Ремонт оборудования атомных станций

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Уральский федеральный университет 

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина 

О. Л. Ташлыков

РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ  

АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

Учебник 

Рекомендовано методическим советом  
Уральского федерального университета 

для студентов вуза, обучающихся по направлению подготовки 

14.05.02 — Атомные станции: проектирование,  

эксплуатация и инжиниринг

Екатеринбург 

Издательство Уральского университета 

2018 

УДК 621.039.4:658.58(075.8)
ББК 31.46-083я73
          Т25

Серия «Учебник УрФУ» основана в 2017 году

Редакционная коллегия серии: 
доц., канд. техн. наук Е. В. Вострецова; доц., канд. техн. наук Е. В. Че
репанова; И. Ю. Плотникова (ответственный редактор серии)

Рецензенты:
директор института ядерной энергетики и технической физики 

Нижегородского технического университета канд. техн. наук, доц. 
А. Е. Хробостов; заместитель главного инженера Белоярской АЭС канд. 
техн. наук А. М. Тучков 

Научный редактор — проф., д-р техн. наук С. Е. Щеклеин 

На обложке — фотография С. Тена

Т25

Ташлыков, О. Л.
Ремонт оборудования атомных станций : учебник / О. Л. Ташлыков. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2018. — 352 с.
ISBN 978-5-7996-2381-4

В учебнике рассмотрены вопросы выбора стратегии, планирования, ор
ганизации технического обслуживания и ремонта систем и оборудования 
атомных станций, конструкционные и ремонтные особенности реакторного, парогенераторного, тепломеханического оборудования энергоблоков АС. Особое внимание уделено вопросам оптимизации ремонтных работ 
с учетом дозовых затрат персонала, в том числе подготовке персонала, обеспечению качества технического обслуживания и ремонта оборудования АС.

Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальности 

14.05.02 «Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг». 
Может быть использован также специалистами, занимающимися техническим обслуживанием и ремонтом оборудования АС.

УДК 621.039.4:658.58(075.8)
ББК 31.46-083я73

ISBN 978-5-7996-2381-4
© Уральский федеральный 
      университет, 2018

Предисловие

Т

ехническое обслуживание и ремонт систем и оборудования осуществляются в целях поддержания их технического состояния 

и надежности на заданном уровне, обеспечения соответствия атомной станции (АС) требованиям безопасности в течение всего срока 
эксплуатации.

Оборудование, которое имеется в эксплуатации на АС, делится 

в основном на реакторное, тепломеханическое, электротехническое, 
КИПиА. Важнейшим в повышении качества ремонта и технического 
обслуживания оборудования атомных станций является кадровый вопрос. Ремонтный персонал должен иметь базовую подготовку по соответствующему направлению, высокую квалификацию, опыт работы 
в специфических условиях АС. Обеспечение атомной энергетики молодыми специалистами с высшим образованием, со специализацией 
по техническому обслуживанию и ремонту представляет собой стратегическую задачу. Для решения этой задачи требуется наличие в высшем учебном заведении необходимой материально-технической базы, 
включающей в себя современные установки, приспособления для диагностики и ремонта оборудования, учебно-методическое обеспечение процесса подготовки специалистов-ремонтников.

Кафедра «Атомные станции и возобновляемые источники энер
гии» (до 2011 г. — «Атомная энергетика») Уральского федерального 
университета на протяжении многих лет специализируется на подготовке персонала для технического обслуживания и ремонта реакторного и тепломеханического оборудования АС. Для этого создан 
учебно-тренировочный комплекс по изучению типовых и массовых 
ремонтных операций на тепломеханическом оборудовании и реак

Предисловие

торных установках, разработаны учебно-методические комплексы 
по разным направлениям подготовки специалистов-ремонтников, 
графические материалы, компьютерные программы и т. д. Концепция 
развития учебно-тренировочного комплекса определялась заказчиком — Департаментом по ремонту и техническому обслуживанию АС 
АО «Концерн Росэнергоатом». Кафедра активно сотрудничает с атомными станциями России, АО «Атомэнергоремонт» в области учебнометодического и материально-технического обеспечения подготовки 
ремонтного персонала.

