Сердунь Н.П. Ремонт канальных реакторов

полняют при тех же параметрах, что и в случае технического освидетельствования (кроме участка от всасывающей задвижки ГЦН до напорной задвижки ГЦН – этот участок испытывают пробным давлением 13 МПа при температуре не менее 55°С);

гидравлические испытания и осмотр отремонтированных трубопроводов с Ду менее 70 мм, не отключаемых от КМПЦ, целесообразно проводить при техническом освидетельствовании в соответствии с регламентом;

при замене ТК на действующих энергоблоках гидравлические испытания проводят пробным давлением 11,4 МПа при температуре не ниже 10°С;

на действующих и вводимых в эксплуатацию АЭС необходимо вести обязательный учет всех гидравлических испытаний оборудования и трубопроводов КМПЦ, проводимых во время ППР, КПР и других остановок реактора.

2. Дистанционный ремонт каналов и трактов

Канально-коммуникационная часть графитовых реакторов относится к наиболее важным узлам РУ с точки зрения сохранения ее длительной работоспособности. Каналы и тракты при ремонте доступны только изнутри, а в процессе эксплуатации возникает необходимость в ремонте трактов и замене каналов.

Ремонт тракта неизбежно связан с извлечением канала или глу шением ячейки и выполняется, как правило, дистанционно. Рассмотрим восстановление работоспособности дефектной ячейки реактора РБМК-1000. Одним из возможных дефектов в ячейках реактора является нарушение герметичности швов наращивания верхних трактов в связи с некачественной сваркой при монтаже (рис. 2.1, 2.2).

Когда нарушается герметичность по шву наращивания на участке, перекрываемом усовым соединением между каналом и трактом, технология ремонта усложняется в связи с необходимостью срезки уса и его последующего восстановления.

11

Перед началом ремонта каналов и трактов должны быть выполнены подготовительные работы – продувка реакторного пространства воздухом в соответствии с регламентом.

Рис. 2.1. Узел соединения тракта с трубой ПВК. Схема взаимного расположения сварного шва наращивания верхнего тракта, верхнего усового соединения и труб ПВК: 1 – стояк; 2 – шов наращивания; 3 – усовое соединение; 4 – верхний тракт; 5 – канал; 6 – труба ПВК

Ремонт осуществляется на остановленном и расхоложенном реакторе. Тепловыделяющие кассеты извлекаются из каналов. ПВК отсекаются от ремонтируемой ячейки. Канал очищается от радиоактивных предметов и сушится.

При извлечении крупных и мелких частей твэлов необходимо предусмотреть захоронение особо активных отходов в специальный контейнер на месте производства работ с последующей его отправкой в хранилище твердых радиоактивных отходов.

12

Рис. 2.2. Узел соединения тракта с трубой ПВК: а) – общий вид ремонтного узла; б) – подрезка усового соединения; в) – выполнение разделки по сварному шву, выборка дефектов; г) – восстановление уса тракта путем приварки гильзы: 1 – трубка системы КЦТК; 2 – тракт; 3 – дефектный сварной шов; 4 – трубы системы ПВК; 5 – стояк; 6 – отметка пола реакторного зала; 7 – элементы усового соединения; 8 – канал; 9 – контур ремонтного сварного шва; 10 – контур профиля разделки по дефектному участку; 11 – гильза; 12 – сварной шов гильзы с трактом; У – усиление сварного шва (удаляется механизмом резки); II – припуск (снимается после выполнения сварного шва, поз.12)

Однако, поскольку выполнение этих операций может повлечь за собой резкое ухудшение радиационной обстановки в реакторном зале, целесообразно рассматривать вариант удаления просыпавшихся в нижнюю зону канала частей твэлов методом отрезки «ка-

13

лача» из подреакторного помещения, используя дистанционные приспособления и защиту. Для захоронения отрезанного «калача» и просыпавшихся из ТК частей твэлов необходимо применение специального контейнера, который транспортируется в хранилище твердых отходов.

Для обеспечения доступа к дефектному шву тракта (см. рис. 2.1) необходимо срезать усовый шов соединения, оставив высоту кромок 3-4 мм для последующей сварки ТК с трактом. Затем изнутри осуществляют выборку дефектного шва и выполняют необходимую разделку кромок, оставив минимальную по толщине (1,5-2 мм) перемычку, чтобы не нарушать целостности тракта. Участок перемычки с невыбранными дефектами при сварке должен быть переплавлен. В случае невозможности восстановления работоспособности канала его заменяют. При этом также срезают усовый шов. Установку нового канала производят, предварительно восстановив участок усового соединения тракта наращивания. Установленный канал сваривают с втулкой нижнего сильфонного компенсатора и с калачом водяных коммуникаций. Поставленная на штатное место обойма приваривается к тракту наращивания кольцевым сварным швом.

