Ликвидация последствий разрушения ОТВС ВВЭР-440 на АЭС «Пакш»

АЭС "ПАКШ" расположена в самом центре Венгрии на реке Дунай. За все годы эксплуатации российских блоков ВВЭР-440 АЭС "ПАКШ" имела наилучшие показатели надежности и эффективности. Однако проблема появления на поверхности оболочек твэлов отложений магнетита в последние годы все более волновала персонал АЭС.

Для очистки облученных ТВС от отложений на дне колодца №1 блока №2 АЭС "Пакш" был установлен бак очистки, разработанный и изготовленный фирмой Framatome ANP, в который одновременно можно было загружать до 30 ОТВС. Работы проводились сотрудниками Framatome ANP, персонал АЭС полностью доверял разработчику технологии и оборудования. Ранее в баке было совершено пять успешных операций по очистке ОТВС без каких-либо признаков повреждения, но при выполнении шестой операции случилось непредвиденное.

Как было сказано в дальнейшем в официальном отчете по расследованию инцидента на АЭС "Пакш": "10 апреля 2003 года в процессе отмывки во время ежегодного планового обслуживания блока №2 произошло серьезное повреждение кассет, при котором выделилась радиоактивность, превышающая значение нормального выхода радиоактивности для работающего блока". При попытке снять крышку бака были зафиксированы значительные выбросы в спецвентиляцию, произошло увеличение мощности дозы вблизи колодца и увеличение объемной активности в воде бассейна выдержки. Обстановка с ядерной безопасностью также была неясной. После снятия крышки на основе анализа состояния ОТВС эксперты отнесли данное событие к Уровню 3 – "инциденты". Эксплуатация блока была приостановлена.

17 апреля 2003 года руководство АЭС "Пакш" в лице генерального директора доктора Иштвана Кочиша обратилось в Корпорацию "ТВЭЛ" с просьбой о помощи "...в решении ситуации, возникшей на АЭС "Пакш". Ровно через два часа после получения письма российская сторона подтвердила свою готовность участвовать в международном тендере по ликвидации последствий разрушения ОТВС на АЭС "Пакш" и приступила к разработке предложений.

Для разработки предложений в России под руководством Корпорации "ТВЭЛ" была создана команда, включающая в себя ведущие предприятия отрасли: ГНЦ НИИАР, ОКБ "Гидропресс", РНЦ "Курчатовский институт". Большая роль в проекте отводилась специалистам НПФ "Сосны" под руководством В.П. Смирнова. Кроме названных выше российских предприятий, в дальнейшем к работе были привлечены ГИ ВНИПИЭТ, Озерский завод нестандартного оборудования, ОАО "Машиностроительный завод" (г.Электросталь) и ПО "Маяк", как потенциальный грузополучатель отработавшего ядерного топлива.

Исследования, проведенные на ранней стадии проекта, показали, что практически все ОТВС в той или иной степени разрушены. Пространство в центральной части бака представляло собой нагромождение фрагментов твэлов и топливных таблеток, выпавших из оболочек. Нижние части ОТВС не претерпели видимых разрушений.

9 сентября 2003 года между Корпорацией "ТВЭЛ" и АЭС "Пакш" был подписан контракт, согласно которому российские специалисты, соблюдая все требования радиационной и ядерной безопасности, должны были извлечь разрушенные фрагменты ОТВС из бака и перегрузить их в специальные пеналы, пригодные для хранения под водой на АЭС "Пакш" в течение пяти лет, а также обеспечить принципиальную возможность их транспортирования на переработку или сухое хранение. Для этого необходимо было силами российских и венгерских организаций выполнить большой объем конструкторских и технологических работ.

Эскизный и рабочий проекты рабочей площадки, пеналов, оборудования и инструмента разрабатывались в НПФ "Сосны". С целью отладки технологии и обучения персонала макет рабочей площадки, необходимое оборудование и инструмент были изготовлены, смонтированы и испытаны в ГНЦ НИИАР. Был также создан комплекс вспомогательного оборудования, включающий в себя системы видеонаблюдения и непрерывного радиационного контроля обстановки на рабочей площадке. Разработанный комплект разнообразного инструмента для обращения с различными типами фрагментов ОТВС составил более 100 наименований.

Наиболее сложной и громоздкой частью технологии являлась рабочая площадка, технический проект которой разрабатывался в ОКБ "Гидропресс". Рабочая площадка и крупногабаритное оборудование были изготовлены и испытаны на Озерском заводе нестандартного оборудования.

Для перетаривания ОЯТ были разработаны негерметичные водозаполненные пеналы, внутренняя полость которых соединялась с водой бассейна выдержки с помощью компенсатора. Компенсатор обеспечивал отвод из пенала газообразных продуктов, образующихся при радиолизе воды, и предотвращал выход растворенных в воде пенала радионуклидов в воду БВ. Пеналы для ОЯТ изготовили и испытали в ОАО "МСЗ".

 

Обучение персонала проводилось на макете рабочей площадки в ГНЦ НИИАР, а затем на реальной площадке, установленной на АЭС "Пакш". Весь процесс монтажа рабочей площадки в баке отмывки блока №2 и отладки оборудования проходил при непосредственном участии и под техническим руководством сотрудников ГНЦ НИИАР и НПФ "Сосны".