В настоящее время существует ряд учебных изданий для подготов
ки специалистов по ремонту отдельного оборудования АЭС, освещающих в основном практические вопросы проведения ремонтных работ, 
однако отсутствуют издания, которые можно использовать в качестве 
учебника для подготовки специалистов с высшим образованием для ремонтного обслуживания АЭС. Многие вопросы планирования, подготовки, организации ремонтных работ освещены только в нормативных 
и руководящих документах эксплуатирующей организации, стандартах предприятий и недоступны для студентов. Кроме того, некоторые 
из указанных вопросов сложны для восприятия неподготовленным 
человеком и требуют разъяснения. Представленный учебник ликвидирует указанные пробелы и охватывает основные вопросы инженерной поддержки при планировании, подготовке, организации ремонта 
систем и оборудования АЭС.

Особое внимание в учебнике уделено вопросам оптимизации ре
монтных работ, обеспечения высокого качества ремонтного обслуживания и снижения дозовых затрат ремонтного персонала.

Материал учебника не является всеобъемлющим, и для более глубо
кого изучения тех или иных разделов студент может обратиться к рекомендованной литературе.

Автор выражает благодарность студентам кафедры «Атомные стан
ции и ВИЭ» Соломеину Я., Циглевкиной К., Таширевой И. за помощь 
в оформлении книги, в частности за создание компьютерных графических материалов для иллюстраций.

Автор приносит глубокую благодарность рецензентам книги: Хро
бостову А. Е., доценту, кандидату технических наук, директору Института ядерной энергетики и технической физики Нижегородского 
технического университета, и Тучкову А. М., заместителю главного 
инженера Белоярской АЭС, кандидату технических наук.

Введение

О

бщей целью обеспечения безопасности при эксплуатации АС 
является надежная защита населения и окружающей среды 

от недопустимого радиационного воздействия. Основная цель технической безопасности — предотвращение, с высокой степенью надежности, возникновения аварий и крупных неполадок на АС. При 
этом безопасность эксплуатации во многом зависит от качества технического обслуживания и ремонта систем и оборудования АС. Как 
показывает мировой опыт, часто причинами недостаточной эксплуатационной надежности АС или ложного, случайного и ошибочного 
срабатывания систем безопасности были ошибки в практике и процедурах технического обслуживания и ремонта.

В связи с этим немаловажное значение приобретает формирование 

у ремонтного персонала культуры безопасности. Это понятие было 
сформулировано во второй половине 80-х гг. прошлого века как самостоятельный и значимый элемент концепции безопасности. Культура 
безопасности — это непременная расстановка приоритетов в деятельности каждого человека, находящегося в сфере использования атомной энергии. Обеспечение безопасности — это главное при принятии 
любых решений, отборе и расстановке людей, формировании мотивов 
их поведения и понимании влияния любых действий на безопасность.

Основными составляющими культуры безопасности для индиви
дуумов являются: критическое и осмысленное отношение к порученной работе и к поставленным задачам (критическая позиция); строгое 
соблюдение требований нормативной документации; осторожность 
и внимательность при выполнении работ (строго регламентированный и осторожный подход); качественное ведение документации; сво

Введение

евременное и полное информирование о своих действиях (коммуникативность).

Во всем мире облучение работников АС в последнее десятилетие 

неуклонно снижается, чему способствовали многие факторы (улучшение водно-химического режима теплоносителя первого контура, оптимизация процесса эксплуатации, замещение сплавов, содержащих 
кобальт, совершенствование технологии ремонтных работ и т. д.). Однако в связи со старением оборудования АС наблюдается увеличение 
объема проводимых работ по восстановлению его работоспособности. Решать вопросы снижения облучаемости персонала АС необходимо не только путем совершенствования технологического процесса 
ремонта, внедрения дистанционных и робототехнических устройств, 
но и тщательной оптимизацией ремонтных работ. Основной вклад 
в коллективную дозу облучения персонала АС вносят работы по техническому обслуживанию и ремонту. Это требует внимательного изучения отечественного и мирового опыта при внедрении принципа оптимизации в практическую деятельность.

