Импульсное предохранительное устройство сброса пара (ИПУ ПГ) — это элемент системы защиты главного трубопровода от превышения давления. Оно входит в состав парового арматурного блока (ПАБ) и устанавливается в паровых камерах реакторных установок типа ВВЭР-1200. На каждую паровую камеру предусмотрены два ИПУ ПГ — основной и резервный.
Изделие предназначено для быстрого сброса пара в атмосферу при аварийных ситуациях. Его конструкция обеспечивает открытие и закрытие за время не более одной секунды, при этом рабочая среда — перегретый пар — имеет расчетную температуру до 350 °C. Давление и температурные условия эксплуатации требуют от устройства высокой надёжности, мгновенного срабатывания и устойчивости к экстремальным нагрузкам, включая сейсмические.
ИПУ ПГ разработано компанией ОКАН специально для блоков № 1–4 строящейся атомной станции «Аккую» (Турция). Также конструкция может применяться на вновь сооружаемых энергоблоках ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200, в том числе при модернизации.
«Разработка ИПУ ПГ заняла около трёх лет, при этом изготовление опытного образца велось параллельно с конструкторской проработкой. Испытания длились примерно год, и за это время устройство подтвердило свою надёжность и соответствие высоким требованиям атомной отрасли. На сегодняшний день мы поставили 8 таких устройств на первый блок АЭС и планируем в ближайшем будущем поставить ещё 24 единицы для блоков 2, 3 и 4 АЭС „Аккую“. Это важный шаг к масштабному импортозамещению и обеспечению технологической независимости отрасли», - сообщил генеральный директор компании «ОКАН» Николай Буравский.
Конструкторские особенности и уникальность разработки
Разработка ИПУ ПГ велась в течение трёх лет и велась практически «с нуля». В конструкции были учтены:
- новые требования АО «Атомэнергопроект» к цифровизации и системам управления,
- повышенные нагрузки, связанные с ростом мощности турбин,
- опыт эксплуатации аналогичных систем на Ленинградской, Нововоронежской и Белорусской АЭС,
- типовые проблемы эксплуатации (засоры, сложность обслуживания, ремонтопригодность).
Ключевые технические решения:
Привод с электроприводным клапаном (DN32) — позволяет обеспечить открытие на полный ход за 0,3 секунды. Это впервые реализовано в конструкции ИПУ ПГ: вместо классических электромагнитных клапанов применён электропривод, необходимый для надёжной работы устройства при аварийной температуре более 180 °C в паровой камере.
Полная модульность конструкции — позволяет отказаться от сварных соединений, что критично при применении корпуса из стали 15ХМ. Управляющие элементы размещены на задней стенке главного предохранительного клапана, конструкция легко разбирается и обслуживается на месте без демонтажа.
Минимизация наплавки и сварки — критически важно для повышения ремонтопригодности и надёжности. Новый подход позволяет проводить восстановление и диагностику без вырезки из трубопровода.
Собственные фильтрующие элементы — впервые в истории применения ИПУ ПГ реализована полная фильтрация управляющих линий от окалины и загрязнений. Фильтры быстро заменяются по картриджному принципу, без разборки устройства.
Регулируемый дроссель на линии сброса — позволяет настраивать время открытия и закрытия клапана без изменения конструкции. Настройка проводится ключом.
Два независимых контура управления:
активный — через электропривод,
пассивный — через импульсный клапан, срабатывающий от роста давления.
Улучшенная сенсорика — в составе устройства применено более 15 герконов (концевых выключателей), позволяющих контролировать положения клапанов. Герконы были разработаны и изготовлены ОКАН специально под требования ИПУ ПГ для АЭС «Аккую».
Производство, кооперация и локализация
Разработка и изготовление ИПУ ПГ осуществлялись по модели глубокой производственной кооперации. В проекте участвовало более 20 подрядных организаций из России и Белоруссии, каждая из которых была привлечена с учётом своих технологических особенностей, профиля и опыта.
Все элементы конструкции производились с последующим 100% входным контролем на площадке ОКАН, что обеспечило не только контроль качества всех деталей и недопущения попадания брака в конечное изделие, но и обеспечило абсолютную прослеживаемость каждого компонента ИПУ ПГ от сырья до конечного продукта. Такой подход в конечном итоге позволил каждому ИПУ ПГ пройти приемо-сдаточные испытаний с первого раза.
В результате была достигнута локализация более 90%:
корпусные элементы, трубопроводная арматура, датчики положения, управляющие блоки и фильтрующие элементы — полностью российского производства;
впервые были разработаны и применены собственные герконовые датчики (концевые выключатели) специально для условий АЭС, заменившие импортные аналоги;
единственным компонентом иностранного происхождения на текущий момент остаётся один из электроприводов, однако на следующих этапах ОКАН планирует заменить его на полностью российский аналог.
Таким образом, проект ИПУ ПГ стал примером успешного практического импортозамещения в атомной отрасли: от инженерной проработки до серийного производства оборудования для критически важных систем.
Испытания
«ОКАН» провёл обширную программу испытаний:
- поэлементные (каждый клапан и узел),
- сборочные,
- испытания на сейсмо‑ и виброустойчивость на натурном стенде,
- ресурсные – электропривод превысил расчётный ресурс более чем в два раза без ремонта.
Комплексная приёмка заняла около года. Устройство показало устойчивую работу во всех заданных режимах, включая аварийные и нестабильные.
«На первом этапе были проведены отдельные испытания ключевых компонентов системы, включая импульсный клапан с электроприводом и управляющие блоки. Особое внимание уделялось скорости их срабатывания и точности выполнения управляющих сигналов, а также проверке их работы при высоких температурных нагрузках и моделировании аварийных ситуаций. Эти мероприятия позволили оценить надежность и стабильность системы в условиях, приближенных к реальным», - отметил руководитель отдела испытаний компании «ОКАН» Дмитрий Кравченко.
Сроки и объёмы
Разработка: 3 года
Изготовление опытного образца: параллельно с конструкторской проработкой
Испытания: около 12 месяцев
Всего поставлено: 8 ИПУ ПГ на первые блоки
План поставок: +24 единицы (на блоки 2, 3, 4 АЭС «Аккую»)
Потенциал и будущее
Конструкция ИПУ ПГ спроектирована с учётом универсальности: она может быть адаптирована для применения на любых энергоблоках поколения ВВЭР-1200 как в рамках строительства, так и при модернизации. Компания ОКАН готова к серийному производству и рассматривает потенциал экспортных поставок.
