Насосы для АЭС: требования, испытания и приёмка
Насосный завод умеет делать хорошие насосы, но для атомной станции этого мало: нужно доказать характеристики на стенде, ресурс, работу при обесточивании и после землетрясения. Разбираем, как класс безопасности меняет конструкцию и документы, что проверяют на приёмочных испытаниях и из-за чего насос возвращают.
Насосный завод сорок лет поставляет агрегаты на нефтепереработку и решает выйти на атомную станцию. Конструкция подходит, гидравлика считается, литьё своё. На приёмочных испытаниях выясняется, что стенд не позволяет снять характеристику в нужном диапазоне, протоколы вибрации оформлены по внутренней форме, а на вопрос «что будет с насосом через сутки после аварии» ответить нечем. Разбираем, чем насос для АЭС отличается от насоса вообще.
Какие насосы стоят на энергоблоке
Насосное хозяйство станции разнородно. Главные циркуляционные насосы гонят теплоноситель первого контура и относятся к самым ответственным элементам. Насосы систем безопасности — аварийного и планового расхолаживания, аварийной подпитки, спринклерных систем — большую часть жизни стоят в резерве и обязаны запуститься по сигналу. Питательные и конденсатные насосы работают во втором контуре постоянно. Отдельная группа — насосы технической воды, дренажей, спецводоочистки. Есть и вовсе общестанционные агрегаты, к ядерной безопасности не относящиеся. Класс безопасности каждого определяет проектант по НП-001-15 исходя из влияния на безопасность; тексты норм лежат в каталоге ФНП.
Что класс меняет в конструкции
Для насоса класс безопасности влияет прежде всего на корпусные детали, работающие под давлением: марки материалов, объём неразрушающего контроля отливок и сварных швов, требования к уплотнениям. Дальше идут требования к приводу и системе управления, к возможности запуска от аварийного источника питания, к работе без внешнего охлаждения и к поведению при обесточивании. Насос системы безопасности проектируется так, чтобы он запустился в условиях, когда станция уже находится в ненормальном режиме, а не в идеальных условиях стенда.
| Аспект | Насос высокого класса | Насос вспомогательных систем |
|---|---|---|
| Корпусные детали | Допущенные марки, контроль отливок и швов | Сертификаты изготовителя металла |
| Режим работы | Резерв с запуском по сигналу, ресурс подтверждается | Постоянная работа, обычный ресурс |
| Квалификация | Авария и сейсмика подтверждаются испытаниями или расчётом | Обычно не требуется |
| Форма оценки соответствия | Приёмка уполномоченной организацией | Испытания или декларирование |
| Объём протоколов | Полная программа с представителем заказчика | Стандартные заводские испытания |
Стендовые испытания
Ключевой документ на насос — не паспорт, а протокол испытаний с реальной характеристикой. Снимаются напорная характеристика, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия по точкам, кавитационный запас, вибрация и температура подшипников на установившемся режиме, герметичность уплотнений. Испытания проводятся по программе и методике, согласованной с заказчиком до начала работ. Здесь завод чаще всего и спотыкается: стенд физически не обеспечивает нужный расход или напор, а согласовать методику «под возможности стенда» уже поздно. Программу и методику испытаний нужно обсуждать на стадии договора, а не за неделю до приёмки.
Испытательное оборудование и средства измерений
Протокол действителен, только если получен на аттестованном испытательном оборудовании поверенными средствами измерений. Стенд подлежит аттестации, манометры, расходомеры, датчики вибрации и термопары — поверке. Свидетельства прикладываются к протоколу или на них даётся ссылка с номерами. Приёмка по протоколу, где номера приборов не указаны, а свидетельства просрочены, не проходит: у результата нет метрологической основы.
Ресурс и наработка
Для насосов систем безопасности отдельная тема — подтверждение ресурса и готовности к запуску после длительного простоя. Заказчик хочет видеть обоснование назначенного ресурса, межремонтного периода, количества пусков. Обоснование строится на результатах ресурсных испытаний головного образца, на данных по аналогам и на расчётах узлов. Для нового изделия обычно изготавливается головной образец, и именно на нём отрабатывается весь объём проверок, а серия идёт уже по сокращённой программе.
Квалификация на аварию и сейсмику
Если насос должен работать во время или после проектной аварии, требуется подтверждение работоспособности в тех условиях, которые задаёт проект: температура, давление и влажность среды в помещении, радиационное поле, длительность режима. Сейсмостойкость подтверждается испытаниями на вибростенде, расчётом или их сочетанием — в зависимости от габаритов и массы агрегата. Важно, что квалифицируется не «насос вообще», а конкретное исполнение с конкретным двигателем, уплотнением и системой смазки. Замена комплектующего после квалификации требует анализа и часто повторных проверок.
Насос для системы безопасности зарабатывает свою стоимость один раз в жизни, за первые тридцать секунд после сигнала. Всё остальное — подготовка к этим тридцати секундам.
Приёмка и оценка соответствия
Форма оценки соответствия определяется по НП-071-18 в зависимости от класса и вида продукции: приёмка, испытания, экспертиза, декларирование или сертификация. Для насосов высоких классов приёмку ведёт уполномоченная организация по плану качества с контрольными точками — от входного контроля отливок до финальных испытаний собранного агрегата. Контрольная точка означает, что операцию нельзя закрыть без представителя. Практический вывод для планирования: сроки вызова закладываются в график изготовления заранее, иначе завод простаивает в ожидании приёмщика.
Комплект документов на поставку
- паспорт насосного агрегата и паспорта на двигатель и арматуру обвязки;
- сертификаты на материалы корпусных деталей с привязкой к плавкам;
- заключения по неразрушающему контролю отливок и сварных соединений;
- протоколы стендовых испытаний с характеристиками и данными по вибрации;
- протоколы квалификации на условия эксплуатации и сейсмику, если они требуются;
- свидетельства об аттестации стенда и поверке средств измерений;
- акты о несоответствиях и решения по ним, документ об оценке соответствия;
- руководство по эксплуатации, ведомость ЗИП, указания по консервации.
Почему насос возвращают
- характеристика снята не во всём заявленном диапазоне или в одной точке;
- вибрация измерена не в тех точках и не по согласованной методике;
- квалификация выполнена на другое исполнение агрегата;
- двигатель поставлен другим изготовителем, чем указано в документации;
- литьё принято по сертификату без контроля, предусмотренного техническими условиями;
- протоколы подписаны лицами, не уполномоченными приказом по заводу.
Атом-Плюс сопровождает насосные заводы при выходе на поставки для атомных станций: разбирает требования технического задания и класс безопасности, помогает согласовать программу и методику испытаний под реальные возможности стенда, выстраивает программу обеспечения качества и план качества с контрольными точками, готовит комплект документов к приёмке уполномоченной организацией и к проверкам Ростехнадзора. Если вы планируете первую поставку насосов на АЭС, оставьте заявку в форме ниже.
Фото: Brian Robert Marshall, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0
