Hlavní strana Aktuality Jaderné elektrárny, kontroly a údržba

Jaderné elektrárny, kontroly a údržba

Datum: 19. 8. 2015

Zdroj: Nuclear Plant Journal

ŠKODA JS je generálním dodavatelem údržby pro jaderné části obou jaderných elektráren v České republice – Temelín a Dukovany. Na těchto dvou elektrárnách je celkem 6 výrobních bloků.

Na základě kontraktu s provozovatelem elektrárny, spol. ČEZ a.s., zajišťuje ŠKODA JS prostřednictvím vlastních zaměstnanců nebo kvalifikovaných pracovníků poskytovatelů technických služeb v dodavatelském řetězci přípravu, provádění a vyhodnocování údržby zařízení jaderného ostrova včetně kontrol, které požaduje regulační orgán.

Přibližně dvě třetiny činností provádějí vlastní zaměstnanci společnosti; zbytek provádějí kvalifikovaní dodavatelé podle nejvyšších možných standardů s využitím služeb výrobců různého zařízení primárního okruhu.

Činnosti údržby na elektrárnách zahrnují přípravu a provedení plánované (preventivní a prediktivní) a nápravné údržby, přičemž většina se provádí během odstávek výrobních bloků. Mezi ně patří pravidelné kontrolní činnosti, celkové a pravidelné opravy zařízení, oprava nebo výměna poškozených a nefunkčních komponentů nebo komponentů, které nesplňují požadavky kontroly, povinné kontroly a zkoušky, jakož i činnosti spojené s koordinací dodavatelského řetězce a expertní, poradenské a výrobní činnosti. ŠKODA JS zajišťuje detailní přípravu těchto činností, ať už je to na technické úrovni (postupy, technická řešení, výkresy, výpočty), administrativní úrovni (povolení, kvalifikační dokumenty) nebo na úrovni kontrol (plány kontrol a zkoušek, kontrolní seznamy). Nedílnou součástí údržby je takéjejí hodnocení, návrhy na změny ainovace, vyhodnocení zjištěných indikací a spolupráce při jejich řešení, jakož i úzká spolupráce se společností provozující elektrárnu v oblasti plánování údržby zařízení, technické kontroly, vyšetřování událostí, plánování a jakosti provedení práce.

Pomocí svých vlastních zaměstnanců nebo prostřednictvím smluvních partnerů provádí ŠKODA JS také celou řadu inovačních aktivit, jako je například výměna lineárních krokovýchpohonů  (komponenty bezpečnostního a řídícího systému jaderného reaktoru), dodávka utahováků matic hlavního přírubového spoje reaktoru a utahováků matic přírubového spoje horního bloku, výroba a dodávka kontejnerů na vyhořelé jaderné palivo, speciálních stínících kontejnerů atd.

Provozní prohlídky prováděné spol. ŠKODA JS

Činnosti spol. ŠKODA JS zahrnují vlastní montážní práce spojené s kontrolami zařízení a také instalacemi nového technologického zařízení a prováděním nedestruktivních zkoušek.

Historie provozních prohlídek ve spol. ŠKODA JS se datuje do roku 1971, kdy vznikla malá skupina specializovaná na provozní prohlídky první československé jaderné elektrárny A1.

V současné době pracovníci ŠKODA JS provádějí provozní prohlídky následujících komponentů primárního okruhu:

  • Tlaková nádoba reaktoru
  • Víko tlakové nádoby reaktoru
  • Šrouby a matice hlavního přírubového spoje (M140x6 nebo M170x6)
  • Vnitřní části reaktoru – šachta, plášť šachty a blok ochranných trub (BOT)
  • Teplosměnné trubky parogenerátoru
  • Svary primárního potrubí

Pro automatizované zkoušení komponentů primárního okruhu českých jaderných elektráren se používají tři zkušební metody – ultrazvuková, vířivými proudy a vizuální.

