Робота, гідна державної премії

На тлі бурхливого політичного та громадського життя України повідомлення про те, що на першому енергоблоці Южно-Української АЕС 2 жовтня завершився планово-попереджувальний ремонт (ППР), головною роботою якого стала заміна решти (двох корпусів) конденсатора турбіни, не викликало широкого резонансу. Сьогодні мало кого можна здивувати обсягом модернізаційних робіт, що виконуються під час ремонтних кампаній на ядерних блоках, а коментарі фахівців-атомників проходять повз суспільну свідомість – частенько вони рясніють складними технічними термінами, в яких розбиратися читачеві ніколи. Проте заміна конденсатора турбоустановки заслуговує того, щоб про неї розповісти. Хоч би через те, що ЮУАЕС у цих роботах стала піонером серед вітчизняних атомних станцій.

ПРАКТИКА ПОКАЗУЄ

«У вересні 2017 року на першому «мільйоннику» у перебігу ремонту було виконано заміну 2/3 конденсатора турбіни. Після цього в перший же зимовий місяць ми зафіксували, що максимальний приріст електричної потужності цього енергоблока склав 24 мегавати при номінальній тепловій потужності реакторної установки, – каже начальник виробничо-технічної служби атомної станції Дмитро Мітюшев. – Проте «наздогнати» за результативністю блок № 2, на якому в 2015-2016 роках було виконано повну заміну конденсаторної установки, тоді, звичайно ж, не вдалося. Електрична потужність другого блока в цей же період становила 1030 мегават за тієї ж температури охолоджувальної води».

Дмитро Мітюшев.

У цілому процес заміни конденсаторів турбін на двох южно-українських блоках, який нині повністю завершився, тривав чотири роки. Сьогодні можна стверджувати, що за стабільної роботи обладнання та номінальної температури циркуляційної води сумарна електрична потужність Южно-Української АЕС може складати 3055-3060 МВт. А розрахунковий економічний ефект від заміни конденсаторів – більше 250 мільйонів гривень на рік. Южно-українські фахівці підрахували, що нове устаткування турбін окупиться за чотири роки.

«Це дуже своєчасний і необхідний крок для енергобезпеки нашої країни, – підкреслює Дмитро Євгенович. – Не в останню чергу важливий і коефіцієнт використання встановленої потужності енергоблоків Южно-Української АЕС, який, наприклад, у вересні при плані 63,66% склав 65,10%. Досягти таких параметрів вдалося знову ж таки завдяки комплексу робіт, серед яких була заміна конденсаторів турбін і підвищення наприкінці 2017 року теплової потужності енергоблока № 1».

ОБЛАДНАННЯ РОЗМІРОМ З БУДИНОК

Враховуючи потужності енергоблоків і розміри турбін, пропоную уявити і сам конденсатор. Турбіна оснащена двома конденсаторами бічного виконання. Кожен з них складається з трьох корпусів. А кожен корпус зібраний з 8 модулів. За розміром модуль як невеликий будинок і важить майже 30 тонн. Вага однієї сторони конденсатора – близько тисячі тонн. Зрозуміло, демонтаж і монтаж такого устаткування – завдання неабияке. Наприклад, у процесі заміни конденсаторів на третьому та четвертому блоках Запорізької АЕС довелося розбирати стіну турбінного відділення. Інакше величезні конструкції не можна було встановити на штатні місця. На ЮжноУкраїнській АЕС підрядним організаціям, що виконували монтаж багатотонного обладнання на першому та другому блоках, завдяки іншій конфігурації машинної зали, до цього вдаватися не довелося. Проте легким завдання все ж не було. По-перше, вони були піонерами з заміни конденсаторів турбоустановок на вітчизняних АЕС. А, як відомо, першопрохідникам завжди складніше. По-друге, висока інтенсивність робіт вимагала значних витрат фізичної праці.

Юрій Свінаренко.

Як розповідає заступник начальника з ремонту турбінного цеху № 1 Юрій Свінаренко, в процесі заміни устаткування застосовувалася індивідуальна система строповки. «Демонтажні роботи вважаю самою трудомісткою частиною, тому що доводилося вирізати по одному модулю. Усі вони були сполучені між собою по вертикалі, горизонталі та по проміжних камерах. Проте не менш відповідальним був монтаж нового обладнання. Воно було заздалегідь укрупнене по два модулі, і встановлювати його на штатне місце було дуже складно через великі розміри. Точності вивіряння та доведення проміжків до мінімальних значень вимагало й зварювання з’єднань», – ділиться Юрій Іванович.

На запитання: «Чи були сумніви, що все пройде вдало?» він відповідає буденно: «Ніяких сумнівів у гарному результаті в нас не було. Кожен з монтажників знав свою справу і виконував її сумлінно».

ЧИ БУЛА НЕОБХІДНІСТЬ?

Южно-українські фахівці одноголосно констатують: була. Для наочності картини спробую пояснити призначення та принцип роботи конденсатора. Пара, що надходить з парогенераторів, обертає турбіну, яка в свою чергу приводить в дію генератор, що виробляє електроенергію. Після цього відпрацьовану пару необхідно сконденсувати та трактом основного конденсату і живильної води повернути до парогенератора, щоб усе повторити знову. Охолоджується пара в конденсаторах (у міжтрубному просторі) – конструкціях, що складаються з корпусу та набору досить складного обладнання з більше ніж ста тисяч мідно-нікелевих трубок. Охолоджувальною рідиною в конденсаторі є циркуляційна вода, яка подається з Ташлицького ставка-охолоджувача ЮУАЕС у трубний простір конденсатора. Через підвищений солевміст води Ташлицького водосховища в цих трубках розвивається ерозійно-корозійний процес, який призводить до виникнення нещільності трубної частини конденсатора і, як наслідок, – до погіршення експлуатаційної надійності та до скорочення ресурсу основного обладнання (трубчатки парогенераторів АЕС) і допоміжного.

