Рекомендации и средства для решения задач модернизации оборудования атомных электростанций

Общая обеспокоенность объемами глобальных запасов нефти, а также растущее понимание опасности последствий выбросов двуокиси углерода побудили большинство правительств инициировать программы продления сроков службы существующих атомных электростанций. Однако по мере смены технологий большая часть оборудования оказывается устаревшим. Более того, затраты на поддержание имеющегося оборудования в рабочем состоянии растут с каждым годом — в основном за счет увеличения стоимости запасных частей, постепенной утраты изготовителями соответствующих знаний и растущего дефицита в области совместимости оборудования.

В большинстве отраслей замена устаревшего оборудования диспетчерских на современные системы распределенного управления является наиболее эффективным способом модернизации объекта и формирования технологического задела на будущее в области управления. Однако, благодаря крайне высокому уровню качества и чрезвычайно строгим мерам безопасности, свойственным атомной промышленности, замена всего оборудования операторской нецелесообразна, поскольку расходы, связанные с разработкой, монтажом и сертификацией нового оборудования в большинстве случаев являются недопустимо высокими. Кроме того, объем капиталовложений, необходимых для обучения всего персонала работе на совершенно новой платформе, может значительно увеличить время простоя, требуемое для проведения монтажных работ и испытаний, что окажет отрицательное влияние на работу электростанции.

Индивидуальный подход
В противоположность описанному выше подходу замена отдельных инструментов без коренной модернизации имеющейся инфраструктуры диспетчерской часто является наиболее удобным вариантом. Например, в области сбора данных первые ряды занимают многочисленные самописцы с бумажной лентой, которые по-прежнему используются в диспетчерских. Однако проблемы, связанные с моральным износом, а также затраты на расходные материалы усугубляют другие известные недостатки самописцев, среди которых можно выделить следующие:
 
- высокая стоимость хранения бумажных лент и сложность поиска и обработки старых данных;
- зависимость от механических факторов в отношении точности измерений и правильной интерпретации графиков на бумажных лентах;
- ненадежность бумажных самописцев, обусловленная большим количеством движущихся деталей, что повышает вероятность их выхода из строя.
 
Как следствие — замена бумажных самописцев новыми устройствами является общепринятой практикой на современных энергетических предприятиях. Современные безбумажные регистраторы механически и электрически совместимы с устаревшими самописцами, что делает такую замену простым и очевидным шагом. Бумажные ленты можно легко заменить ЖК-дисплеями, а регистраторы можно настроить в соответствии с потребностями операторов. Это позволяет существенно повысить эффективность контроля производственных операций и не требует переобучения персонала.

Готовые изделия
В целом, самым главным условием для оборудования, эксплуатируемого в диспетчерской атомной электростанции, является его способность обеспечить уровни безопасности и надежности, соответствующие выполняемой им функции — с этой задачей может справиться и готовое изделие. Возможность использования стандартных изделий позволяет организациям выбирать среди нескольких изготовителей и упрощает модернизацию и внесение изменений при замене оборудования или вследствие развития технологий.

В связи с разработкой нового, учитывающего специфику атомной отрасли оборудования, возникают две основные проблемы. Первая заключается в достаточно скромных коммерческих возможностях, которые не позволяют операторам и изготовителям эффективно компенсировать расходы на разработку за счет большого количества внедрений. Это обстоятельство обусловливает высокую цену такого оборудования. Кроме того, через несколько лет моральное устаревание компонентов может стать источником дополнительных проблем.

В отличие от специализированных устройств доступные на рынке готовые компоненты не являются источниками возникновения таких проблем. Благодаря совершенствованию технологий, производственных стандартов и технологических знаний это оборудование по многим аспектам было доведено до уровня, приблизительно аналогичного уровню систем «военного назначения» 1970-х. К таким усовершенствованиям относятся:

- применение компонентов поверхностного монтажа с улучшенными температурными характеристиками и устойчивостью к ударам и вибрации;
- соблюдение требований европейских директив по низкому напряжению и электромагнитной совместимости, которые заставили изготовителей оборудования улучшить электрические характеристики изделий;
- внедрение программ обеспечения качества в соответствии с требованиями стандарта ISO9000 или ст. 10 части 50 Свода федеральных правил США, которые теперь являются общепринятой практикой;
- применение технологий на основе микропроцессоров и твердотельной памяти, которые позволяют создавать изделия без движущихся деталей, что значительно повышает их надежность.
 
Соблюдение требований безопасности
Чтобы убедиться в том, что стандартные коммерческие изделия обеспечивают необходимый уровень безопасности, следует использовать стандартные методы. К таким методам относится проведение тестов для анализа рисков и характеристик. Некоторые органы сертификации в области атомной промышленности, проводящие эти тесты, недавно пересмотрели используемые подходы. Помимо технического анализа и тестов они также учитывают послужной список изготовителя сертифицируемых изделий и его продукции. Взаимоотношения между изготовителем и сертификационным органом могут измениться, однако их независимость друг от друга остается обязательным условием достоверности анализа.
 

