Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Атомное реакторостроение, машины, агрегаты и технология материалов атомной промышленности

Диссертационная работа:

Ташлыков Олег Леонидович. Оптимизация ремонтных работ на радиоактивном оборудовании : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.11.- Екатеринбург, 2006.- 200 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3160

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛА

РАДИАЦИОННЫХ НАГРУЗОК ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РЕМОНТНЫХ

РАБОТ НА АЭС І2

  1. Особенности технологии ремонтных работ на радиоактивном оборудовании АЭС 13

  2. Основные пути возникновения радиационных нагрузок на ремонтный персонал АЭС 16

  3. Анализ современного состояния с дозовыми нагрузками на АЭС 23

  4. Распределение радиоактивности по элементам оборудования и трубопроводов, как основной фактор дозовых нагрузок на ремонтный персонал 33

  1. Реакторные установки с водным теплоносителем 3

  2. Особенности образования и переноса продуктов коррозии в технологическом контуре АЭС с реактором на быстрых

нейтронах 42

1.5. Влияние качества эксплуатации на распределение радиоактивности по

элементам оборудования 50

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ
ОТДЕЛЬНЫХ ЭТАПОВ РЕМОНТНЫХ РАБОТ С УЧЕТОМ
ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДОЗОВЫЕ НАГРУЗКИ
ПЕРСОНАЛА
61

2.1. Технология ремонтных работ 61

  1. Отбор, планирование, составление графика работ 61

  2. Подготовка работ 69

  3. Выполнение работ 72

  4. Оценка работы и обратная связь 74

2.2. Снижение дозовых затрат ремонтного персонала посредством
воздействия на фактор расстояния 77

2.3. Реализация снижения дозовых затрат ремонтного персонала
посредством воздействия на фактор снижения уровня излучения от
оборудования и систем АЭС 80

  1. Уменьшение радиоактивных отложений на поверхности оборудования 80

  2. Дезактивация оборудования 83

  3. Защитные экраны 93

2.4. Основные направления оптимизации ремонтных работ с учетом

дозовых затрат персонала 97

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДОЗОВЫХ ПОЛЕЙ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И
ТРУБОПРОВОДОВ
100

  1. Возможность алгоритмизации задачи оценки дозовых нагрузок при планировании ремонтного обслуживания АЭС 100

  2. Теоретическая база для разработки расчетных программ 107

  3. Алгоритм решения задачи определения поля гамма-излучения с использованием упрощенных формул ПО

  4. Решение задачи определения поля гамма-излучения методом интегрирования 114

  1. Алгоритм программы 114

  2. Расчетные схемы источников различных геометрических форм.... 116

  1. Определение радиационных полей от системы оборудования и трубопроводов 127

  2. Определение мощности дозы излучения от неоднородного цилиндрического источника 131

  3. Разработка автоматизированной программы определения мощности

дозы излучения в приложении Access 2001 136

3.8. Использование математического моделирования при планировании
ремонтных работ с учетом дозовых затрат ремонтного персонала 139

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ДОЗОВЫХ ЗАТРАТ ДЛЯ

МИНИМИЗАЦИИ ОБЛУЧЕНИЯ РАБОТНИКОВ ПРИ

ПЕРЕМЕЩЕНИИ В ЗОНЕ КОНТРОЛИРУЕМОГО ДОСТУПА 142

  1. Оптимизация траектории движения работников в радиационных полях.. 142

  2. Решение задачи методом динамического программирования 144

  3. Применение метода динамического программирования для оптимизации траектории движения работника с целью минимизации облучения при перемещении 148

ГЛАВА 5. МОДЕЛЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РЕМОНТНОГО ПЕРСОНАЛА АЭС 154

  1. Технологические особенности проекта Смоленского УТЦ '. 154

  2. Разработка методологии теоретической и практической подготовки ремонтного персонала АЭС 160

  3. Результаты внедрения методологии и учебно-методического обеспечения подготовки персонала для ремонта радиоактивного оборудования 176

ВЫВОДЫ 182

Библиографический список 184

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Справка о внедрении (Департамент по техническому

