|
Рассматриваются новые подходы к техническому обслуживанию (ТО) и ремонту оборудования атомных
электростанций, в том числе применение стратегии ремонта по техническому состоянию, внедрение
новых форм организации ТО и ремонта, современных систем информационной поддержки управления
ремонтом и совершенствование системы подготовки ремонтного персонала.
Сложившаяся к настоящему времени система ТО и ремонта оборудования атомных электростанций
России в целом позволяет поддерживать работоспособность оборудования и систем АЭС на требуемом
уровне и обеспечивать их безопасную эксплуатацию. В то же время имеются значительные резервы
для повышения эффективности эксплуатации атомных электростанций благодаря сокращению
продолжительности плановых остановов и снижению затрат на ремонт.
Как и в тепловой энергетике, основными традиционными направлениями повышения эффективности ремонта
оборудования на атомных электростанциях являются:
- сокращение продолжительности капитального и среднего ремонта энергоблоков;
- увеличение продолжительности межремонтных циклов оборудования;
- внедрение новых технологий, материалов, высокопроизводительных средств технологического оснащения ремонта и корректировка нормативной базы.
Анализ отечественного и мирового опыта в области
организации и совершенствования
ремонта оборудования атомных
электростанций позволяет определить новые подходы к
повышению эффективности ремонтов,
в том числе внедрение стратегии ремонта по техническому
состоянию оборудования и современной компьютерной системы
информационной поддержки ТО и
ремонта, а также совершенствование
системы подготовки ремонтного персонала для АЭС.
Освоение методологии ремонта по техническому состоянию оборудования
В настоящее время базовым подходом к ремонту оборудования АЭС России является
применение системы регламентного ТО и ремонта, предполагающей выполнение его по истечении
определенных календарных сроков или достижении назначенной наработки. При этом планируются
объемы работ независимо от технического состояния оборудования. Такой подход характеризуется,
с одной стороны, явной избыточностью объемов работ, так как некоторое оборудование по своему
техническому состоянию не нуждается в ремонте, а с другой стороны – возможностью возникновения
отказов оборудования в межремонтный период вследствие отсутствия оперативной и достоверной
информации о его техническом состоянии на данный момент времени.
В соответствии с нормами и правилами для оборудования АЭС по его влиянию на безопасность
установлены 4 класса безопасности. К первому классу относится оборудование, в наибольшей
степени влияющее на безопасность АЭС.
Исходя из приоритета безопасности АЭС стратегия регламентированного ремонта должна применяться
для гарантированного поддержания исправности и работоспособности оборудования первого и второго
классов безопасности. Такая позиция обусловлена существующим уровнем развития систем контроля
целостности металла оборудования, некоторыми неопределенностями механизмов зарождения и скоростей
развития дефектов в металле.
Стратегия ремонта по техническому состоянию с применением средств технического диагностирования
в основном должна распространяться на оборудование третьего и четвертого классов безопасности.
Стратегия ремонта оборудования по техническому состоянию предполагает периодический в заданном
объеме контроль состояния и ремонт оборудования при достижении диагностируемыми параметрами
«тревожных» значений. Из состава параметров, характеризующих техническое состояние оборудования,
выделяют так называемые определяющие параметры, которые необходимо диагностировать и для которых
должны быть установлены предельные значения. Знание предельного и текущего значений определяющего
параметра, а также механизма развития повреждения до состояния дефекта, а дефекта — до отказа
позволяет корректно установить время вывода оборудования в ремонт.
Указанное диагностирование позволяет управлять техническим состоянием конкретного оборудования.
Например, оценка технического состояния арматуры может осуществляться контролем электрических
характеристик привода, тензометрированием силы, воздействующей на шток, акустическим контролем
протечек; вращающегося оборудования (насосов, электродвигателей, вентиляторов) — виброизмерениями,
контролем температурных полей (тепловидение); турбин - виброизмерениями, диагностированием системы
автоматического регулирования и защиты, эндоскопированием, анализом масла; статоров турбогенераторов
и электродвигателей — контролем состояния изоляции; оборудования высокого напряжения (изоляторов,
контактов) — визуализацией излучения разрядов.
Важнейшими средствами, позволяющими прогнозировать техническое состояние эрозионно-коррозионно
изнашиваемых участков трубопроводов, и, следовательно, сроки их ремонта, являются соответствующие
программные продукты, в частности программа ЭКИ-02, разработанная ЭНИЦ ВНИИАЭС и ОАО ВНИИАЭС [1].
