Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС Казновский Павел Станиславович

Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС
<
Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Казновский Павел Станиславович. Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.11.- Москва, 2002.- 120 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1532-X

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Проблема обеспечения сейсмостойкости АЭС (общие положения) 7

1.1. Землетрясения как одно из опаснейших экстремальных природных явлений 7

1.2. Специфика АЭС с точки зрения

безопасности людей и экологии 14

1.3. Задачи и основные этапы обеспечения сейсмической безопасности АЭС 18

1.4. Основные понятия, определения

и принятые обозначения 31

Глава 2. Традиционные методы проверки и обеспечения сейсмостойкости технологического оборудования АЭС 33

2.1. Исходные данные по сейсмическим воздействиям 33

2.2. Расчетные методы проверки сейсмостойкости оборудования 35

2.3. Экспериментальные методы проверки сейсмостойкости оборудования 39

2.4. Традиционные методы и средства защиты оборудования от сейсмических воздействий 48

Глава 3. Расчетно-экспериментальный метод проверки сейсмостойкости оборудования непосредственно на АЭС 51

3.1. Существо метода 51

3.2. Технические средства экспериментальных исследований 52

3.3. Расчетно-экспериментальное определение собственных динамических характеристик оборудования в составе станционных систем 59

3.4. Результаты исследований на АЭС 69

Глава 4. Обобщение и систематизация результатов расчетно-экспериментальной проверки и обеспечения сейсмостойкости оборудования на пусковых и действующих блоках АЭС 95

4.1. Цели и задачи обобщения и систематизации накопленного банка данных 95

4.2. Принципы систематизации причин несейсмостойкости и практических методов их устранения 99

4.3. Результаты системного анализа 101

Выводы 113

Литература 115

Задачи и основные этапы обеспечения сейсмической безопасности АЭС

На фоне эволюционных процессов формирования и перестройки нашей планеты, чрезвычайно медленных не только по отношению к средней продолжительности жизни одного поколения, но и в сравнении со всей историей возникновения и развития земных цивилизаций, происходят относительно частые природные явления экстремального и даже катастрофического характера, вызванные силами, таящимися в глубинах Земли и ее водных просторах или действующими из Космоса.

Наиболее опасными для жизни людей и результатов их деятельности являются тайфуны и штормы, торнадо (смерчи), тропические циклоны, ураганы, цунами, наводнения, землетрясения, извержения вулканов, оползни, снежные лавины, сели, падения метеоритов.

Если расставить перечисленные виды стихийных бедствий по энергетическому фактору, как это сделал в своей научно-популярной монографии МЛ. Рязанов [5], то первыми в списке окажутся падения крупных метеоритов, метеоритные дожди и кометы. На поверхности всех континентов, включая Антарктиду, зафиксированы и обследованы более 100 кратеров диаметром в десятки км, получивших название «астроблемы» (звездные ра-ны) которые достоверно или гипотетически вызваны падением гигантских метеоритов. Самым крупным из достоверных метеоритных кратеров является Попигайская котловина на севере Сибирской платформы в бассейне реки Хатанги. Диаметр кратера составляет 75 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Энергия взрыва оценивается в 10 - 10 Дж.

Вулканические взрывы по энергии занимают второе место. Энергия взрыва вулкана Санторина (в 120 км от острова Крит в Средиземном море), происшедшего 3500 лет назад, оценивается в 10 Дж. Примерно такая же энергия выделилась при извержении вулкана Тамбора на Зондском архипелаге в 1815 г.

По максимальной высвобождающейся энергии землетрясения занимают третье место. Максимальные зарегистрированные землетрясения (такие, как гималайское 15 августа 1950 г., гобиалтайское на юге Монголии 4 декабря 1957 г. и чилийское 29 мая 1960 г.) имели энергию около 10 Дж (для сравнения - энергия, выделившаяся при взрывах атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки, составляла примерно 1014Дж).

Однако сама по себе максимальная энергия не является единственным фактором, определяющим угрозу жизни и продуктам деятельности людей. Не меньшую, если не определяющую роль играют такие факторы, как повторяемость природных катастроф, их распространение по поверхности Земли, особенно в населенных и густонаселенных районах, возможность предсказания времени и разрушительной силы событий, наконец, реальные возможности предотвращения разрушительных и опасных для жизни людей последствий.

