НПО «ГАКС-Армсервис», Гошко А.И. НПАА, Шпаков О.Н. Анализ характерных отказов трубопроводной арматуры АЭС, ее разъемных соединений и приводов. Часть 2

Примеры типичных для АЭС событий по отказам РГС арматуры сооружений, систем и оборудования защитных герметичных ограждений.

Код отказа: 1 ЗК Э. Несоблюдение требований технологического регламента, что привело к отключению двух каналов контроля атмосферы и отказам ТА в контейнменте. На АЭС энергоблок был остановлен на перегрузку топлива. В соответствии с дополнительным требованием технологического регламента, связанным с проведением работ с ядерным топливом в здании реактора, был открыт люк на отметке 8 здания реактора, а также были открыты клапаны 7VA и 8VA системы контроля воздушной атмосферы в контейнменте.

Оператор-обходчик оборудования во время обхода заметил, что запорные клапаны очевидно находятся в неправильном положении. После обращения к технологическому регламенту и обсуждения этого положения клапанов с оператором БЩУ он закрыл клапаны, не понимая того, что тем самым нарушил дополнительное требование технологического регламента. В ночную смену оператор БЩУ заметил, что эти клапаны должны находиться в открытом положении. Процедура требует при закрытом положении этих клапанов прекратить операции с топливом. В случае радиоактивных выбросов в здании реактора при работе с топливом такое положение клапанов системы контроля атмосферы в контейнменте препятствует включению в работу системы фильтрации воздуха для обеспечения эвакуации персонала из здания реактора. Эти клапаны были незамедлительно открыты.

Код отказа: 2 ЗД Э. Прекращение охлаждения бассейна хранения отработанного топлива после проблем, связанных с неправильной сборкой ТА с ручным приводом. На АЭС для проверки времени срабатывания задвижек с электроприводом системы промежуточного контура охлаждения в соответствии с программой испытаний были закрыты ручные задвижки этой системы, что привело к отказу в промежуточном контуре охлаждения теплообменника ответственных потребителей с последующим повышением температуры бассейна хранения отработанного топлива.

Код отказа: 3 ЗД Э. Повышение тепловой нагрузки в бассейне выдержки при выгрузке топлива на остановленном энергоблоке из-за действий персонала и отказ ТА. На АЭС один из операторов станции, не имеющий лицензии, был направлен с заданием подключить в работу второй теплообменник отвода остаточных тепловыделений в соответствии с действующей эксплуатационной процедурой.

При последующем обходе оборудования другим нелицензированным оператором, не обслуживающим это оборудование, он заметил, что одна задвижка на выходе одного из двух теплообменников отвода остаточных тепловыделений находилась в неправильном (закрытом) положении. Этот оператор доложил о выявленном состоянии задвижки. После проведения совещания с начальником смены оперативного персонала система отвода остаточных тепловыделений была собрана должным образом. Непосредственной причиной почти случившегося события явилась ошибка персонала. Способствующим фактором явилось то, что оператор не был знаком с этой системой и впервые принимал участие в сборке схемы. Другим способствующим фактором явилось то, что действующая процедура не соответствовала станционным требованиям, она содержала предупредительные примечания, вместо того чтобы указать четкие пошаговые действия персонала, каким образом собрать схему.

Код отказа: 4 ЗК Э. Отказы ТА и уровнемера системы теплоносителя реактора из-за ошибки при сборке схемы во время перегрузки топлива. На АЭС при выполнении перегрузки топлива было обнаружено, что датчик уровня теплоносителя реактора не работает должным образом. Вскоре начальник смены приказал приостановить выполнение работ с топливом. На следующий день были обнаружены два клапана, которые находились в закрытом положении, что и послужило причиной неработоспособности датчика уровня на протяжении двух дней. Эти клапаны были открыты – и показания уровнемера стали нормальными.

Код отказа: 5 ЗД Э. Высокая температура в бассейнах выдержки из-за неправильной сборки системы охлаждения и отказа ТА. На АЭС система охлаждения вспомогательного здания реакторного отделения была выведена из работы для ремонта задвижки к теплообменнику 1 расхолаживания бассейнов. Ремонт был выполнен за один день, и станция выпустила в вечернюю смену бланк переключений для восстановления схемы работы. Через 3 дня было обнаружено неправильное положение трубопроводной арматуры теплообменников: теплообменник 1 был подключен по охлаждающей воде, но отсечен по воде бассейнов; теплообменник 2 был отсечен по охлаждающей воде, но подключен по воде бассейнов. Технологический регламент требует нахождения в работе системы рециркуляции бассейнов, что было нарушено на протяжении 3 суток.

Код отказа: 6 ЗК Э. Потеря охлаждения бассейна выдержки отработанного топлива при выполнении ремонтных работ и отказ ТА. На АЭС на остановленном для перегрузки топлива энергоблоке при выполнении ремонтных работ на клапане системы отвода остаточных тепловыделений во избежание случайного срабатывания концевых выключателей открытия и закрытия этого клапана работник подрядной организации снял опорную пластину этих концевых выключателей, что привело к потере контакта закрытия клапана и автоматическому останову насоса системы охлаждения и обработки воды шахты реактора и бассейна выдержки отработанного топлива, и, соответственно, к прекращению охлаждения бассейнов.

