Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.1 2015

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

Новизна решения состоит в следующем: за счет герметичной конструкции тигля исключается изменение состава образца в ходе плавки; отверстие в тигле позволяет реализовывать модель абсолютно черного тела, что существенно повышает точность измерения температуры; индукционный нагрев позволяет регулировать изменение температуры с высокой точностью, и при этом возможно достижение температур, близких к температуре плавления тигля (более 2900 °С для вольфрамового тигля). Нагрев тигля производится в водоохлаждаемой кварцевой ампуле, что предотвращает его окисление на воздухе при высоких температурах. Нагрев осуществляется токами высокой частоты, а тепловые эффекты регистрируются высокоточным пирометром.

К существенным достоинствам метода можно отнести простоту реализации.

Для выполнения работы: разработан эскизный проект установки; собран действующий макет установки, способный нагревать образцы до 2600 оС; приобретен высокоточный пирометр, генератор токов высокой частоты; производится изготовление и сборка основных узлов, таких как металлические фланцы для кварцевой водоохлаждаемой трубки, вакуумная система, система охлаждения генератора и трубки, корпус установки в виде сварной рамы; выполняется подготовка герметичных вольфрамовых (танталовых) тиглей, сборка цельной конструкции, разработка методики определения температуры плавления керамического ядерного топлива.

_______________________________________________________________________

222 ISBN 978-5-7262-2221-9. XIХ конференция «Молодежь и наука»

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

П.С. КОРОЛЕВ Научный руководитель – И.А. ИВАНОВ, к.т.н.

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

МЕТОДИКА УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА РЕСУРС ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТОВ

В работе приведено описание разработанной методики ускоренных испытаний на ресурс электрорадиоэлементов на примере резисторов. Она составлена в соответствии с ГОСТ РВ 20.57.304-98 (Комплексная система контроля качества. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы оценки соответствия требованиям к надежности.), ГОСТ РВ 50698-94 (Системы радиоэлектронные бортовые космических аппаратов. Нормы ускоренных ресурсных испытаний), РД 134-0147-2007 (Методики ускоренных ресурсных испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов. Федеральное космическое агентство), СТП АФЕК.376-2010 (Система менеджмента качества. Испытания радиоэлектронной аппаратуры на ресурс). С целью экспериментальной проверки показателей долговечности, планируется проведение ускоренных испытаний на ресурс резисторов.

Испытания электрорадиоэлементов на ресурс проводятся в соответствии с техническими условиями (ТУ). Критерием отказа ЭРЭ является выход за пределы хотя бы одного из его параметров.

Испытания ЭРЭ проводятся в 4 этапа:

1-й этап – проверка параметров ЭРЭ в нормальных климатических условиях в термокамере. Нормальными климатическими условиями считаются при температуре окружающей среды от + 15 оС до +35 оС, относительной влажностью 45-75 % и атмосферным давлением 8,6·104 - 10,6·104 Па.

ЭРЭ в течение четырех часов размещается в термокамере и периодически проводится включение и отключение питания.

2-й этап – термоциклирование. Проводится три термоцикла ЭРЭ в выключенном состоянии со значением предельных температур: -50 оС - + 80 оС. После проведения термоциклирования электрорадиоэлемент выдерживается четыре часа в нормальных климатических условиях. Затем проводится измерение параметров ЭРЭ.

3-й этап – испытания при пониженной температуре. ЭРЭ находится в термокамере при этом включен в рабочую электрическую цепь, т.е. к нему подается напряжение питания. Температура в термокамере -10 оС. ЭРЭ в течение четырех часов размещается в термокамере и периодически

_______________________________________________________________________

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

проводится включение и отключение питания. Данный этап разбивается на несколько подэтапов, которые проводятся при различных значениях напряжения питания.

4-й этап – испытания при повышенной температуре. ЭРЭ находится в термокамере при этом включен в рабочую электрическую цепь, т.е. к нему подается напряжение питания. Температура в термокамере +80 оС. ЭРЭ в течение более четырехсот часов размещается в термокамере и периодически проводится включение и отключение питания.

В качестве объекта исследования выбрана выборка из партии резисторов С1-4 резистор 0.5 Вт, 5%, 1 кОм. Размер выборки – 100шт.

Для проведения испытаний изготовлены две раздельные печатных платы, для размещения исследуемых резисторов (рис.1) и токоизмерительных резисторов типа SMD.

Рисунок 1. Печатный узел с размещенными исследуемыми резисторами

Список литературы

1.ГОСТ РВ 20.57.304-98. Комплексная система контроля качества. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы оценки соответствия требованиям надежности. – М: Госстандарт, 1981, 41 с.

2.ГОСТ РВ 50698-94. ГОСТ Р В 50698-94. Системы радиоэлектронные бортовые космических аппаратов. Нормы ускоренных ресурсных испытаний. - М.: Госстандарт России, 1994, 20 с.

3.РД 134-0147-2007. Методики ускоренных ресурсных испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов. Федеральное космическое агентство, 2007.

