Пересадка «легких»: тонкости операции по замене парогенераторов

На третьем блоке Балаковской АЭС заменили все парогенераторы: в 2019 году обновили второй и четвертый, в июне этого года — первый и третий. Модернизация обеспечит долгосрочную безопасную и эффективную работу реакторной установки. О тонкостях операции рассказывает начальник цеха по ремонту реакторного оборудования балаковского филиала «Атомэнергоремонта» Евгений Порядченко.

Если рассматривать энергоблок атомной станции как огромный организм, то реактор — это сердце, трубопроводы — сосуды, километры электропроводов — нервная система, а парогенераторы — легкие. У блока с реактором ВВЭР-1000 их четыре, и мне кажется, операция по замене парогенераторов не менее сложна, чем пересадка легких.

На 39 дней быстрее

Год назад мы планировали уложиться в 149 суток при первоначальном целевом показателе 166. В итоге все работы выполнили еще быстрее, за 127 суток, и сэкономили целых 39 дней.

Сразу после обновления первых двух теплообменных аппаратов в 2019 году началась подготовка к замене оставшихся, № 1 и 3. В первую очередь составили перечень оборудования, которое необходимо было приобрести. Это позволило выполнять операции параллельно, что существенно сократило сроки работ. Например, у нас было два трубореза для главных циркуляционных трубопроводов (ГЦТ), но для параллельных работ требовалось еще два. Закупили дополнительные установки для нагрева и отжига ГЦТ. Их используют в процессе сварки, когда уже установленный новый парогенератор приваривают к главному циркуляционному трубопроводу.

Приобрели также труборезы для подготовки кромок на паропроводе и коллекторе пара, гидравлические системы (домкраты) грузоподъемностью 100 т для передвижения 160-тонного транспортного люка. Дополнительно понадобилось три комплекта железнодорожных тележек, на них грузили новые парогенераторы и старые после демонтажа. Это упростило перемещения теплообменных аппаратов и сэкономило время.

Параллельные работы

Весь персонал — и опытные сотрудники, участвовавшие в замене парогенераторов № 2 и 4, и новые — прошел подготовку и обучение: как работать с труборезами, с установками нагрева и отжига. Мы обучали газорезчиков, сварщиков, дефектоскопистов, слесарей. Это, безусловно, повлияло на скорость и качество выполнения работ.

Мы также постарались учесть и исключить все ранее допущенные недочеты при распределении персонала, транспортировке оборудования и материалов, определении последовательности операций. Изначально конструкция реакторного отделения блоков не предусматривала выполнения данных работ. И учитывая, что планировалась одновременная замена двух парогенераторов, уникальность и сложность операций выросли вдвое.

При подготовке мы провели частичный демонтаж площадки гидроемкостей системы аварийного охлаждения активной зоны и монтаж временных опор. Частично разобрали транспортный люк, демонтировали вентиляционное оборудование, трубопроводы и электрооборудование. В процессе демонтажа несколько раз меняли положение парогенератора в пространстве — из горизонтального положения в вертикальное и обратно, вращая его вокруг своей оси.

Сама специфика оборудования АЭС обусловливает высокие требования к точности монтажа парогенератора: при длине аппарата 14,5 м и диаметре 4,5 м допуски по линейным размерам исчисляются в миллиметрах. Конечно, самая большая сложность была в параллельном выполнении работ сразу на двух парогенераторах. Это удваивало и без того огромные масштабы: старые парогенераторы весят около 320 т, новые — 310 т.

Сварщики-ювелиры

После установки новых парогенераторов нужно было восстановить все ранее демонтированные системы. Работы по сварке ГЦТ были уникальными. Внешний диаметр этих основных трубопроводов, по которым циркулирует вода первого контура, — 990 мм, толщина стенки — 70 мм, внутренний диаметр — 850 мм. Особенность работы с такими трубопроводами заключается в том, что сварку нужно проводить с подогревом. На первой стадии мы наложили специальные маты, предварительно нагрели металл до температуры 200 °C и только потом начали сварку. При этом сваривали всего 61 из 70 мм толщины стенки. После обеспечивали термический отдых: шов полностью укрывали матами и оставляли трубопровод в покое на 12 часов при температуре 200 °C. Следующий этап — снятие усиления шва и подключение установки для высокотемпературного отжига, с нагревом до 620 °C. Шов мы отжигали в течение восьми часов.

После остывания трубопровода специалисты внутри коллекторов первого контура добирались до шва между патрубком парогенератора и главного циркуляционного трубопровода. Там, изнутри, они варили антикоррозионную наплавку (так называемый плакирующий слой толщиной 9 мм) сначала переходными электродами, потом нержавеющими. Таким образом, 61 мм стенки — это перлитная часть, а 9 мм — антикоррозионная наплавка, аустенитная (вид нержавеющей стали. — «СР») часть трубопровода.

Такую ювелирную операцию способны выполнить только специалисты высочайшего класса. В условиях радиационной обстановки, высокой температуры, стесненности, недостаточного освещения все участники этой сложной работы действовали четко и слаженно. Основные операции легли на плечи персонала цеха по ремонту реакторного оборудования. Им помогали специалисты всех основных цехов и отделов, всего более 300 человек.

Что дальше

В 2024 году впервые в отрасли отработавшие парогенераторы отправили на переработку — с Балаковской АЭС в Мурманскую область. Замененные в этом году аппараты мы транспортировали в хранилище и разместили в специальных ячейках. Сейчас специалисты заняты строительством стены, которая закроет эти ячейки. Там парогенераторы будут ждать своего часа, чтобы отправиться в Мурманскую область. Это тоже сложная работа, которая требует серьезной подготовки, но опыт у нас есть, справимся.