По повторяемости на первом месте, как наиболее опасные, оказыва і о ются землетрясения. Максимальное землетрясение с энергией 10 Дж происходит 1 раз в несколько лет. Периодичность вулканических катастроф с такой же энергией - 1 раз за 200 лет, с максимальной энергией 10 Дж -1 раз за 1000 лет. Наконец, вероятность падения метеорита с энергией 1018 Дж составляет 1 раз в 100 тыс. лет, с энергией 10 Дж - 1 раз в 100 млн. лет [5]. По-видимому, метеориты и метеоритные дожди кометного происхождения можно исключить из списка реальных крупномасштабных угроз человечеству, хотя локальные угрозы они, безусловно, представляют.

Занимающие второе место в «энергетической табели о рангах» вулканические взрывы также по своей опасности существенно уступают землетрясениям из-за их ограниченного количества и достаточно строгой локализованное, хотя человечество знает печальные примеры: гибель Помпеи при извержении Везувия в 79 г. н. э.; 92 тысячи человеческих жертв при извержении Тамбора в 1815 г.; гибель города Сен-Пьера на острове Мартиника, всех его жителей (более 30 тыс. человек) и 17 из 18 судов, стоявших в гавани, при извержении вулкана Мон-Пеле в мае 1902 г.

В настоящее время существенные достижения в прогнозе вулканических взрывов, технические возможности оперативной эвакуации людей и даже реальные возможности снижения энергетических масштабов извержений существенно понижают угрозу действующих вулканов для жизни людей. Самый свежий пример - события и принятые меры в районе вулкана Этна в Сицилии летом 2001 г.

По числу человеческих жертв и разрушениям землетрясения несколько уступают лишь циклонам, тайфунам и штормам и сопоставимы с наводнениями. В то же время землетрясения по сравнению с другими природными стихиями, пожалуй, наиболее непредсказуемы по прогнозированию интенсивности, места и особенно времени события.

Расчетные методы проверки сейсмостойкости оборудования

Динамические исследования на АЭС, имея существенные преимущества перед лабораторными исследованиями, большие перспективы и широкое внедрение, о чем будет подробно изложено ниже, в главе 3, обладают одним ограничением. Такие исследования, как по техническим возможностям, так и из условия неповреждаемости испытываемого оборудования проводятся при слабых силовых воздействиях, на порядок и даже на порядки меньших, чем реальные сейсмические при землетрясениях на уровне ПЗ и поэтому не могут рассматриваться как метод натурной проверки сейсмостойкости оборудования.

В частности, колебания при испытаниях на АЭС возбуждаются только в линейной области упругих деформаций, тогда как при реальных землетрясениях могут возникать остаточные деформации, а также включаться нелинейности, существенно влияющие на ответную реакцию оборудования и его нелинейностей. Следует, конечно, учитывать, что нелинейности (например, за счет сухого трения), как правило, увеличивают демпфирование, вследствие чего сейсмические воздействия будут ниже экстраполируемых по линейно-упругим воздействиям. В то же время можно привести и обратные примеры. Так, в конструкциях с технологическими зазорами (например, в дистанционирующих решетках трубных пучков; между крыльчатками и корпусами вентагрегатов и пр.) при достаточно сильных знакопеременных воздействиях могут возникать многократные механические удары. Наконец, при слабых динамических воздействиях в принципе нельзя проверить работоспособность механизмов с элементами вращения, возвратно-поступательного перемещения при землетрясениях.

Замыкающим звеном в комплексной проверке оборудования на сейсмостойкость могут служить только полномасштабные испытания технологических сборок на реальные сейсмовоздействия на специальных сейсмов-зрывных полигонах. В бывшем СССР было создано по крайней мере 3 полигона для сейсмических испытаний с помощью грунтовых взрывов. Наиболее представительный и оригинальный полигон, обеспечивающий воспроизводство реальных по интенсивности, спектру и длительности колебаний грунта для землетрясений вплоть до 9 баллов по шкале MSK-64, создан Институтом сейсмологии и сейсмостойкого строительства АН Таджикской ССР под руководством академика С.Х. Негматуллаева [44] в поселке Ляур вблизи Душанбе.