4.СТП АФЕК.376-2010. Система менеджмента качества. Испытания радиоэлектронной аппаратуры на ресурс, 2010.

_______________________________________________________________________

224 ISBN 978-5-7262-2221-9. XIХ конференция «Молодежь и наука»

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

П.Ю. БОРОВКОВ Научный руководитель – И.А. БУБЛИКОВА, к.т.н., доцент

Волгодонский инженерно-технический институт НИЯУ МИФИ Ростовская обл.

АНАЛИЗ НАРУШЕНИЙ В РАБОТЕ АЭС С РЕАКТОРАМИ РБМК-1000

Вданной работе представлен анализ информации о нарушениях в работе АЭС России с реакторами РБМК-1000. Показана динамика вклада коренных причин нарушений за период 2007-2013 годов. Выявлена эффективность компенсирующих мероприятий.

Внастоящие время Росэнергоатом принял решение о продлении срока эксплуатации реакторов РБМК-1000 до 45 лет. В виду этого была поставлена цель провести анализ закономерностей нарушений эксплуатации энергоблоков с реакторами РБМК-1000 на основе официальной информации, содержащейся в отчетах ВНИИАЭС о расследовании нарушений в эксплуатации АЭС с этим типом реакторов [1].

Для ее достижения мы поставили перед собой ряд задач:

1)Оценка значимости отдельных групп нарушений.

2)Исследование динамики вклада коренных причин.

3)Оценка эффективности компенсирующих воздействий по группам коренных причин.

При анализе данных было выполнено объединение причин по следующим группам:

нарушения, связанные с недостатками подготовки и неправильными действиями эксплуатационного персонала, назовем «ответственность эксплуатирующей организации»

нарушения, связанные с недостатками проекта, монтажа, технического обслуживания и ремонта назовем «ответственность подрядной организации».

нарушения, связанные с недостатками изготовления оборудования назовем «ответственность предприятия-изготовителя».

Для определения значимости нарушений проанализируем вклад ответственных за нарушения в их общее количество за период 2007-2013г. Динамики вклада коренных причин нарушений по группам представлена на рис. 1.

Из анализа трендов можно сделать следующие выводы:

1.Большой разброс данных не позволил получить информационно

значимых аппроксимаций динамики, как общего числа наруше-

_______________________________________________________________________

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

ний работы энергоблоков с реакторами РБМК-1000, так и их отдельных групп.

2.Наблюдается тенденция к снижению нарушений, связанных с эксплуатирующей организацией, при этом вклад нарушений, связанных с подрядными организациями и предприятиямиизготовителями, имеет тенденцию к росту.

3.Сложившаяся динамика вклада коренных причин отражает эффективность усилий АЭС по повышению подготовки эксплуатирующего энергоблоки персонала, и недостаточную эффективность корректирующих воздействий в предотвращение повторений нарушений в подрядных организациях и на предприятиях, производящих оборудование для АЭС.

Рис. 1. Динамика вклада коренных причин в общее число нарушений работы энергоблоков с реакторами РБМК-1000 за период 2007-2013 г.

Список литературы

1.Технический отчет ВНИИАЭС анализ информации о нарушениях в роботе АЭС России за 2007-2013.

_______________________________________________________________________

226 ISBN 978-5-7262-2221-9. XIХ конференция «Молодежь и наука»

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

Е.Д. РИМАШЕВСКАЯ Научный руководитель – В.А. ЧИЖ, к.т.н., доцент

Белорусский национальный технический университет, Минск

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ И ОТРАБОТАННЫХ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ АЭС

Рассмотрены и проанализированы технологии переработки и дезактивации жидких радиоактивных отходов и отработанных ионообменных смол АЭС. Выделены наиболее экономичные и эффективные методы обращения с радиоактивными отходами АЭС и доказана эффективность их применения

При эксплуатации атомных электростанций (АЭС) образуются большие количества радиоактивных отходов различного уровня активности, поэтому вопросы их переработки занимают важное место в природоохранной деятельности на АЭС.

Традиционными технологиями переработки радиоактивных сточных вод являются дистилляция, ионный обмен, сорбция на активированном угле. Основным недостатком данных технологий является тот факт, что достижение необходимых коэффициентов очистки (105..1010) возможно лишь при примерно такой же степени обессоливания растворов. При этом практически все компоненты системы переходят в концентраты, а затем в отвержденные блоки, что приводит к увеличению финансовых затрат на переработку и хранение радиоактивных отходов [1-3].

Возможным решением проблемы переработки радиоактивных сточных вод является использование метода мицеллярно-усиленной ультрафильтрации, суть которого заключается в некоторой химической или физикохимической модификации исходного раствора, в результате чего токсичные компоненты стоков (радионуклиды) переводятся в ассоциированную форму, существующую, как правило, в виде коллоидов. Представленная технология позволяет резко сократить количество радиоактивных концентратов, подлежащих длительному хранению, и повторно использовать очищенную воду и химические реагенты [1].