Замену канала выполняют, используя возможность доступа одновременно из реакторного зала и из подреакторного помещения или только из реакторного зала. Необходимо принимать во внимание, что в процессе эксплуатации поток теплоносителя перед входом в канал проходит через крутозагнутые колена – калачи, в которых после прекращения принудительной циркуляции оседают радиоактивные отложения. В результате этого создается неблагоприятная радиационная обстановка в подреакторном помещении, вследствие чего ограничивается время ремонта в зоне калачей при отсутствии надежных способов защиты от γ-излучения.

Особенность работ по замене канала только из центрального зала состоит в отрезке и сварке ТК изнутри на участке, расположенном примерно на 30 мм выше углового шва приварки сильфона к каналу. Вход в подреакторное помещение необходим только для фиксации низа канала и сильфонного компенсатора в проектном положении. Замена ТК данным способом позволяет сократить вре-

14

мя ремонта за счет отказа от операций по отрезке калача и срезке углового шва приварки сильфона к каналу. Возвращаясь к сварному шву верхнего тракта наращивания, а также к верхнему усовому соединению канала с трактом, следует обратить внимание на необходимость γ-просвечивания этих сварных швов. Для этих швов возможен визуальный осмотр с помощью оптических приборов, например, перископа РВП 456. Качество шва усового соединения оценивается по падению давления при гидроиспытаниях или по увеличению влажности гелия в системе контролируемого канала.

При нарушении целостности ТК, а также при изменении геометрических форм графитовой кладки не исключены случаи, когда ТК невозможно извлечь с помощью захватно-подрывного устройства, и появляется необходимость проведения буровых работ с помощью специального станка из центрального зала. В зависимости от характера заклинивания канала возможно бурение разными способами:

по графитовым втулкам канала с отсосом буровой мелочи;

по графитовым втулкам канала со складированием буровой мелочи, включая карбиды металла внутри инструмента.

При бурении с отсосом применяют рабочую штангу с подсоеди-

нением к муфте, которая подключается к вакуумной системе. Инструментом для бурения служит шнековый бур с внутренним складированием. Освободив ячейку реактора, ее расчищают. Расчистка скважин предусматривает рассверливание заклиненных и разрушенных графитовых втулок и их извлечение с применением отсоса.

Целесообразен следующий порядок выполнения работ:

сборка устройства для расчистки скважин;

подсоединение устройства к магистрали вакуум системы;

установка бурового станка над дефектной ячейкой;

опускание с помощью крана устройства в скважину;

зажим рабочей штанги в шпинделе станка;

включение систем отсоса бурового станка и осевой подачи инструмента;

расчистка скважин на всю глубину.

По окончании расчистки отключают систему отсоса, устройство

поднимают и транспортируют краном к месту хранения.

15

Если под воздействием радиационно-термических факторов происходит неравномерное по высоте ячейки искажение диаметральных размеров отверстия, производят калибровку.

Ремонтной оснастке для канальных реакторов присущи следующие особенности:

приспособления, главным образом, предназначены для выполнения одной операции;

как правило, приспособления имеют массу до одной тонны;

привод может быть индивидуальным или от специального станка;

установка приспособлений на ремонтируемое оборудование осуществляется краном центрального зала, а при малой массе – вручную;

необходимость наладки оснастки и обучения персонала требует специальных полнометражных стендов, позволяющих максимально имитировать условия выполнения штатных операций в целях обеспечения надежности ремонта;

в связи с ограниченным диаметром и значительной длиной каналов и участков трубных коммуникаций режущие приспособления проектируют, учитывая повышенную вибрацию и обеспечивая наибольшую жесткость крепления, особенно в зоне обработки.

3.Специальные ремонтные приспособления и механизм

Основными устройствами для ремонта канальных реакторов являются

буровое станочное оборудование;

механизмы для резки усовых швов;

захваты для извлечения каналов из ячеек;

труборезы для резки труб изнутри и снаружи;

заглушки для испытаний на прочность и плотность;

вспомогательные устройства (приспособления для удаления стружки, кондукторы, стяжные устройства);

стенды для имитационных испытаний оснастки;

стапели для развески штатного и аварийного инструмента, оснастки, приспособлений.

16

Рис. 3.1. Расточной (буровой) станок:

1– механизм поперечной подачи;

2– патрон; 3 – шпиндель;

4– механизм вертикальной подачи;

5– станина; 6 – электродвигатель;

7 – коробка скоростей; 8 – домкраты;

9 – механизм продольной подачи

Рассмотрим некоторые из перечисленных ремонтных устройств и приспособлений. При ремонте каналов используются специальные расточные станки (рис. 3.1).

Буровые станки, как правило, переносные. Для работы станок устанавливают над ремонтируемым каналом таким образом, чтобы оси шпинделя и канала были совмещены. Выверку осей осуществляют путем перемещения корпуса станка по направляющим станины во взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винтовых передач. Но первоначально станок необходимо выставить в горизонтальной плоскости по уровням с помощью четырех винтовых домкратов.