Zkoušení ultrazvukem

Ultrazvuková odrazová metoda je hlavní nedestruktivní metodou používanou pro automatizované zkoušení komponentů reaktoru VVER. Pro zkoušení se používají sondy podélných a příčných vln několika různých úhlů. Zkoušení úhlovými sondami se obvykle provádí ve čtyřech směrech – dvou paralelních s osou svaru a dvou kolmých k ní, takže je pokryt celý zkoušený objem a s nejvyšší pravděpodobností lze zjistit vady ve všech možných orientacích. 

Difrakční metoda TOFD se používá pro zkoušení kořenů svarů a pro určování rozměrů objemových a planárních necelistvostí, které se musí analyzovat. Pokud to umožňuje geometrie zkoušeného dílu, provádí se paralelní a neparalelní skenování zkoušené oblasti. Úhly sond a oddělení sond jsou vybírány tak, aby byl zkoušený objem pokryt s dostatečnou citlivostí.

Technika phased array se používá hlavně pro zkoušení svarů austenitických trubek.

Zkoušení vířivými proudy

Vnitřní a vnější povrchy tlakové nádoby reaktoru se zkoušejí „array“ sondami, které detekují vady v obou směrech, paralelním s pohybem sondy a kolmém k němu.

Šrouby, matice a závitové otvory v přírubě reaktoru se zkoušejí pomocí povrchových sond určených pro zjišťování vad kolmých na delší osu zkoušeného dílu.

Sondy Bobbin se používají pro zkoušení teplosměnných trubek parogenerátoru, zatímco trubkovnice parogenerátoru se zkouší křížovou sondou (X-sondou) a rotačními sondami.

Vizuální zkouška

Dálková vizuální kontrola se provádí pomocí barevných a černobílých TV kamer CCD. Kamery mohou být vybaveny různými objektivy. Dálkově ovládaná externísvětla pomáhají udržet co nejlepší podmínkypro vizuální kontrolu. Příslušenstvíkamery generující laserovétečky známé vzdálenosti se používá k měření rozměrů zobrazených objektů. Poloha manipulátoru, datum, čas a poznámky operátora se může smísit s TV obrazem a zobrazit na TV monitoru. Celá vizuální kontrola nebo kontrola vybraných částí je zaznamenána na digitálním videorekordéru.

Zkušební systémy

ŠKODA JS používá pro zkoušky několik manipulátorů, některé poskytují JE, některé jsou navrženy a vyrobeny nebo přizpůsobeny společností.

Tlakové nádoby reaktoru byly z vnitřního povrchu dosud zkoušeny systémem sestávajícím z manipulátoru SKIN, 48-kanálového ultrazvukového přístroje Microplus 2, přístroje pro zkoušení vířivými proudy MS5800 a barevné TV kamery CCD, TV CC 510TL. Kamera má objektivy s horizontálním zorným úhlem 5° - 49° a může pracovat při intenzitě světla pouze 1,5 lux.

Zkoušení z vnějšího povrchu se v Dukovanech provádí pomocí systému sestávajícího z modernizovaného manipulátoru USK-213, 16-kanálového ultrazvukového přístroje Microplus 2, přístroje pro zkoušení vířivými proudy MS-5800 a barevné TV kamery CCD,  SONY XC-999. Kamera má objektivy s horizontálním zorným úhlem 59° a může pracovat při intenzitě světla pouze 4,5 lux.

Systém pro zkoušení z vnějšího povrchu na Temelíně se skládá z modernizovaného manipulátoru SK-187, 16-ti kanálového ultrazvukového přístroje Microplus 2, přístroje pro zkoušení vířivými proudy MS-5800 a TV kamery SONY XC-999.

Vnitřní části reaktoru se na Temelíně kontrolují manipulátorem TEKOR vybaveným TV kamerou odolnou proti záření s dálkovým ovládáním a osvětlovací hlavou s dálkově ovládanými halogenovými světly. Objektiv kamery je vyměnitelný; obvykle se používá objektiv se zorným úhlem 20°. Tento manipulátor byl navržen pro kontrolu z vnějšího povrchu; po úpravě provedené v roce 2010 se také používá pro kontrolu vnitřních povrchů vnitřních částí reaktoru.