Имитация землетрясений осуществляется многорядными линейно-рассредоточенными короткозамедленными взрывами.

На некотором расстоянии от испытательной площадки, на которой монтируются натурные строительные сооружения либо технологические сборки, находится взрывная площадка, представляющая собой многорядную систему вертикальных шурфов с размещенным на их дне взрывчатым веществом. Варьируемыми параметрами являются размеры взрывного поля, количество шурфов в каждом ряду, количество взрывчатого вещества в каждом ряду, расстояние от площадки испытаний, время замедления взрывов от ряда к ряду.

Другая идея была использована на сейсмоиспытательном полигоне Центра капитального строительства МО СССР вблизи г. Выборга, созданного под руководством профессора B.C. Беляева. На полигоне создан комплекс виброплатформ грузоподъемностью до 300 тонн. Взрывы (одиночные или групповые) осуществляются непосредственно под опорами виброплатформ (либо рядом с ними), специальные динамические устройства создают колебания платформ с требуемой частотой. Имитация сейсмических воздействий осуществляется последовательным (во времени) воспроизводством спектров ответов, т.е. заданных ускорений при различных частотах колебаний. В то же время такой метод не позволяет воспроизвести реальные акселерограммы по спектру частот, амплитудам и длительности колебаний. Полигон АН Армянской ССР, как и известные автору полигоны за рубежом (например, в США) используют одиночные взрывы и по своим характеристикам и возможностям существенно уступают двум описанным выше.

На основе обобщения идей и опыта эксплуатации полигонов в Таджикистане и в Выборге и собственных дополнительных идей и разработок ВНИИАМ совместно с КБГУ в 1988 г. был разработан проект нового полигона, предназначенного для полномасштабных испытаний натурных технологических сборок и их представительных фрагментов при реальных сейсмических воздействиях [45]. В этом проекте воспроизводство реальных грунтовых акселерограмм обеспечивается с помощью многорядных грунтовых взрывов, применяемых на полигоне Ляур, а испытываемое оборудование и его сборки размещаются на специальных платформах грузоподъемностью до 1000 тонн, отчасти подобных стендам полигона в Выборге, но имеющих оригинальные дополнительные динамические устройства, обеспечивающие воспроизводство динамических взаимодействий с несущими конструкциями на различных отметках строительных сооружений. Идея полигона обсуждалась с рядом фирм Японии и Франции и вызвала большой интерес. Были проработаны варианты размещения полигона в Кабардино-Балкарской Республике и на о. Сахалин, получена активная поддержка со стороны административного руководства этих регионов на самом высоком уровне, однако последовавшие в связи с распадом СССР негативные события в экономике и промышленности не позволили, к сожалению, реализовать перспективное предложение по созданию уникального международного сейсмоиспытательного центра в нашей стране. 2.4. Традиционные методы и средства защиты оборудования от сейсмических воздействий

Накопленный опыт и даже обычная логика позволяют предусмотреть и в значительной степени обеспечить сейсмостойкость ряда видов оборудования уже на стадиях его разработки и проектирования даже до проведения поверочных прочностных расчетов и лабораторных исследований.

В случае неизбежности или функциональной необходимости зазоров (например, в подвижных соединениях) эти зазоры должны быть минимальными. Поверхности соударяющихся при сейсмовоздействиях элементов желательно защитить эластичными накладками. Оборудование, входящее в состав отдельной системы и соединенное между собой относительно короткими участками трубопроводов, рекомендуется располагать на едином фундаменте. Более подробно рекомендации по повышению сейсмостойкости вновь разрабатываемого оборудования будут рассмотрены в главе 4.

В качестве специальных средств антисейсмического раскрепления оборудования в последние десятилетия широкое применение находят демпферы (виброгасители) и антисейсмические амортизаторы (прежде всего гидроамортизаторы).