Эффективность работы энергоблоков, коэффициент использования 

установленной мощности находятся в прямой зависимости от продолжительности ремонтной кампании, а безопасность эксплуатации — 
от качества технического обслуживания и ремонта. С этих позиций 
и нужно оценивать необходимость затрат на повышение качества ремонтных работ, разработку современных технологий ремонта, обучение специалистов, изготовление или приобретение новой оснастки 
и специального оборудования.

1. Планирование, подготовка 
и организация технического 

обслуживания и ремонта

1.1. Надежность оборудования АС

Д

ля надежной работы оборудования АС необходимы не только его совершенная конструкция и высокое качество изготов
ления, эксплуатации, но и первоклассное техническое обслуживание 
и ремонт (ТОиР). Техническое обслуживание1 (ТО) и ремонт2 входят 
в систему организационно-технических мер по обеспечению безопасности АС, подлежащих последовательной реализации на всех этапах жизненного цикла АС3. Система ТОиР — неотъемлемый элемент 
эксплуатации АС. Целью ТОиР: является обеспечение безопасной 
и надежной эксплуатации АС экономически эффективным и экологически приемлемым способом. Объекты ТОиР: тепломеханическое 

1 
Техническое обслуживание — комплекс технологических операций и органи
зационных действий по поддержанию работоспособности или исправности объекта при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании.

2 
Ремонт — комплекс технологических операций и организационных действий 

по восстановлению работоспособности, исправности и ресурса объекта и/или его 
составных частей.

3 
Жизненный цикл АС включает в себя следующие этапы: проектирование реак
торной установки и разработку оборудования для АС, проектирование АС, строительство АС, введение в эксплуатацию, эксплуатацию АС и снятие АС с эксплуа- 
тации.

1. Планирование, подготовка и организация технического обслуживания и ремонта

и электротехническое оборудование энергоблоков и общестанционных систем, систем технологического контроля, регулирования, защиты и управления (СТКРЗиУ), здания и сооружения, железнодорожные 
пути и дороги, эстакады, путепроводы и др. элементы АС, определенные в нормативной, проектной и конструкторской документации как 
восстанавливаемые1, обслуживаемые2 и ремонтируемые3.

При рассмотрении вопросов, связанных с ТОиР, необходи
мо выяснить связь между понятиями отказ, дефект и повреждение  
(ГОСТ 27.002–2015).

Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособ
ного состояния объекта. Отказ может быть полным или частичным. 
Полный отказ характеризуется переходом объекта в неработоспособное состояние. Частичный отказ характеризуется переходом объекта 
в частично неработоспособное состояние.

Дефект — каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, 

установленным документацией. При этом необходимо различать дефекты при изготовлении (несоответствие значения параметра состояния изделия требованиям на изготовление из-за нарушения технологии или ее недостатков) и дефекты при ремонте (выход фактического 
значения параметра состояния изделия за установленные пределы, 
имеющие в основе критерии его отказа и предельного состояния4), 
вызванные изнашиванием и старением изделия. Иными словами, дефект при ремонте — это накопленное повреждение.

Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного 

состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. Например, повреждение может характеризоваться увеличением числа, 
глубины и площади царапин, вмятин на поверхности составной части, числа и (или) размеров несплошностей в ее материале или ухудшением его механических или изоляционных свойств.

Дефект и (или) повреждение могут служить причиной возникнове
1 
Восстанавливаемый объект — объект, для которого в рассматриваемой ситуа
ции проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации (ГОСТ 27.002–89). 

2 
Обслуживаемый объект — объект, для которого проведение ТО предусмотрено 

нормативной и (или) конструкторской (проектной) документацией (ГОСТ 27.002–89).

3 
Ремонтируемый объект — объект, ремонт которого возможен и предусмотрен нор
мативной и (или) конструкторской (проектной) документацией (ГОСТ 27.002–89).

4 
Предельное состояние — состояние объекта, в котором его дальнейшая эксплу
атация недопустима или нецелесообразна либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

1.1. Надежность оборудования АС

ния частичного или полного отказа объекта. Наличие дефекта и (или) 
повреждения приводит объект в неисправное состояние.

