили его конструктивную особенность — повышенный уровень вибрации линейных шин статора.

«Любая вибрация — это трение каких-либо элементов. Если изоляция электрических проводников постоянно трется, то в итоге повреждается. Это значительно повышает вероятность короткого замыкания элементов между собой или на корпус. А напряжение в статоре серьезное — 24 кВ», — поясняет заместитель главного инженера по электротехническому оборудованию Нововоронежской АЭС Денис Ширяев.

После короткого замыкания и повреждения статора, произошедшего на станции в ноябре 2016 года, на «Силовых машинах» (завод — изготовитель оборудования) решили провести доработку конструкции аналогичных статоров турбогенераторов.

«Увеличилось число кронштейнов, на которые опираются выводные, линейные и соединительные шины. И сама конструкция кронштейна изменена. Они стали более широкими, крепятся способом шип — паз, что само по себе усиливает конструкцию. Еще он имеет дополнительное крепление к нажимному кольцу активной стали статора», — рассказывает о сути усовершенствований заместитель начальника электрического цеха НВАЭС по ремонту Дмитрий Хомяков.

Один из модернизированных статоров работает на энергоблоке № 7 с мая 2019 года, то есть уже более четырех лет. Внутри статора установлена система вибромониторинга, всего около 140 датчиков в разных точках корпуса. Их показания свидетельствуют о стабильном состоянии лобовых частей обмотки.

«Доработанный статор седьмого блока работает без нареканий. Собственная частота вибрации каждой шины стабильна, нет никаких повреждений или пыления, — говорит Денис Ширяев. — На основе положительного опыта его эксплуатации принято решение модернизировать все остальные статоры. Получается, что мы на Нововоронежской АЭС снова идем первыми».

Замена или ремонт

Изначально предполагалось модернизировать существующий статор турбогенератора на площадке АЭС во время планового ремонта. Был разработан детальный график. Но даже при условии, что каждая операция пройдет успешно с первого раза, получилось 60,5 суток. Весь срок ремонтной кампании составил бы минимум 73 дня. При этом существуют большие риски срыва сроков: вне заводских условий всегда может что-то пойти не так.

Учитывая, что у Нововоронежской АЭС есть опыт предыдущей замены статора после повреждения всего за 45 суток, решили установить уже усовершенствованный агрегат, а не проводить его модернизацию на месте. Тем более что новый статор, изготовленный заводом «Силовые машины» в Санкт-Петербурге, находился в ремонтном обменном фонде концерна.

Несмотря на имеющийся опыт замены, в этот раз специалистам пришлось столкнуться с новыми вызовами. Статор — это тяжеловесное крупногабаритное оборудование. Его вес — 440 т, ширина и высота — по 5 м, а длина — 11 м. В машинном зале действующего энергоблока уже установлено все основное и вспомогательное оборудование, свободного пространства попросту нет. Предварительный анализ на пути перемещения груза показал: потребуется демонтировать, а затем снова смонтировать несколько труб в районе транспортного коридора.

Пятый не лишний

Еще серьезнее оказалась ситуация с мостовым краном. Согласно паспорту «Балткрана», число подъемов с превышением максимальной грузоподъемности ограничено.

«Всего допустимо четыре подъема. Первый был при установке статора во время строительства блока, затем демонтаж и монтаж при замене в 2016 году — это два и три. Получается, сейчас на повторение этих процедур нужен четвертый и пятый подъем, а одного не хватает, — говорит Денис Ширяев. — Мы подготовили обращение в адрес завода-изготовителя, направили информацию о перемещаемых грузах и количестве часов наработки. Это все отражено в электронном журнале крана. В итоге завод согласовал пятый сверхтяжелый подъем после того, как мы получили и предоставили положительное заключение об исправности всех элементов крана».

Перемещение статора — особая филигранная работа. Мостовой кран имеет требуемую грузоподъемность благодаря двум тележкам и траверсам, способным поднимать по 220 т каждая. В случае с тяжеловесным статором прибегают к тандемному подъему с плавным синхронным перемещением. Это возможность продемонстрировать свое мастерство крановщику высокого класса.

Основной объем работ выполняют специалисты «Атом­энергоремонта» и персонал АЭС. Ведется круглосуточный режим работы сменными бригадами в среднем по 10 человек. Текущий график составлен из опыта прошлой замены, а для его оптимизации были применены инструменты Производственной системы «Росатом». Вскоре узнаем, получится ли сократить этот срок.

Путешествие из Петербурга в Нововоронеж

Новый статор генератора прибыл на Нововоронежскую АЭС на специальной железнодорожной платформе. И если сам агрегат весит 440 т, то с креплением его вес достигает почти 500 т. Везли его таким путем, чтобы ветка могла выдержать нагрузку и пропустить груз по ширине и высоте. Для этого в РЖД составили специальный маршрут из Санкт-Петербурга через Урал. Путь занял больше 20 дней.

«Приспособление, с помощью которого осуществляли транспортировку, мы называем «крокодил». Это балки, на которые устанавливают статор и фермами присоединяют к самим вагонам. Длина всей конструкции — около 50 м», — рассказывает начальник управления производственно-технологической комплектации Нововоронежской АЭС Виктор Чивилев.

По прибытии статора на площадку тяжеловесов специалисты транспортной компании с помощью портальной системы переместили его на специальную автоплатформу. Это 12-осный транспортер, состоящий из четырех платформ, способных выдержать 280 т груза каждая. То есть вместе он может перевозить порядка 1 тыс. т. Двигаясь со скоростью от 3 до 5 км/ч, транспортер доставил новый статор генератора в машинный зал энергоблока № 6, где, как рассчитывают на станции, он проработает следующие 60 лет. Прежний статор уже снят, «надел» транспортировочные кожухи, защищающие обмотку от пыли и непогоды, и в ближайшие дни начнет свой путь в Петербург.

СПРАВКА

Статор — неподвижная часть турбогенератора, взаимодействующая с подвижной, ротором. Они являются основными элементами электротехнического оборудования АЭС: именно в статоре механическая энергия вращения турбины преобразуется в электрическую. Основные элементы статора турбогенератора типа Т3В‑1200 — токопроводящие шины, соединенные в схему «две звезды», магнитная система, которая преобразует энергию вращения ротора в электроэнергию, и технологические системы охлаждения.