Код отказа: 7 ПК Э. Временное увеличением показаний газоанализатора вентиляционной трубы при резке трубопровода и отказ ТА. При нахождении энергоблока в режиме «холодного останова», когда работник ослабил фланцевое соединение предохранительного клапана рекомбинатора водорода с целью удаления клапана, произошла утечка благородных газов в помещение. Эти газы попали в вентиляционную систему здания, а затем поступили в атмосферу через вентиляционную трубу.

Показания газоанализатора по месту возросли с 520 до 1560 импульсов в минуту. А показания газоанализатора венттрубы возросли с 520 до 660 импульсов в минуту. Так как при разуплотнении фланцевого соединения произошла небольшая утечка воды, а также возросли показания мобильного монитора работника, поэтому рабочий немедленно уплотнил фланцевое соединение.

Код отказа: 8 ОбК Э. Отказ противопожарного обратного клапана на лестничной клетке здания реактора. На АЭС во время выполнения работ согласно графику предупредительного ремонта при измерении разницы давлений на лестничной клетке при работе нагнетательного вентилятора не удалось достичь разницы давлений, указанной в инструкциях.

При составлении отчета о нарушении связь между неработоспособностью воздухозаборного клапана, установленного перед нагнетательным вентилятором, и указаниями технологического регламента по условиям работы не была осознана станционным персоналом до рассмотрения этого вопроса местным инспектором регулирующего органа.

Не были предприняты меры согласно технологическому регламенту, предписывающему при неработоспособности воздухозаборного клапана держать реакторное отделение закрытым. При расследовании события было выявлено, что работы, связанные с предупредительным ремонтом, были исключены без какой-либо причины. Отмечается, что до этого было еще два случая неработоспособности воздухозаборной заслонки.

Код отказа: 9 ОбК Э. Удаление противопожарных обратных клапанов из вытяжной системы спецвентиляции. На АЭС при обследовании противопожарных клапанов было обнаружено, что семь таких клапанов отсутствовало в системе вытяжной спецвентиляции. При расследовании было установлено, что несколько лет назад все противопожарные клапаны вдоль вентиляционного тракта были удалены, так как было признано, что они снижают эффективность системы спецвентиляции.

Очевидно, что вопросы локализации зоны пожара и отсечения этой зоны не рассматривались при изменении проектных решений. По-видимому, основное внимание было уделено обеспечению ядерной безопасности, в ущерб другим проектным требованиям.

Код отказа: 10 ОтК Э. Автоматическое закрытие всей отсекающей арматуры контейнмента при выгрузке дефектного топлива. При выполнении перегрузки канала реактора, работающего на мощности, в котором предполагалось наличие дефектного топлива, сработали каналы отсечения контейнмента по высокому уровню активности в вентсистеме здания реактора, что привело к закрытию всей отсекающей арматуры контейнмента.

Персонал был эвакуирован из здания реактора. Были установлены таблички, запрещающие вход в здание. Выполнена проверка показаний монитора газовых выбросов, которая указала на отсутствие каких-либо значительных выбросов. Подтверждено наличие дефекта топлива.

Характерные отказы, связанные с приводами электропроводной арматуры АЭС

В книге «Техническое диагностирование арматуры АЭС» библиотеки [2] дан анализ отказов электроприводной арматуры АЭС по затвору и приводной части. На рис. 10 приведена диаграмма дефектов, выявленных и устраненных при использовании соответствующих СТД в периоды ремонта электроприводной арматуры (ЭПА) в 2008-2011 гг. Из рисунка следует, что наибольшее число дефектов – 56 % – приходится на «недостаточное дожатие».

Под этим определением, очевидно, следует понимать отказ по обеспечению герметичности в затворе, который нужно связывать как с дефектами срабатывания привода по созданию усилия герметизации, так и с дефектами уплотнительных поверхностей элементов затвора. Для электроприводной арматуры отказы и дефекты при выполнении функции передачи движения запирающему элементу затвора самые многочисленные и разнообразные (таблица 2).

Заключение

1. Статистика отказов трубопроводной арматуры, ее разъемных соединений и приводов указывает на важность данного многочисленного элемента систем атомных станций, а примеры на последствия ее отказов связаны с остановами реакторов и ответственного оборудования АЭС. Сводные данные по приведенным типичным отказам ТА отделений, сооружений и систем АЭС приведены в таблице 3.
2. Критические и другие отказы трубопроводной арматуры не приводили к аварийным событиям на АЭС согласно международной классификации ИНЕС МАГАТЭ.
3. Отказам подвержены практически все типы арматуры.
4. Большое число отказов трубопроводной арматуры вызвано ошибками и несоблюдением персоналом АЭС ведомственных и заводских инструкций по эксплуатации, настройке и ремонту оборудования.
5. Большинство отказов электроприводной арматуры вызвано недостаточным запасом крутящего момента (управляющего усилия), необходимого для создания надежного уплотнения в затворе.

Литература

1. В.И. Аксенов, А.П. Андреев, А.И. Гошко и др. Арматура систем АЭС: Требования. Исполнения. Опыт производства Опыт производства. – М. – 2016. – С. 468.
2. С.В. Сейнов, А.И. Гошко, А.К. Адаменков, Д.А. Усанов. Техническое диагностирование арматуры АЭС. – М. – 2012. – С. 4

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 2 (64)