Демпферы различной конструкции, и в первую очередь высоковязкие демпферы, наиболее эффективны и находят применение в первую очередь при защите трубопроводов АЭС от разрушающего действия эксплуатационных вибраций, но также могут применяться для сейсмической защиты трубопроводов [47]. Более широкое распространение для антисейсмического раскрепления трубопроводов АЭС и отдельных видов оборудования (например, парогенераторов) получили гидроамортизаторы [48], обеспечивающие свободное перемещение при медленных эксплуатационных перемещениях (например, при термических расширениях) и запирающихся при ударных (например, сейсмических) воздействиях - наподобие шведских автомобильных ремней безопасности.

Наибольших успехов в серийном производстве антисейсмических гидроамортизаторов добилась Япония (фирма «Санва Текки» и др.). Гидроамортизаторы также производятся в США, Швеции и некоторых других странах. В начале 80-х годов в связи с потребностью в большом количестве гидроамортизаторов для отечественных АЭС было принято правительственное решение об освоении серийного производства гидроамортизаторов в СССР. Решение этой задачи было поручено ОКБ «Гидропресс» в качестве Главного конструктора, ВНИИАМ в качестве Головного НИИ и Сызран-скому турбостроительному заводу как изготовителю ГА. ОКБ ГП, ВНИИАМ и СТЗ в короткие сроки разработали и провели отработку и испытания типоразмерного ряда ГА на усилия от 5 до 450 тонн, и было начато их серийное изготовление, которое, к сожалению, было остановлено в начале 90-х годов.

Гидроамортизаторы имеют ряд существенных принципиальных недостатков, и прежде всего - течи рабочей жидкости и короткий срок безремонтной службы (3-5 лет) из-за недолговечности уплотнений между рабочим цилиндром и подвижным штоком. Эта проблема была успешно решена с опережением зарубежных достижений во ВНИИАМ путем разработки новых уплотнений [49]. Кроме того, во ВНИИАМ с участием СТЗ была разработана принципиально новая конструкция гидромеханических амортизаторов, в которой сочетались достоинства гидравлических и механических амортизаторов и одновременно были сведены к минимуму их недостатки [50]. Но как уже отмечалось, в 90-х годах не только освоение нового производства, но и серийное производство уже освоенной конструкции ГА практически прекратилось.

При этом следует отметить, что в целом в мировой практике наблюдается заметный спад к широкому использованию гидроамортизаторов на АЭС из-за их сложной эксплуатации и достаточно высокой стоимости, что в целом коррелируется с начинающейся тенденцией к сейсмической переоценке оборудования АЭС и минимизации исследований и затрат на антисейсмические мероприятия на основе более тщательного и грамотного обобщения и использования мирового опыта для надежного обеспечения сейсмической безопасности АЭС.

Расчетно-экспериментальное определение собственных динамических характеристик оборудования в составе станционных систем

Начиная с 1980 г. ВНИИАМ провел обследования и динамические испытания с последующей расчетной проверкой сейсмостойкости и разработкой антисейсмических мероприятий на 27 пусковых и действующих блоках десяти АЭС с реакторами различного типа (ВВЭР-440, ВВЭР-1000, РБМК) в России, Украине, Армении, Болгарии, Венгрии и Словакии. Часть работ на АЭС «Козлодуй» (Болгария), АЭС «Пакш» (Венгрия) и Ленинградской АЭС выполнена в рамках двух международных координационных программ МАГАТЭ, в которых ВНИИАМ являлся ответственным исполнителем по всем разделам программ, связанным с динамическими испытаниями, рас-четно-экспериментальной проверкой и обеспечением сейсмостойкости оборудования непосредственно на АЭС.