обслуживанию и ремонту концерна «Росэнергоатом») '. 196

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Справка о внедрении (Смоленский учебно-
тренировочный центр «Атомтехэнерго» 198

Введение к работе:

Атомная энергетика, как и любое промышленное производство, стремится к увеличению доходов и снижению затрат при условии поддержания достаточного уровня безопасности. Повышение доходов для АЭС означает увеличение до максимума времени эксплуатации, то есть снижение до минимума времени на плановые остановы реактора с целью перегрузки топлива и проведения регламентных ремонтных работ. Снижение издержек связано с сокращением эксплуатационных затрат в период нормальной эксплуатации, а также в период перегрузки топлива. Эти две задачи могут показаться противоречащими задаче поддержания достаточного уровня безопасности. Однако многолетний мировой опыт эксплуатации показал, что обеспечение безопасности АЭС тесно связано с решением основных производственных и экономических задач и никак не противоречит текущей работе станции [1]. Предпринимаемые на АЭС меры по предотвращению аварий и отказов направлены одновременно на повышение и коэффициента готовности1, и экономической эффективности станции.

Атомная энергетика России в последние годы демонстрирует устойчивую безаварийную работу со стабильным повышением эффективности использования установленной мощности АЭС. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составляет более семидесяти процентов (76,3% в 2003 г.), предполагается его дальнейшее повышение (на некоторых отечественных блоках КИУМ достигает 82-83%). Только за счет увеличения КИУМ в 2003 г. на 4,5%» (по сравнению с предыдущим годом) выработка электроэнергии выросла в объеме, равноценном производству одного энергоблока мощностью более 1000 МВт [2]. Основой роста выработки

Коэффициент готовности (для простого режима эксплуатации) - это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается: Kr(t)=tp/(tp+tB), где /р - суммарное время работы объекта за некоторый интервал эксплуатации, на котором определяется Кг; /„ - суммарное время восстановления работоспособности объекта после отказа за тот же период эксплуатации

электроэнергии должна стать оптимизация ремонтных кампаний, продолжительность которых пока довольно велика.

Среднее время нахождения энергоблоков в текущих и капитальных ремонтах составляет до 20% (за рубежом этот показатель составляет 7-10%). Первопричины такого отставания находятся в проектах атомных станций времен СССР. При их разработке закладывался КИУМ на уровне 75 - 80%, что определялось возможностями оборудования и технологий того времени. Кроме того, энергетика СССР была устойчивым образованием с большим запасом по мощности. На многих зарубежных АЭС значение КИУМ составляет 85-90% и выше. Например, построенные по советским проектам АЭС с реакторами ВВЭР-440 Ловиса (Финляндия) и Пакш (Венгрия) входят в десятку лидеров по этому показателю, что свидетельствует о резерве роста у отечественных станций [3].

Спецификой технического обслуживания и ремонта (ТОиР) систем и оборудования АЭС является то, что многие работы могут проводиться только на остановленном энергоблоке и в условиях воздействия ионизирующих излучений. Кроме того, к ТОиР на АЭС предъявляются более высокие требования как с точки зрения ядерной и радиационной безопасности, качества ремонтных работ, так и с точки зрения готовности систем и оборудования, влияющих на безопасность.

В связи с переходом в отечественной радиационной защите на новые Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) [4] и Основные санитарные правила обращения с радиоактивными веществами (ОСПОРБ-99) [5], разработанные в соответствии с международными рекомендациями и правилами, остро встал вопрос по снижению в 2,5 раза пределов облучения персонала, и в первую очередь ремонтного, так как основной вклад в коллективную дозу облучения персонала АЭС вносят работы по техническому обслуживанию и ремонту.