Для повного розуміння варто зазначити, що конденсатор належить до устаткування другого контуру і не входить до першого радіоактивного, тож ідеться про «чисті» воду та пару. У такому разі саме конденсаційний модуль паротурбінних установок спільно з іншим обладнанням визначають надійну та економічну роботу енергоблоків АЕС. Порушення в роботі конденсаторів, кінець кінцем, призводять до вимушеного зниження електричної потужності енергоблока. Інакше кажучи – різко погіршують показники роботи атомної станції.

З огляду на більш ніж 30-річну експлуатацію южно-українських енергоблоків, доходимо висновку, що заміна конденсаторів турбін тут назріла давно.

КОНЦЕПТУАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ

Цікаво буде дізнатися, в чому ж, власне, було «ноухау». А полягало воно в двох речах: матеріалі, використаному в трубному апараті, та компонуванні трубних пучків. Тут, шанований читачу, наберися терпіння, оскільки в описі ситуації, що склалася, і концептуальних особливостей нового конденсатора, вибач, але не можна обійтися без професійної термінології.

Анатолій Ілатовський.

Як вище зазначалося, підвищений солевміст води Ташлицького водосховища довгий час призводив до пошкодження охолоджувальних трубок конденсаторного пристрою, утворення присосів сирої води, погіршення водно-хімічного режиму та врешті-решт – до зниження ККД енергоблоків. НАЕК «Енергоатом» вирішив виправити ситуацію. За виконання складного завдання взявся харківський Турбоатом і його партнери – Інститут проблем машинобудування та Інститут електрозварювання ім. Є. Патона. Турбоатом, до речі, – одне з небагатьох підприємств у світі та єдине в Україні, здатне виготовити подібне обладнання. «Новий конденсатор за своїми розмірами принципово не відрізняється від старого. Проте відмінність усе-таки є. Полягає вона в тому, що в новому конденсаторі матеріалом теплообмінних труб є нержавіюча сталь марки 316L. Це запобігає винесенню міді з теплообмінних трубок до тракту основного конденсату та живильної води і далі на трубчатку парогенератора. Однією з причин пошкодження трубчатки парогенераторів є потрапляння міді на її поверхню. Як бачимо, в заміні марки сталі і полягає його оригінальність, – резюмує заступник головного інженера ВП ЮУАЕС з ремонту Анатолій Ілатовський. – Нержавіюча сталь, з якої виготовлено трубчатку нового конденсатора, має гарантію близько 40 років. Заміна матеріалу не лише покращила корозійну стійкість теплообмінного апарату, а й запобігла винесенню міді в теплоносій другого контуру. Це підвищило надійність роботи парогенератора – одного з бар’єрів на шляху поширення радіоактивності в навколишнє середовище. Якщо коротко, то новизна цієї конструкції в тому, що виробникові вдалося підвищити охолоджувальну здатність конденсатора та завдяки цьому підвищити і потужність турбіни, що, врешті-решт, забезпечило збільшення ефективності експлуатації всього енергоблока».

По суті, це новий конденсатор. Підкреслюючи його безумовну значущість для вітчизняної атомної енергетики, експерти зійшлися на думці, що новий конденсаторний модуль надійніше попереднього обладнання, яке давно вже фізично та морально застаріло. Важливо також, що модель цього конденсатора не має аналогів у світовій практиці атомного турбінобудування та раніше не застосовувалася в конструкціях працюючих конденсаторів АЕС України і за кордоном. Саме такі пристрої вже встановлені на перших двох енергоблоках Южно-Української АЕС. На черзі – третій блок. Тут конденсатор мінятиметься під час ремонтної кампанії в рамках продовження його терміну експлуатації.

НА ЗДОБУТТЯ ПРЕМІЇ

У квітні нинішнього року проект з розробки нового покоління конденсаторів для турбоустановок АЕС було висунуто на здобуття Державної премії в галузі науки і техніки за 2018 рік. Ініціатором стало ДП «НАЕК «Енергоатом». Робота під назвою «Розробка та впровадження конденсаторів парових турбін атомних електростанцій» прийнята Комітетом з Держпремій до розгляду. У вересні представники секції машинобудування Комітету побували з робочим візитом на Запорізькій АЕС, де змогли на власні очі побачити, як ведеться заміна конденсатора. До складу групи претендентів на отримання премії входять фахівці Турбоатома, дирекції Енергоатома, ЮУАЕС і ЗАЕС, а також співробітники згаданих вище інститутів.

На офіційному сайті Комітету в коментарях до проекту провідні фахівці в сфері атомної галузі стверджують, що для стабільного забезпечення країни електроенергією до 2035 року необхідно провести реновацію (Реновація (лат. renovatio – оновлення, відновлення, ремонт) процес покращення, реконструкція, реставрація без руйнування цілісності структури. – Авт.) діючих АЕС з модернізацією обладнання. Вони підкреслюють, що значний приріст електричної потужності атомних станцій може бути досягнутий шляхом модернізації допоміжного теплообмінного устаткування турбоустановок, зокрема конденсаторів парових турбін.

На думку експертів, проект розробки нових конденсаторів з наукової точки зору на сьогодні є актуальним. Він також має технічну новизну. Посилаючись на вищезазначене, фахівці вважають, що сам конденсатор і його розробники заслуговують присудження Державної премії України в галузі науки та техніки. Останнє слово – за Комітетом.

Наталія КАРТАШОВА

Добавить комментарий