20 февраля 2018

В США обнародованы подробности судебного разбирательства вокруг АЭС Сан-Онофре

ТОТ и опорные доски (tube support plates (TSP), или дистанционирующие решётки).

В 2017 году международная торговая палата поставила точку в длившемся с 2013 года арбитражном разбирательстве вокруг парогенераторов АЭС "San Onofre" (США).

В своём решении, текст которого занимает более 1100 страниц, палата в деталях разобрала все обстоятельства замены парогенераторов и определила степень ответственности всех причастных.

Компания "Mitsubishi Heavy Industries" (MHI) совместно с другим подразделением "Mitsubishi" отвечала за проектирование и изготовление парогенераторов замены для блоков №№2-3 АЭС "Сан-Онофре".

В январе 2012 года блоки были остановлены из-за выявленных дефектов ТОТ. В июне 2013 года владельцы станции приняли решение о её окончательном закрытии.

Второй и третий блоки АЭС "San Onofre" находились в коммерческой эксплуатации с 1983-1984 годов. В 2009-2010 годах на блоках были заменены все четыре парогенератора - лишь для того, чтобы уже в 2012 году на парогенераторах замены были выявлены дефектные трубки.

Естественно, что парогенераторы замены (ПГЗ) несколько отличались от исходных, стоявших на блоках с момента пуска. Основные элементы ПГЗ показаны на рисунке ниже.

В трубном пучке каждого из ПГЗ установлено по 9727 теплообменных трубок (ТОТ). Как видно из схемы выше, у каждой из трубок есть прямолинейные участки и U-образный участок.

При создании определённых условиях по теплогидравлике отдельные трубки могут начать вибрировать и касаться соседних трубок и/или других узлов парогенератора, что может привести к образованию в них дефектов.

При значительных повреждениях трубки приходится глушить. Для ПГЗ АЭС "San Onofre" был установлен предел 8% заглушенных теплообменных трубок, после чего такой парогенератор подлежал ремонту или, наиболее вероятно, замене.

Теплообменные трубки в ПГЗ упорядочены по рядам и колоннам, как показано на рисунке ниже. В каждой колонне наименьшая трубка располагается ближе всего к центру круга трубного пучка.

Шаг расстановки трубок в опорных досках ПГЗ - треугольный. Этим парогенераторы замены отличались от исходных парогенераторов.

Треугольный шаг позволяет разместить больше трубок в заданном объёме, однако он же приводит к более высоким скоростям пара, что сказывается на теплогидравлике парогенератора.

Опорные доски спроектированы с прорезанными отверстиями, через которые проходят теплообменные трубки. Также через эти отверстия могут проходить вода и пар.

На U-образном участке трубного пучка установлены антивибрационные решётки (anti-vibration bars, AVB) и скрепляющие элементы (retainer bars и retaining bars).

Антивибрационные решётки устанавливаются между колоннами теплообменных трубок для предотвращения их контакта с трубками из соседних колонн. Из рисунка ниже видно, что AVB имеют различную длину.

Как уже было сказано, в ходе работы парогенератора теплообменные трубки могут испытывать вибрацию. На прямолинейных участках вибрацию сдерживают опорные доски.

На U-образном участке смещение теплообменных трубок при вибрации может происходить в двух направлениях: вне плоскости и в плоскости (см. рисунок со схемой расположения и нумерацией ТОТ).

Смещение вне плоскости (out-of-plane) - горизонтальное смещение трубок из разных колонн, в результате которого возможен контакт трубок с трубками соседних колонн или с антивибрационными решётками.

Смещение в плоскости (in-plane) - вертикальное смещение трубок из одной и той же колонны, в результате которого возможен контакт трубок с выше или ниже расположенными трубками той же колонны.

В ходе арбитража рассматривалось утверждение о том, что в проектах парогенераторов замены были неверно учтены эффекты смещений вне и в плоскости в результате явления, носящего название FEI (fluid elastic instability).