При использовании традиционной технологии ионного обмена для переработки радиоактивных сточных вод образуются отработанные ионообменные смолы (ОИОС), большая часть которых (60-80%) относится к «низкоактивным» радиоактивным отходам [4]. В настоящее время ОИОС не подвергаются какой-либо переработке и в виде пульпы собираются в

_______________________________________________________________________

Современные проблемы надежности. Анализ надежности оборудования АЭС

хранилищах жидких радиоактивных отходов. В условиях постоянного увеличения объемов накопленных ОИОС АЭС проблема их переработки имеет значительную актуальность.

Отверждение пульп ОИОС с использованием традиционной технологии прямого цементирования приводит к значительному увеличению объема компаунда, подлежащего захоронению. Использование для отверждения ОИОС полимерных связующих, например, эпоксидных смол (Франция, Бельгия), является достаточно дорогим процессом. Сжигание смол приводит к образованию токсичных и коррозионноактивных продуктов в виде окислов азота и серы, продуктов неполного термического разложения сополимера стирола и дивинилбензола. Частичная термическая деструкция отработанных ионообменных смол по технологии Siemens KWU не приводит к сокращению объема радиоактивно-опасных веществ (РАВ), но требует очистки от продуктов частичной деструкции смолы. Другие известные в настоящее время технологии обращения с ОИОС обладают теми или иными недостатками, что затрудняет их использование в практике АЭС [4].

Наиболее эффективным решением данной проблемы является дезактивация отработанных ионообменных смол АЭС с очисткой от радионуклидов и повторным использованием дезактивирующего раствора [4].

В результате проведенного анализа эффективности применения различных методов переработки жидких радиоактивных отходов и отработанных ионообменных смол АЭС [1-4] выявлены наиболее экономичные и эффективные малоотходные технологии обращения с радиоактивными отходами АЭС, внедрение которых на АЭС позволит повысить экономическую эффективность и экологическую безопасность АЭС.

Список литературы

1.Свитцов А.А., Рябчиков Б.Е., Хубецов С.Б. Технология переработки жидких радиоактивных отходов методом мицеллярно-усиленной ультрафильтрации.// Журнал “Водоочистка”, 2010, №1. С.45-48.

2.Скурат В.В. Основные направления деятельности по обращению с радиоактивными отходами в Республике Беларусь..// Научно-практический журнал “Энергетическая стратегия”, 2011, №4. С.42-44.

3.Давыдов Ю.П., Торопова В.В.. Переработка жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации АЭС.// Научно-практический журнал “Энергетическая стратегия”, 2010, №2. С.21-25.

4.Корчагин Ю.П., Арефьев Е.К. Технология обращения с отработанными ионообменными смолами с использованием глубокой дезактивации с очисткой и многократным использованием дезактивирующих растворов.// Производственно-технический и научнопрактический журнал “Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение”, 2009, №12. С.22-24.

_______________________________________________________________________

228 ISBN 978-5-7262-2221-9. XIХ конференция «Молодежь и наука»

Технологии, материалы, конструирование и диагностика в ядерной промышленности

В системе обегающего контроля с использованием функций Уолша результатом каждого отдельного измерения является алгебраическая сумма двух равных по численности групп каналов – сигналов одной половины контролируемого пространства, взятых со знаком «плюс», и сигналов другой половины, взятых со знаком «минус».

Формирование групп при каждом измерении осуществляется в соответствии с функциями Уолша, заданными на контролируемом пространстве. Суммы характеризуют преобладание измеряемого поля в одной из частей помещения и не зависят от среднего фона по помещению. Изменение каждой из сумм может быть диагностическим признаком появления аномалии.

Для получения точной информации о каждой точке поля необходимо провести 8 измерений (наложение 8 функций-масок и нахождение 8 сумм). Для обнаружения положения аномалии достаточно нескольких измерений - поле, рассчитанное по неполному количеству измерений, отличается от заданных значений незначительно. Таким образом, для локализации положения аномалии не требуется проведения полного количества измерений.

Данный алгоритм позволяет фильтровать поток данных: обширные аномалии будут влиять на суммы, при подсчете которых помещение делилось на крупные части (половины, четверти), мелкие аномалии влияют только на суммы, при подсчете которых помещение делилось на мелкие части. Таким образом, процесс измерения можно адаптировать с учетом априорной информации и сделать наиболее чувствительным для наблюдения за имеющимися аномалиями. Использование функции Уолша в системе обегающего контроля позволяет:

регистрировать малые пространственные аномалии измеряемого скалярного поля (влажность, радиационный фон и т.п.) при наличии большого постоянного фона (постоянная составляющая при суммировании компенсируется);

мгновенно обнаруживать значительные локальные изменения контролируемого поля, т.к. контролируются все датчики одновременно;

упростить аппаратуру;

иметь гибкую систему, позволяющую реализовать различные алгоритмы и различные режимы тестирования, вести наблюдение за ростом отдельных выявленных аномалий (течей, радиационных, акустических полей).

_______________________________________________________________________

230 ISBN 978-5-7262-2221-9. XIХ конференция «Молодежь и наука»