На начальном этапе снижать дозы облучения удавалось в основном за счет выполнения организационных мероприятий административного

повышения требований к качеству подготовки и проведения работ в зоне контролируемого доступа. Для дальнейшего снижения дозовых нагрузок персонала необходимо внедрение на АЭС принципа ALARA1 [6]. Основой применения этого принципа является процесс оптимизации2, в котором снижение коллективной дозы сопоставляется с затратами на дополнительные меры защиты. Социальный выигрыш за счет уменьшения дозы облучения состоит в устранении гипотетических радиобиологических последствий. Кроме социального выигрыша применительно к АЭС появляются два дополнительных фактора снижения издержек. Первый обеспечивает повышение эффективности эксплуатации реакторной установки благодаря облегчению доступа к ее узлам и системам вследствие снижения радиационных полей, второй - возрастание надежности узлов при их модернизации, принятой с целью снижения радиоактивных отложений (данный эффект непосредственно не связан с уровнями излучения).

Коэффициент готовности АЭС в целом и доступность ее систем и узлов обратно пропорциональны уровню излучения на рабочих местах персонала. При этом уровень облучения некоторых групп персонала (например, операторов, дозиметристов и т.д.) практически не влияет на готовность АЭС. Однако продолжительность остановок на регламентный ремонт непосредственно связана со значениями уровней излучения (например, вблизи парогенераторов, приводов СУЗ и т.д.). Поэтому, с точки зрения максимального значения коэффициента готовности АЭС, приоритетом

ALARA (сокращение "As Low As Reasonably Achievable" - «настолько низко насколько разумно достижимо») - этот термин является квинтэссенцией положения Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) о том, что «для любого отдельного источника в рамках данной практической деятельности значения индивидуальных доз, число облученных лиц и возможность подвергнуться облучениям, которые необязательно случатся, должны поддерживаться на столь низких уровнях, какие только могут быть разумно достигнуты с учетом экономических и социальных факторов».

Оптимизация - 1) нахождение наибольшего или наименьшего значения какой-либо функции; 2) выбор наилучшего (оптимального) варианта из множества возможных. Оптимум - (лат. optimum-наилучшее) - совокупность наиболее благоприятных условий, наилучший вариант решения какой-либо задачи или достижения какой-либо цели при данных условиях.

должны пользоваться работы, прямо влияющие на время простоя, независимо ни от источника излучения (система или узел), ни от коллективной дозы [3].

Исследования, проведенные в США [7], показали, что продолжительность простоя зависит от дозы облучения только в тех случаях, когда ее значение близко к рабочим контрольным уровням. Частые смены групп в таких условиях и неизбежные при этом потери времени на радиометрический контроль и санобработку снижают производительность труда ремонтного персонала. Кроме того, при замене новые работники часть дозы получат еще до того как приступят к выполнению работы (бесполезная доза). Эта доза будет получена во время входа и выхода из зоны проведения работ, во время ознакомления с работой и подготовки инструментов. Дополнительным осложняющим фактором является необходимость применения средств индивидуальной защиты - респираторов, перчаток, спецобуви и т.п. В результате возрастает трудоемкость проведенной работы в сравнении с условиями меньших значений дозы облучения.

Эффективность работы энергоблоков, коэффициент использования установленной мощности находятся в прямой зависимости от продолжительности ремонтной кампании, а безопасность эксплуатации - от качества технического обслуживания и ремонта. При этом пристального внимания требует проблема качества ремонта, так как имеют место конкретные случаи остановки энергоблоков, происшедшие не в результате накопившихся дефектов, а вследствие некачественного технического обслуживания и ремонта систем и оборудования. Достаточно сложно привести точные цифры по дополнительным дозам облучения, вызванным так называемой «повторной работой», но чаще всего даются оценки от 5 до 15%

[3].

Необходимость комплексного исследования оптимизации ремонтных работ с учетом процесса формирования дозовых нагрузок на персонал АЭС во время технического обслуживания и ремонта систем и оборудования обусловлена:

доминирующим вкладом ремонтных работ в коллективную дозу персонала АЭС, а также ужесточением требований по облучаемости персонала после ввода в действие новых Норм радиационной безопасности (НРБ-99).

возможностью выявления и всестороннего учета зарубежного, а также обобщения отечественного опыта при решении задач оптимизации ремонтных работ с учетом дозовых нагрузок на персонал.

недостаточной разработанностью проблемы, отсутствием в отечественных публикациях цельных и комплексных исследований, раскрывающих вопросы, связанные с решением задач оптимизации технического обслуживания и ремонта систем и оборудования АЭС с учетом дозовых затрат персонала. Имеющиеся в настоящее время исследования большей частью охватывают только отдельные аспекты, определяющие снижение дозовых затрат персонала.