Практические работы по разборке содержимого бака очистки были начаты 1 октября 2006 года после получения разрешения надзорными органами Венгрии. Специально подготовленные сотрудники российских предприятий работали круглосуточно в 4 смены. Бригада из трех операторов, находясь на рабочей площадке, установленной в колодце на высоте около 3 м от верхнего фланца бака, проводила работы по удалению фрагментов ОТВС с использованием длинномерных инструментов. Непрерывное наблюдение за ходом выполнения работ и видеозапись событий производились с помощью телекамер.

Топливные фрагменты ОТВС, отдельные куски твэлов, а также ОЯТ в балк-форме помещались в пеналы. Головки и хвостовики отделялись от топливной части и помещались в емкость ТРО. В процессе работ велся строгий учет ОЯТ путем его взвешивания перед загрузкой в пеналы.


Большую сложность вызывало наличие в баке массивной дистанционирующей плиты, в которой плотно сидели распухшие после теплового удара ОТВС. Эту плиту пришлось разрезать на несколько фрагментов и удалить из бака. Для окончательной зачистки возникла необходимость вскрыть нижнюю массивную плиту, что было сделано с помощью корончатого сверления специально разработанной пневматической сверлильной машиной.

Основные этапы выполнения работ заключались в следующем:

  • В первую очередь была проведена очистка верхней плиты бака от фрагментов ОТВС и твэлов, которые перегружались в выемные части пеналов. Более мелкие фрагменты ОЯТ в виде балк-формы также сгребались в выемные части пеналов. Головки ОТВС отделялись от топливной части и загружались в емкости для ТРО. Выемные части загружались в пеналы.
  • Очистка центральной части бака от ОЯТ, представляющего собой "завал" из фрагментов твэлов, проводилась с помощью устройства типа "грейфер" и манипуляторов.
  • Далее последовательно удалялись фрагменты верхней плиты и расположенные под ними фрагменты ОТВС. На этом этапе был обеспечен доступ к нижним частям ОТВС, которые с помощью силового захвата устанавливались в устройство резки, где производилось отделение хвостовика от топливной части.
  • Удаление ОЯТ в балк-форме и фрагментов ОТВС с нижней плиты бака очистки выполнялось так же, как и с верхней.
  • После освобождения необходимого пространства производилось высверливание и удаление центральной части нижней плиты.
  • После сбора из-под нижней плиты ОЯТ в балк-форме были удалены все оставшиеся фрагменты ОТВС и продолжено удаление ОЯТ в балк-форме. В итоге на дне бака осталось незначительное количество ОЯТ, которое позднее было удалено с помощью системы "водосос".

Практические работы по ликвидации последствий инцидента в колодце №1 блока №2 в рамках Контракта были завершены подписанием акта приемки работ 30 марта 2007 года.

В процессе выполнения практических работ контроль радиационной безопасности персонала осуществлялся в полном соответствии с нормами и правилами, действующими в России и Венгрии. Максимальная индивидуальная доза за весь период работ не превысила 10% от годового предела дозы, а средняя – 5%.

Работа была выполнена в запланированные сроки, в полном объеме и на высоком научно-техническом уровне. В результате работы из бака было удалено более 5 тонн ОЯТ. Блок №2 АЭС "Пакш" 29 декабря 2006 года в 13 часов 07 минут был выведен на минимальный контролируемей уровень, а с 1 января 2007 года - запущен на номинальную мощность.

Следующим этапом подготовки ОЯТ к транспортированию было его осушение, включающее удаление воды, заполнение инертным газом и герметизацию пеналов. Для выбора оптимальной технологии проведена экспериментальная отработка различных схем удаления воды – на уменьшенных по высоте макетах пеналов, загруженных облученным топливом ВВЭР-440, и на полномасштабных пеналах, загруженных имитаторами ОЯТ.

По результатам экспериментов с учетом оценок временных и дозовых затрат, а также количества образующихся РАО, оптимальным способом признана термовакуумная осушка без предварительного слива раствора борной кислоты. Экспериментально была подтверждена безопасность обращения с пеналами, подготовленными по этой технологии, и ядерная безопасность процесса накопления ОЯТ на фильтрующих элементах. Было установлено, что в процессе осушки пеналов не требуется принятия специальных мер по защите персонала и окружающей среды ввиду малого выхода газообразных продуктов деления. Отработан режим осушения и схема разбавления воздухом неконденсируемых газов, откачиваемых из пенала, для исключения образования взрывоопасной смеси.

Специалистами НПФ "Сосны" было разработано и изготовлено оборудование для осушки и в течение 2013 года выполнены практические работы по осушению ОЯТ в пеналах на АЭС «Пакш». 18 августа 2014 года пеналы с разрушенным ОЯТ были доставлены на переработку на ФГУП "ПО "Маяк".

 

Ликвидация последствий разрушения ОТВС ВВЭР-440 на АЭС «Пакш»

 

Главный итог совместного российско-венгерского проекта "Пакш" заключается в том, что удалось снять угрозу ядерной и радиационной опасности, так как в результате работ ядерное топливо было переведено в контролируемое безопасное состояние. Научно-техническое значение проекта "Пакш" еще предстоит осмыслить: данные, полученные в ходе практических работ, позволят по-новому взглянуть на поведение ядерного топлива в сложных аварийных условиях.

Публикации по теме:

Л.Секе. Вывоз дефектного топлива в пеналах с АЭС «Пакш» на переработку в Россию (2015)

Программа "Горизонты атома" от 10.10.2015

Программа "Горизонты атома" от 28.09.2014

Количество просмотров: 673

Перезвоните мне
Спасибо! Ваша сообщение отправлено, в ближайшее время мы свяжемся с Вами!