Всего на обследованных блоках было проверено около 200 типов и около 2000 единиц оборудования, номенклатура которого включала: - технологические теплообменники различного назначения; - деаэраторы; - компенсаторы давления; - различные насосы, включая ГЦН; - вентагрегаты; - фильтры и установки систем водоподготовки, газо- и маслоочистки; - всевозможные виды арматуры, начиная от специальной сильфонной арматуры Dy = 10-50 мм и кончая крупными электроприводными клапанами и задвижками вплоть до ГЗЗ с Dy = 500-600 мм; - баки, резервуары, баллоны; - кондиционеры; - отдельные виды электротехнического оборудования (трансформаторы, панели, сборки); - крановые механизмы и элементы транспортно-перегрузочных машин; - трубопроводные системы. Автор принимал непосредственное участие и был ответственным исполнителем за подготовку измерительных средств, проведение динамических испытаний, обработку и анализ экспериментальных данных с получением спектров собственных частот и декрементов колебаний, а также принимал участие в расчетах сейсмостойкости и в разработке антисейсмических мероприятий на следующих блоках АЭС: - блок 2 Армянской АЭС с реактором ВВЭР-440 в процессе его расконсервации после длительного простоя в связи со спитакским землетрясением в конце 1988 г. (работы проводились в 1994-95 г.г.); - блоки 5, 6 АЭС «Козлодуй» с реакторами ВВЭР-1000 в рамках программы МАГАТЭ (работы выполнялись в 1995 г.); - блоки 1-4 АЭС «Пакш» с реакторами ВВЭР-440 в рамках программы МАГАТЭ (работы выполнялись в 1994 и 1997 г.г.); - пусковой блок Ростовской АЭС с реактором ВВЭР-1000 (работы выполнялись в 2000 г.); - блоки 1, 2 Ленинградской АЭС с реакторами РБМК как в рамках программы МАГАТЭ, так и по прямому сотрудничеству между ВНИИАМ и ЛАЭС (работы выполнялись в 1999-2001 г.г. и будут продолжены в 2002 г.).

В связи с этим в настоящем разделе рассмотрены результаты обследований, испытаний и анализа полученных экспериментальных данных только по перечисленным блокам АЭС. Сводные результаты всех исследований на АЭС, выполненных ВНИИАМ, в том числе полученные без непосредственного участия автора, будут представлены и проанализированы в заключительной 4-й главе диссертации, посвященной систематизации и обобщению причин нарушения сейсмостойкости технологического оборудования АЭС и методов ее обеспечения.

В 1988 г. ВНИИАМ выполнил расчетно-экспериментальные исследования сейсмостойкости оборудования и трубопроводов Армянской АЭС. Работа была завершена в начале декабря 1988 г. за несколько дней до разрушительного землетрясения. В результате проверки была выявлена несейсмостойкость 11 типов оборудования и всех обследованных трубопроводных систем при ПЗ = 8 баллов по шкале MSK-64, были разработаны антисейсмические мероприятия [55]. Поскольку сейсмические воздействия в зоне площадки АЭС во время спитакского землетрясения не превышали 6 баллов, повреждений несейсмостойкого оборудования не произошло. Тем не менее, исходя из опасности более сильных землетрясений в зоне АЭС и с учетом катастрофических последствий в зоне эпицентра (включая г. Гюмри - бывший Ленинакан), а также под мощным давлением общественного мнения в феврале 1989 г. АЭС была остановлена и законсервирована. В дальнейшем по ряду причин (прежде всего социально-экономических) возникла острая необходимость расконсервирования и ввода в эксплуатацию Армянской АЭС. Было принято решение о пуске блока №2 в 1995 г. Этому предшествовали многочисленные ревизии АЭС, сейсмологические обследования, несколько экспертных миссий МАГАТЭ, в том числе с участием ВНИИАМ, а также Межправительственное соглашение Республики Арме ния и Российской Федерации. В рамках этого соглашения ВНИИАМ и НТЦ «Атомтехэнерго» были привлечены к проверке и обеспечению сейсмостойкости оборудования систем безопасности, не вошедшего в перечень работ ВНИИАМ, выполненных в 1988 г. Также потребовались уточнения в части отдельных антисейсмических рекомендаций, разработанных ВНИИАМ в 1988 г., поскольку возникли некоторые технические проблемы в их реализации.