На корпусе станка по вертикальным направляющим перемещается шпиндельная головка, приводимая в движение от винтовой пары вручную или от электропривода. В корпусе станка установлены электропривод вращения шпинделя и коробка передач со ступенчатым переключателем скоростей. Вращение на шпиндель передается с помощью шлицевого вала, по которому в процессе перемещения скользит шлицевая втулка. На корпусе втулки смонтирована раздаточная шестерня, от которой непосредственно приводится во вращение шпиндель. Для свободного прохода инстру-

17

мента шпиндель делается внутри полым. На шпинделе установлен патрон. Применяются кулачковые и цанговые патроны с пневмоприводом зажимных органов. Все трущиеся поверхности, направляющие, винтовые пары закрыты фторопластовыми чехлами, выполненными в виде сильфонов. Конструкция станка позволяет проводить его дезактивацию.

Для буровых работ на станке применяются самые разнообразные инструменты: буровые коронки с различными видами режущих головок, устройства для чистки ячеек механическим путем (рис. 3.2). Эти устройства выполняются в виде ершей с металлическими или капроновыми щетками. Для предотвращения распространения пыли при работе щеток используются вращающиеся уплотнения, устанавливаемые на корпус инструмента. Применяются также конструкции щеток допускающих одновременную отмывку ячеек водой или паром. Устройства для отмывки ячеек представляют собой набор сопел, устанавливаемых на полых штангах. Вода или пар подаются в полость штанги через вращающееся уплотнение. Наружное вращающееся уплотнение, установленное на штанге инструмента, предохраняет от возможности попадания промывочных жидкостей из ячеек в центральный зал.

В шпинделе станка могут крепиться различные устройства, позволяющие производить резку внутри каналов и стояков реактора, расточку, сверление, фрезерование. Эти устройства отличаются сложными кинематическими схемами и требуют высокой точности изготовления.

Для резки верхнего усового шва в трактах реактора РБМК применяется специальное устройство с собственным приводом (рис. 3.3). Оно состоит из корпуса, в котором смонтирован редуктор с высокочастотным электроприводом. Возможно также применение пневматического или гидравлического привода. Преимуществом гидравлического привода является возможность изменять в большом диапазоне скорость резания. Однако в случае применения гидропривода необходимо принять меры, не допускающие течи масла из разъемных соединений.

18

Рис. 3.2. Приспособление для механической чистки ячеек: 1 – буровая труба; 2 – штанга; 3 – щетка; 4 – контейнер; 5 – пружина

Рис. 3.3. Механизм для резки верхнего усового шва: 1 – маховик захвата; 2 – лимб; 3 – редуктор и привод; 4 – корпус; 5 – шпиндель; 6 – рабочая головка; 7 – резцы; 8 – шарики захвата; 9 – направляющий стакан

Чтобы привести в рабочее состояние устройство для срезки верхнего усового шва, проводят следующие операции:

устройство с утопленными шариками захвата устанавливают на стояк тракта, при этом захват входит в канал;

маховик выдвигает шарики и сцепляет устройство с каналом;

19

к усовому шву подводят режущую головку с резцами, причем отметка фиксируется по лимбу;

включают электропривод и проводят резку усового шва на глубину 4 мм;

режущая головка останавливается, в цилиндре гидроподрыва создается давление рабочей жидкости, соответствующее усилию подрыва 70 кН;

осуществляется подрыв канала и его извлечение из тракта с помощью крана центрального зала.

Для удаления ремонтируемых каналов применяют цанговые и шариковые захваты. Устройство для извлечения и установки канала, показанное на рис. 3.4, представляет собой конструкцию в виде двух труб, соединенных вместе. Такое решение дает возможность применять захват для извлечения и установки верхней части тракта при замене захватных органов. В верхней части устройства установлена винтовая пара, приводимая во вращение штурвалом. Винт пары является тягой, которая оканчивается конусом. При подъеме вверх конус выжимает шарики, установленные в стакане нижней трубы. Шарики, выдвигаясь, западают в проточку канала, что дает возможность извлечь его. Для отсоединения канала конус приспособления опускается вниз винтовой парой, освобождая шарики, в гнезде при извлечении захвата из канала.

Устройство для установки заглушки (рис. 3.5) также выполнено из труб. В отличие от предыдущего приспособления в данной конструкции применена поворотная штанга, которая под воздействием пружины всегда повернута в положение захвата «Заперто». В этом положении установленный на штанге диск своими выступами фиксирует шарики в рабочем положении. Поворотом рукоятки закрепленный на штанге диск устанавливается напротив шариков впадинами, в которых они утапливаются, и захват освобождается от заглушки. Для удобства управления захватом с помощью рукоятки управления его можно устанавливать на различной высоте при наличии прорезей на внешней трубе. Это особенно необходимо, когда при заклинивании извлечение канала бывает возможным после его разрезки на отдельные части по высоте.

20