Одним из примеров реализации стратегии ремонта оборудования является внедрение средств
технического диагностирования системы автоматического регулирования и защиты (САРЗ) турбин,
разработанных ОАО ВНИИАЭС.
Надежная эксплуатация турбины зависит от способности САРЗ управлять статическими и динамическими
характеристиками регулирования, которые определяют ее техническое состояние как при нормальной
эксплуатации, так и при экстремальных условиях (например, сброс электрической нагрузки при отключении
генератора от сети). Принятая в настоящее время система оценки технического состояния САРЗ основана
на получении статических характеристик персоналом при испытании в заданных режимах работы турбины,
а динамических характеристик — с помощью шлейфовых осциллографов или электросекундомеров.
Главный недостаток данной системы — высокая трудоемкость при недостаточной точности
диагностирования. Радикальным средством повышения надежности турбин являются методы технического
диагностирования САРЗ, основанные на использовании переносных и встраиваемых (стационарных)
компьютерных систем диагностики. Применение таких систем обеспечивает ремонт оборудования по
техническому состоянию.
Переносные системы аналогового и цифрового типов разработаны и изготовлены в ОАО ВНИИАЭС с
участием ООО «ПО Союзэнергосервис-М». Данные системы находятся в эксплуатации с 1996 г. на ТЭЦ-25,
ТЭЦ-11, ТЭЦ-16 и ЦРМЗ ОАО «Мосэнерго», в «Самараэнерго», «Татэнерго», ПРП «Нижнекамск» и др.
Стационарные системы непрерывного технического диагностирования с 1998 г. используются на ТЭЦ-25
(на двух турбинах Т-250/300-240 ТМЗ, ПТ-60-130/13), ГРЭС-24 (турбина К-300-240) ОАО «Мосэнерго».
В настоящее время осуществляется подготовка к внедрению аналогичных, но более совершенных
диагностических систем на Нововоронежской и других АЭС.
Перспективным малозатратным и достаточно экономичным направлением оптимизации ремонта в
отношении сокращения работ, выполнение которых не определяется реальной необходимостью, является
подход, базирующийся на обоснованном выборе оборудования, эксплуатировать которое можно до
наступления отказа. Такого рода подход может быть реализован применительно к оборудованию
четвертого и частично третьего классов безопасности, группируемому по следующим признакам:
не влияет на безопасность и не используется для управления аварией; отказ оборудования не
отражается на выработке электроэнергии, оборудование имеет резервирование или возможность быть
отремонтированным либо замененным при работе энергоблока на мощности; отказ оборудования не
может привести к выходу из строя элементов, используемых для управления аварией, или к недовыработке
электроэнергии.
Основными резервами для оптимизации ремонта оборудования первого и второго классов безопасности,
а также оборудования третьего класса систем, важных для безопасности, являются:
-
обоснование и внедрение в практику оптимальных сроков (периодичности) технического
освидетельствования и эксплуатационного контроля за состоянием металла и сварных соединений,
например увеличение сроков технического освидетельствования с 4 до 10 лет;
-
оптимизация сроков проверок защитных и предохранительных устройств;
-
совершенствование планирования ремонтов;
-
эффективное использование рабочего времени путем сокращения времени на допуск персонала в зону
контролируемого режима;
-
учет при планировании ремонтов данных, полученных системами оперативного диагностирования и
штатной системой технологического контроля;
-
применение прогрессивных средств технологического оснащения ремонта (гайковертов для главного
разъема корпуса реактора, главных циркуляционных насосов, коллекторов парогенераторов и др.).
Информационная система поддержки управления ремонтом
Мировой опыт показывает, что компьютеризированные системы информационной поддержки управления
ТО и ремонтом оборудования являются одним из наиболее эффективных средств повышения коэффициента
использования установленной мощности (КИУМ) и сокращения всех видов затрат на обеспечение
работоспособности оборудования в течение жизненного цикла АЭС, естественно, при безусловном
выполнении требований к их безопасности. В настоящее время ни одна крупная зарубежная энергетическая
компания не может эффективно функционировать на рынке электроэнергии без информации, получаемой с
помощью указанных систем, интегрированных в корпоративные информационные системы (КИС). Так,
компания Kinetic Strategic Solution [2] считает, что положительный эффект от внедрения информационной
системы поддержки управления ТО и ремонтом оборудования состоит в следующем:
- повышении эксплуатационной готовности оборудования (позволяет сократить потери из-за простоев);
- увеличении производительности труда ремонтного персонала (позволяет рационально перераспределить
персонал по ремонтным бригадам);
- уменьшении сверхурочных работ посредством правильного планирования и прогнозирования хода работ;
- сокращении: объемов неплановых работ; используемых материальных ресурсов; сверхнормативных запасов
(за счет рационализации планирования потребности в ресурсах и контроля за их расходованием);
- уменьшении случаев нехватки запасов;
- сокращении срочных закупок.