Оборудование для атомной промышленности
 
Коммерческое оборудование
 
Степень уверенности в том, что данное изделие будет удовлетворительно выполнять возложенные на него функции
Приемочное тестирование/проверка качества монтажа
 
Приемочное тестирование/проверка качества монтажа
 
Оценка полезности
Анализ по следующим аспектам:
• проект и его документация;
• процесс проектирования/разработки;
• проверка изготовителя — анализ системы контроля качества.
Анализ отказов и информирование о неполадках
Оценка полезности и приемка
Анализ по следующим аспектам:
• документация;
• процесс проектирования/разработки;
• контроль качества и конфигурации;
• проверка изготовителя и сертификатов.
Оценка сертификационного органа
Программа отслеживания
Анализ по следующим аспектам:
• проект и его документация;
• процесс проектирования/разработки;
• контроль качества и конфигурации.
Проверка изготовителя:
• тестирование;
• анализ/проверки.
Подготовка специализированного пакета
 
Опыт эксплуатации изделия
 
Деятельность поставщика в области сотрудничества с предприятиями атомной промышленности
 
Программа отслеживания
 
Процесс проектирования/разработки
 
Методика анализа типов и последствий отказов (FMEA)
 
Проверка/анализ проекта
 
Программа контроля качества согласно приложению B к ст. 10 части 50 Свода федеральных правил США
 
Информирование о неполадках согласно требованиям ст. 10 части 50 Свода федеральных правил США
 
Тестирование
 
Квалификация, сертификация и опыт персонала
 
 
 
 
 
Опыт эксплуатации изделия
 
Коммерческая деятельность поставщика
Процесс проектирования/разработки
Методика анализа типов и последствий отказов (FMEA)
Программа обеспечения качества
Программа информирования об ошибках
Тестирование
Квалификация и опыт персонала
 
 
Сравнение процессов сертификации для двух типов изделий
 
 
 
Требования в отношении результатов
В целом для диспетчерских атомных станций требуются технологии (включая безбумажные регистраторы), основанные на трех приоритетах: безопасность данных, удобство использования и удобство ввода в эксплуатацию. Таким образом, с учетом этих приоритетов технологии должны отвечать следующим требованиям:
 
Безопасность данных — данные о технологических процессах должны быть зашифрованы и должны храниться в энергонезависимой электронной памяти, содержимое которой может быть перенесено в компьютер. Такой подход обеспечит дублирование информации в нескольких местах без риска потери какой-либо ее части. Он также обеспечит удобство поиска нужных данных и сделает эту информацию доступной для различных сервисов или для предоставления контролирующим органам. Шифрование данных защищает информацию от несанкционированного доступа или изменения.
 
Удобство использования — графический интерфейс в диспетчерских атомных станций должен предлагать широкие возможности настройки в соответствии с потребностями операторов. Проверка данных должна быть быстрой и удобной, а применяемая технология должна исключить необходимость обращения к бумажным лентам.
 
Удобство ввода в эксплуатацию — регистраторы типоразмера DIN могут заменить 100-мм самописцы с бумажной лентой, что значительно упрощает ввод в эксплуатацию по сравнению с прежними технологиями. Эти регистраторы также можно оснастить такими же разъемами, что и у заменяемых самописцев, что значительно сокращает время монтажа.
 
Кроме того, при решении многих задач регистраторы можно подключать друг другу через локальную сеть Ethernet, что обеспечит сбор данных и синхронизацию их работы без вмешательства оператора. Подключение к сети также упрощает обмен данными в реальном времени, архивирование, поиск, анализ, печать и экспорт данных в другие программы.
 
Заключение
После примерно 20 лет своего существования электронные регистраторы данных достигли уровня, при котором они обеспечивают беспрецедентно высокую надежность и уверенность операторов, позволяют использовать различные инструменты для точного анализа данных, предлагают удобные интерфейсы и бесшумную работу, а также множество других функций, нашедших широкое применение в данной отрасли. Эта технология достигла зрелости и теперь достаточно надежна и безопасна для широкого распространения в атомной промышленности.
 
 
Об авторе
Паскаль Сабатье работает в качестве регионального менеджера по маркетингу в подразделении Honeywell Field Solutions и отвечает за деятельность в странах Европы, Ближнего Востока и Африки (регион EMEA). Он руководит маркетинговыми мероприятиями в этом регионе и доводит мнения заказчиков и сотрудников отделов продаж до сведения группы, отвечающей за глобальный маркетинг.
 
Г-н Сабатье начал свою карьеру в корпорации Honeywell в 1996 году и теперь курирует целый ряд серий промышленных изделий Honeywell. Он является обладателем диплома инженера по радиоэлектронике, выданного Высшим институтом электроники Северной Франции (Лилль, Франция), и диплома об окончании курса по японскому языку и культуре, выданного Национальным институтом восточных языков и культур (Париж, Франция). В 2003 году г‑н Сабатье получил сертификат «Six-Sigma Green Belt for Growth».
 
Паскаль Сабатье является гражданином Франции, имеет трех детей и живет в высокогорной местности близ Гренобля (Франция). С ним можно связаться по адресу: pascal.sabatier@honeywell.com.


Паскаль Сабатье, Honeywell Field Solutions
 

 

Хотите узнать больше?

Назад