возможностью одновременного решения задач по снижению издержек и традиционных рисков для безопасности и сокращению до минимума продолжительности перерывов в эксплуатации, необходимых для регламентных работ.

В ходе диссертационного исследования всесторонне проанализированы как отечественные, так и зарубежные публикации по данной теме.

Предметом исследования является процесс эволюции путей решения задач снижения дозовых затрат персонала АЭС и оптимизации ремонтных работ. При этом наибольшее внимание уделено анализу проблем, возникающих при решении этих задач. В процессе диссертационного исследования проведены обобщение и анализ значительного массива экспериментальных данных по радиационной обстановке вблизи оборудования и трубопроводов радиоактивных контуров АЭС в различных условиях технического обслуживания и ремонта (при опорожнении или заполнении водой, до и после дезактивации, при использовании

экранирования и т.д.), эффективности применения различных мероприятий по. снижению дозовых затрат ремонтного персонала.

Целью диссертационного исследования ставилось:

разработать алгоритм и расчетную программу определения радиационных полей, создаваемых радиоактивными источниками на основе данных по качественному и количественному составу радиоактивных отложений на поверхности оборудования и трубопроводов для планирования дозовых затрат ремонтного персонала;

разработать пути решения задач оптимизации ремонтных работ и снижения дозовых затрат ремонтного персонала, а также минимизации облучения при перемещении работников в радиационно-опасных зонах путем оптимизации траектории движения;

разработать методологическую модель подготовки персонала для ремонта радиоактивного оборудования на базе Смоленского учебно-тренировочного центра.

Для достижения цели исследования решались следующие научные задачи:

  1. Исследование, анализ и обобщение статистических данных по облучаемости ремонтного персонала АЭС, технологии ремонтных работ и использованию факторов снижения радиационного параметра, их эффективности, недостатков в организации работ.

  2. Формулировка на основании указанного выше анализа предложений по оптимизации проведения радиационно-опасных работ по ТОиР на отдельных этапах (при планировании работ, подготовке, организации и анализу выполнения работ по ТОиР) для практического использования на АЭС концерна «Росэнергоатом» и других предприятиях атомной промышленности России.

  3. Разработка алгоритма планирования дозовых затрат с использованием математического моделирования дозовых полей в зоне

проведения работ по ТОиР и, исходя из этого, принятие мер по оптимизации радиационной защиты.

  1. Разработка расчетной программы оптимизации перемещения персонала в радиационно-опасных зонах.

  2. Разработка методологической модели подготовки персонала для ремонта радиоактивного оборудования.

Подобные работы
Фролов Сергей Викторович
Повышение эффективности эксплуатации УЭЦН путем разработки и внедрения методики подбора и оптимизации работы оборудования
Кузнецов Николай Николаевич
Повышение эффективности заготовки прессованного в рулоны сена путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудования
Шерварли Дмитрий Евгеньевич
Разработка методов обеспечения надежности работы оборудования гидроэлектростанции
Баранов Никита Брониславович
Обоснование параметров и режимов работы оборудования для устройства винтонабивных свай
Гончар Олеся Александровна
Исследование и совершенствование технологии и работы оборудования для раскатки грата электросварных труб из коррозионностойких сталей
Неведров Александр Викторович
Разработка безреагентной технологии и совершенствование оборудования обработки воды для повышения безопасности и эффективности работы водогрейного оборудования
Паули Евгений Викторович
Исследование совместного влияния водно-химического режима и теплоэнергетических факторов на надежность работы энергетического оборудования электростанций
Аврух Леонид Моисеевич
Разработка способа снижения выбросов токсических газов в рудничную атмосферу при работе горного оборудования с дизельным приводом
Разуваева Валентина Викторовна
Повышение эффективности работы карьерного оборудования на основе стабилизации нагрузок
Марихов Иван Николаевич
Повышение производительности автоматизированной сборки на основе выявления предельных режимов работы вспомогательного оборудования

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net