Новые обследования блока №2 были выполнены в 1994-95 г.г. В перечень проверяемого оборудования был включен ряд видов оборудования реакторного отделения, борного узла, системы пожаротушения (насосной 2-го подъема) и резервной дизель-генераторной станции. В состав проверяемого оборудования были включены три позиции, по которым проводились обследования в 1988 г.: теплообменник охлаждения бассейна выдержки, предохранительный клапан компенсатора объема и аварийный конденсатор. По первым двум позициям это было сделано по просьбе Армянской АЭС с целью возможности корректировки ранее выданных рекомендаций из-за возникших трудностей их реализации. Испытания аварийного конденсатора, несейсмостойкого в 1988 г., проводились с целью проверки достаточности антисейсмических мероприятий, реализованных по рекомендациям ВНИИАМ, выданным после обследований в 1988 г.

Использовалось импульсное воздействие (ударный метод) с анализом затухающих колебаний. Использование многоканальной системы Robotron оказалось практически невозможным из-за низкой частоты в сети питания АЭС (на уровне 45 Гц), поэтому основная часть замеров выполнялась с помощью одноканального вибрографа с автономным питанием. Это не позволило определить собственные формы колебаний, однако выполненные измерения в принципе достаточны, поскольку в использованной методике оценки сейсмостойкости определяющими являются низшая возбуждаемая частота и (желательно) соответствующий ей декремент колебаний.

Принципы систематизации причин несейсмостойкости и практических методов их устранения

В связи с кардинальным повышением требований к безопасности АЭС, расширением географии их строительства, а также как следствие крупных аварий на АЭС "Three Mile Island" в США и, особенно, на Чернобыльской АЭС в 1986 г., в течение последних 15 лет в мире уделяется большое внимание проблеме обеспечения сейсмической безопасности АЭС и их элементов, включая оборудование, ответственное за безопасность АЭС.

При этом проверке и обеспечению сейсмостойкости подвергаются в обязательном порядке не только вновь сооружаемые блоки и проектируемое для них оборудование, но и большинство действующих блоков и АЭС в целом. Это связано как с периодическим пересмотром требований к сейсмостойкости в сторону их ужесточения, так и с изменениями исходных данных по сейсмичности площадок АЭС, грунтовых и поэтажных акселерограмм и спектров ответов по результатам реальных сейсмических событий в различных регионах и проводимых дополнительных сейсмологических и геологических изысканий.

В 70-х - 80-х годах в ряде стран для АЭС были разработаны специальные требования и нормативные документы по сейсмической безопасности. Первоначально во всех странах, развивающих атомную энергетику (это прежде всего Япония, бывший СССР, США) обязательному нормативному анализу подлежали как вновь проектируемые и строящиеся станции и блоки, так и находящиеся в эксплуатации. Поскольку количество1 эксплуатируемых в мире блоков к концу 80-х годов превысило 400, а для каждого блока количество единиц ответственного за безопасность оборудования со ставляет многие сотни, возникла ситуация, когда только лишь на сейсмические перепроверки и антисейсмические мероприятия потребовались бы непомерно большие сроки и астрономические финансовые затраты. Это вынудило ряд развитых стран, имеющих большое количество действующих АЭС и подверженных опасности сильных землетрясений, пересмотреть концепцию сейсмической переоценки оборудования действующих блоков, искать обоснованные пути смягчения и упрощения консервативных требований действующих нормативов. Это в первую очередь относится к США и Японии, в меньшей степени к Франции, Испании, Канаде и др.

Первым шагом к сокращению требований к сейсмической безопасности АЭС было ограничение перечня проверяемого оборудования только оборудованием, ответственным за безопасную остановку ("shutdown") блоков при прохождении проектного или максимального расчетного землетрясения. Это сократило список оборудования, которое должно удовлетворять требованиям сейсмостойкости, примерно вдвое. Такая концепция одобрена МАГАТЭ [15] и признана официальной в большинстве стран. Исключением являются Россия, КНР и еще несколько стран. Дальнейшим шагом на пути существенного сокращения сроков и, особенно, финансового обеспечения работ по сейсмической переоценке оборудования действующих АЭС является проводимая объединенными усилиями специалистов ряда стран (Джон Стивенсон, США, Рудольф Масопуст, Чехия и др.) разработка нового подхода, основанного на априорном переносе на оборудование действующих АЭС результатов воздействия на аналогичное (по весогабаритным характеристикам, раскреплению) оборудование более интенсивных реальных землетрясений в других регионах и на других объектах, а также на использовании накопленного опыта расчетной и, особенно, экспериментальной проверки сейсмостойкости оборудования. По оптимистическим прогнозам авторов предлагаемого подхода уже ограниченный условиями "shutdown safety" перечень подлежащего проверке оборудования сократится в 4-5 раз. В рамках сотрудничества с МАГАТЭ по инициативе фирмы ЦКТИ-Вибросейсм, поддержанной ЛАЭС и ВНИИАМ, такой же подход с участием его идеологов и начиная с 2001 года, прорабатывается и в нашей стране на базе и примере ЛАЭС. Трудно ожидать, что подобный кардинальный пересмотр концепции будет в обозримое время (т.е. в ближайшие 2-3 года) принят в России. Этому, по мнению автора, имеются как объективные, так и субъективные причины.