Внедрение аналогичных информационных систем позволяет на 10... 15 % повысить КИУМ энергоблока,
на 20 % и более снизить затраты материальных и финансовых ресурсов на ремонт.
Руководство концерна «Росэнергоатом» в 2002 г. приняло решение о создании системы информационной
поддержки управления ТО и ремонтом (ИСУ ТОиР) АЭС на базе хорошо известных отработанных программных
продуктов. Функции генерального конструктора и генподрядчика по созданию ИСУ ТОиР возложены на ОАО
ВНИИАЭС. Основной целью создания ИСУ ТОиР является информационная поддержка руководителей и ведущих
специалистов по ремонту на уровне департаментов и дирекций атомных электростанций концерна
«Росэнергоатом» при планировании, подготовке и проведении ТО и ремонта систем и оборудования АЭС.
В качестве базовых программных средств ИСУ ТОиР приняты:
- программное обеспечение ERP-системы SAP R/3 (управления предприятием) как программно-методического
инструментария для формирования модулей ИСУ ТОиР на уровне АЭС, интеграции их в информационные
подсистемы КИС на верхнем уровне концерна «Росэнергоатом»;
- программное обеспечение системы управления проектом Primavera Enterprise Suite— P3е/с,
предназначенной для управления ремонтной кампанией концерна как проектом, включая решение задач
календарно-сетевого планирования ремонта и оперативного управления им, анализа хода ремонта на АЭС.
Полномасштабное функционирование ИСУ ТОиР обеспечит информационную прозрачность деятельности
по ТО и ремонту и дальнейшее ее совершенствование на основе развивающихся информационных систем.
Пилотными атомными электростанциями для внедрения первой очереди данной информационной системы
приняты Ленинградская (с реакторными установками РБМК-1000), Калининская и Волгодонская атомные
электростанции (с реакторными установками ВВЭР-1000).
В рамках первой очереди ИСУ ТОиР на пилотных АЭС в практику ТО и ремонта будут внедрены отдельные
элементы информационной системы, позволяющие вести регистр систем и оборудования, учитывать средства
технологического оснащения ремонта; формировать ведомости объемов работ, реестр подрядных организаций
и привлекаемого персонала; вести журнал учета неисправностей оборудования, осуществлять
календарно-сетевое планирование работ на остановленном энергоблоке.
Внедрение второй очереди ИСУ ТОиР позволит ввести нарядно-допускную систему, журнал учета работ
по нарядам и распоряжениям, разрабатывать годовой план-график ТО и ремонта оборудования и др. Кроме
того, будет обеспечена возможность формирования базы данных по нормам расхода запасных частей и
материалов с автоматизированным расчетом потребности в ресурсах на конкретный плановый ремонт.
Поскольку ТО и ремонт тесно интегрированы с другими сферами деятельности концерна «Росэнергоатом»
(управление финансовыми и материальными ресурсами, развитием и др.), внедрение ИСУ ТОиР будет
способствовать созданию единого информационного пространства по всем ремонтным задачам как
органической части эксплуатации атомных электростанций.
В настоящее время в рамках работ по внедрению первой очереди ИСУ ТОиР в центре научно-технической
поддержки ТО и ремонта в ОАО ВНИИАЭС создан стенд, организован учебный класс, развернуты модуль PM
SAP R/3 и система P3е/с.
На пилотные АЭС поставлены серверы с инсталлированной системой SAP R/3, все АЭС оснащены
программными средствами P3е/с.
Определена инфраструктура внедрения первой очереди ИСУ ТОиР, для чего сформированы команды
разработчиков в концерне, в ОАО ВНИИАЭС и на пилотных АЭС, обучено более 50 специалистов атомных
электростанций в учебном классе по курсам P3е/с, администрирования SAP R/3, настройки данных систем
и работе пользователей, созданы типовые графики ремонта энергоблоков ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и РБМК-1000
в программной среде P3е/с.