Nový manipulátor MKS

Nový manipulátor MKS pro zkoušení tlakových nádob reaktoru z vnitřního povrchu byl navržen a vyroben ve spol. ŠKODA JS jako náhrada za SKIN. Manipulátor má hlavní opěru se třemi nohami, teleskopický sloup a příčnou dráhu se dvěma vozíky. Na každý vozík lze naistalovat dvojí uspořádání pro zkoušky, takže v jednom okamžiku je tento manipulátor připraven provádět čtyři různé zkušební úkoly.

Tento zkušební systém se skládá z manipulátoru MKS, 48-kanálového ultrazvukového přístroje Microplus db-POD, přístroje pro měření vířivými proudy MS 8500 a HDTV kamer a monitorů. Tento manipulátor se může použít pro několik typů tlakovodních reaktorů – VVER 440, VVER 1000, VVER 1200, AP 1000 a dalších.

Oproti manipulátoru SKIN bude mít tento manipulátor následující výhody

  • Menší pracoviště v reaktorové hale
  • Kratší doba montáže a demontáže
  • Kratší doba kontroly
  • Nižší potřeba jeřábů

Výroba manipulátoru byla dokončena v roce 2014 a testování včetně praktické kvalifikační zkoušky na kvalifikačním vzorku bylo dokončeno v únoru 2015. První provozní prohlídka s tímto manipulátorem bude provedena na 2. bloku JE Temelín v květnu 2015.

Zvyšování životnosti zařízení

ŠKODA JS se dále zabývá činnostmi v oblasti hodnocení a změn parametrů pevnostní tlakové zkoušky a optimalizace rozsahu provozních prohlídek prováděných na primárním okruhu reaktorů typu VVER. Parametry pevnostní tlakové zkoušky je třeba chápat tak, že se sníží tlak a prodlouží doba oproti projektovým hodnotám, což znamená výrazné zvýšení životnosti hlavních komponentů z hlediska opotřebení. S tím je úzce spojená optimalizace provádění provozních prohlídek, zejména pokud jde o určování integrity zařízení, tzn. že jakost nedestruktivních metod může do jisté míry nahradit pevnostní tlakové zkoušky díky kvalitnímu vyhodnocování indikací vad v celistvosti materiálu komponentů.

Pokud jde o zvyšování životnosti konstrukcí, systémů a komponentů, ŠKODA JS a.s. se především zaměřuje na komponenty obsažené v jejím výrobním portfoliu (např. spojovací tyče, pohony regulačních orgánů pro reaktory VVER 440, kompaktní skladovací mříže pro vyhořelé palivo atd.).

Návrh, výroba a provoz speciálních manipulátorů

ŠKODA JS také vyvíjí a vyrábí zařízení, jejichž využití umožňuje zákazníkům nejen zkrátit délku odstávek, ale také dosáhnout vyšší jakosti. Jedním takovým příkladem je utahovák matic přírubového spoje horního bloku pro reaktory VVER 440 a VVER 1000. Například použití utahováku matic přírubového spoje EZ250 pro VVER 1000 vede ke snížení doby nutné pro povolování a utahování přírubových spojů o 35 hodin na jednu kontrolu reaktoru.

Speciální opravy

ŠKODA JS v minulosti provedla a v současné době pracuje na řadě unikátních oprav zařízení, jako např.:

  • Vyjmutí uvízlého BOTu z TNR u VVER 1000
  • Repase rotorů motorů HCČ u VVER 1000
  • Oprava heterogenního svarového spoje PG u VVER 400
  • Vývoj technologie pro opravy svarových spojů č. 111 (PG) u VVER 1000
  • Výměna horní části kolektoru PG u VVER 440