Во-первых, банк данных по воздействию реальных сильных землетрясений на действующих АЭС пока что незначителен. Весь накопленный опыт ограничивается землетрясениями на площадках АЭС «Козлодуй» (1977 г.) и Армянской АЭС (1988 г.), где интенсивность составляла менее 6 баллов по шкале MSK-64, а также последними землетрясениями в Японии. Существенно больше объем накопленных данных для других промышленных объектов (ТЭС, металлургические и химические предприятия) - это прежде всего Калифорния (США), Газли (Узбекистан), Нефтегорск (о. Сахалин, Россия), Япония и ряд других стран. В то же время перенос заключений и выводов о достаточно высокой сейсмической устойчивости оборудования подобных объектов при сильных землетрясениях на атомные станции следует делать с исключительно большой осторожностью из-за кардинального отличия в потенциальной опасности для населения и окружающей среды между АЭС и обычными промышленными предприятиями, а также из-за различий в конструкциях оборудования, его функций, его места в системах безопасности. В любом случае оптимистическая оценка о снижении списка проверяемого оборудования в несколько раз весьма сомнительна.

Во-вторых, стоимость равных по объему комплексных работ по проверке сейсмостойкости оборудования АЭС по понятным причинам в России и, например, в США отличается более чем на порядок. По оценкам авторов новой концепции, в США консервативная проверка сейсмостойкости оборудования одного действующего блока с разработкой и реализацией анти сейсмических мероприятий составляет десятки миллионов долларов, тогда как на наших АЭС затраты исчисляются несколькими миллионами рублей.

Наконец, действующие в России нормативные требования являются одними из самых консервативных в мире, и подобный кардинальный переход к предельно упрощенным и недостаточно обоснованным регламентам был бы слишком болезненным.

В то же время, очевидно, что от формального повторения полнообъемных проверок по всему перечню ответственного оборудования на каждом обследуемом действующем блоке необходимо постепенно отходить, учитывая накопленный к настоящему времени огромный опыт подобных обследований на большом количестве блоков с реакторами всех типов, применяемых в России и странах СНГ (речь идет об Украине и Армении). При этом немаловажно, что в лице ВНИИАМ (технологическое оборудование) и АЭП (электротехническое оборудование) Россия обладает наибольшим в мире опытом комплексных обследований и динамических испытаний на пусковых и действующих блоках АЭС.

В связи с изложенным, ВНИИАМ совместно с КБГУ при непосредственном участии автора, начиная с 1995 года, проводит детальный анализ, обобщение и систематизацию накопленных данных, разрабатывая новый подход к обследованиям сейсмостойкости оборудования АЭС, позволяющий сократить объем будущих экспериментальных исследований на АЭС и конструкторских доработок на базе научно обоснованного использования накопленного опыта [46]. Это поисковое направление по своим, целям кор-релируется с кратко изложенной выше новой зарубежной концепцией и в то же время, по мнению автора, является (по крайней мере, на ближайшие годы) более инженерно обоснованным и поэтому более реальным, ставит перед собой более скромные задачи и может найти поддержку регулирующих органов и практическое применение в самое ближайшее время.

Похожие диссертации на Традиционные и перспективные методы сейсмической квалификации оборудования АЭС