С января 2004 г. начата опытная эксплуатация первой очереди ИСУ ТОиР на пилотных АЭС. В
течение 2004-2008 гг. данная система будет в полном объеме развернута на других АЭС, решены вопросы
интеграции с имеющимися базами данных и информационными системами. С конца 2003 г. календарно-
сетевые графики ремонта атомных электростанций разрабатываются с использованием P3е/с, а с 2004 г.
концерн «Росэнергоатом» постепенно начал реализовывать модель управления ремонтной кампанией на
АЭС как множеством проектов.
Развитие рынка услуг по техническому обслуживанию и ремонту
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что наиболее эффективной формой
организации и выполнения ремонта оборудования АЭС в отношении затрат и обеспечения качества
работ является привлечение специализированных подрядных организаций. Это предполагает формирование
цивилизованного рынка услуг по ремонту оборудования, включая непосредственное выполнение работ,
своевременную поставку качественных материалов, запасных частей и оборудования, научно-техническую
поддержку (разработку нормативной и технологической документации, проведение специальных
исследований, информационное обеспечение ремонтной кампании и т.д.). Пример зарубежных АЭС
показывает, что в штате атомной электростанции целесообразно иметь минимально необходимое количество
собственного ремонтного персонала для обеспечения надежной и бесперебойной работы оборудования и
поддержания заданного технологического процесса выработки электрической и тепловой энергии.
Соотношение численности штатного (собственного) и привлеченного ремонтного персонала на отечественных
АЭС в среднем находится на уровне 70 к 30 %, что затрудняет оптимизацию процессов ТО и ремонта.
В связи с этим в концерне «Росэнергоатом» реализуется программа передачи подрядным организациям
ряда работ, ранее выполнявшихся собственными силами (ремонт общестанционных систем, паротурбинной
установки, ремонтно-строительные работы на зданиях и сооружениях, дезактивация оборудования, уборка
рабочих мест и другие работы, мало влияющие на безопасность эксплуатации АЭС).
В настоящее время на рынке услуг по ремонту оборудования наряду с имеющими солидную деловую
репутацию организациями (Атомэнергоремонт, Курсктурбоатомэнергоремонт и Севатомэнергоремонт),
присутствует примерно 160 малых предприятий различных форм собственности, которые не всегда в
состоянии обеспечить требуемое качество работ и не способны нести финансовую ответственность за
ненадлежащее выполнение своих обязательств. В связи с этим в концерне «Росэнергоатом» с первого
октября 2003 г. введена система аккредитации организаций — исполнителей работ по ремонту оборудования
АЭС.
Критериями оценки организаций-претендентов являются: наличие лицензий надзорных органов;
опыт работы по ТО и ремонту оборудования на АЭС; производственно-технические возможности
(численность персонала, наличие конструкторско-технологической службы и др.); обеспечение
качества работ, финансовые показатели (уровень накладных расходов и др.).
При положительном решении экспертного совета концерна «Росэнергоатом» подрядной
организации-претенденту на выполнение ремонтных работ выдается свидетельство об
аккредитации установленного образца с занесением в соответствующий реестр. Информация
об аккредитации организаций направляется на атомные электростанции концерна.
Действие аккредитации может быть прекращено или приостановлено при некачественном
исполнении ремонтных работ, расторжении договора подряда из-за невыполнения договорных
обязательств, наступления форс-мажорных обстоятельств и в других случаях.
Для выполнения работ по контролю за состоянием металла оборудования
(корпуса реактора, верхнего блока, коллекторов и теплообменных трубок парогенераторов и др.)
и замене технологических каналов энергоблоков РБМК-1000 предполагается создание специализированных
организаций. Это позволит повысить качество работ и уменьшить дозовые нагрузки на
ремонтный персонал.
Для проведения сложных ремонтных работ или модернизации, например, при замене
парогенераторов, теплообменных аппаратов, крупных насосов, трубопроводов и других элементов,
представляется целесообразным привлекать заводы-изготовители основного оборудования, а также
предприятий по изготовлению специальной и специализированной оснастки для ремонта и термообработки
оборудования АЭС.
Список литературы
[1].Программное средство «Программа ЭКИ-02». Регистрационный номер
165 паспорта аттестации ПС. 19.09.2003.
[2].Научно-практический семинар «Современная организация и новые технологии
проведения ремонтов оборудования электростанций». М.: 8-11 декабря 2003.
Тезисы докладов компании Kinetic Strategic Solution(www.kss-indus.ru)
|