Поддержание надежности оборудования и систем АС или, при си
стемном подходе к решению этой задачи, управление их техническим 
состоянием при эксплуатации включают: регулярный контроль состояния оборудования и систем, плановое периодическое или неплановое (при ухудшении состояния) воздействие на оборудование и системы в целях устранения выявляемых недопустимых изменений в их 
состоянии — восстановление их исправности и возобновление ресурса, анализ и оценку эффективности (качества) управления состоянием оборудования и систем.

Одним из основных вопросов повышения надежности оборудования 

является исследование физических процессов и механизмов возникновения и развития повреждений, приводящих к отказам и авариям. 
Главная цель такого изучения состоит в разработке мер предотвращения повреждений, определении резервов и запасов по физической надежности (безотказности, работоспособности, долговечности).

Особое место при этом должны занимать разработки научных ме
тодов оценки и прогнозирования надежности систем и оборудования АС. Проведение системного анализа, сопоставление достигнутого 
и необходимого уровня надежности, разработка обоснованных требований к узлам реакторов, турбин, парогенераторов, насосов и прочего 
оборудования — все это должно способствовать выработке правильной технической политики в области проектирования, изготовления 
и эксплуатации оборудования АС.

Важное значение в уменьшении числа отказов оборудования по вине 

персонала имеют улучшение эксплуатации, повышение культуры безопасности, организация повышения квалификации персонала. Если 
рассматривать аварию как предельный отказ в системе АС, то практически любая аварийная ситуация является следствием либо первичных отказов оборудования, либо неправильных действий персонала станции.

ТОиР составляют важную часть методологии управления ресурсом 

элементов АС1, основывающуюся на:

• соблюдении требований норм и правил в области использова
ния атомной энергии, нормативных и руководящих докумен
1 
НП–096–15. Требования к управлению ресурсом оборудования и трубопро
водов атомных станций. Основные положения. М. : Ростехнадзор, 2015. 19 с.

1. Планирование, подготовка и организация технического обслуживания и ремонта

тов, инструкций по ТО и ремонту, оценке технического состояния и остаточного ресурса оборудования и трубопроводов АС;

• поддержании оборудования и трубопроводов АС в исправном 

(работоспособном) состоянии путем своевременного выявления повреждений, осуществления профилактических мер (обследований, ремонтов), замены оборудования и трубопроводов 
АС, выработавших ресурс;

• установлении механизмов образования и развития дефектов, 

способных привести к разрушению или отказам оборудования 
и трубопроводов АС;

• выявлении доминирующих (определяющих) механизмов старе
ния, деградации и повреждений оборудования и трубопроводов АС;

• результатах контроля технического состояния и оценки выра
ботанного и остаточного ресурса оборудования и трубопроводов АС по результатам контроля;

• смягчении (ослаблении) процессов старения, деградации и по
вреждений оборудования и трубопроводов посредством ТОиР, 
модернизации, использования щадящих режимов эксплуатации, 
замены (при исчерпании ресурса и невозможности или нецелесообразности ремонта).

В процессе создания и эксплуатации изделия можно выделить сле
дующие этапы: проектирование, изготовление, транспортировка и хранение, монтаж и пусконаладочные работы, эксплуатация, ремонт. Надежность изделия должна обеспечиваться на каждом из этих этапов, 
однако задачи обеспечения надежности на отдельных этапах различаются. На этапах изготовления, монтажа или ремонта это разработка 
и осуществление технологического процесса, при котором бы обеспечивалось качество изготовления, монтажа и ремонта, предусмотренное проектом; мероприятий по предупреждению нарушений технологии изготовления, монтажа или ремонта; системы контроля качества.

Данные задачи должны решаться соответствующими технологиче
скими, монтажными, ремонтными предприятиями, заводами-изготовителями, а также персоналом АС.

Важнейшими задачами по обеспечению надежности оборудова
ния при эксплуатации являются разработка и внедрение мероприятий по выполнению требований проекта к эксплуатации и ремонту, по предупреждению нарушений требований проекта; проведение 
анализа отказов, неисправностей, нарушений условий эксплуатации,